Pesquisadores descobrem família de compostos naturais que matam parasitas seletivamente
O distinto metabolismo dependente da rodoquinona dos helmintos parasitas é um alvo atraente para o desenvolvimento anti-helmíntico. Crédito:Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-47331-3 Uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade de Toronto descobriu uma família de compostos naturais com potencial como tratamentos novos e mais eficazes para vermes parasitas. Os compostos interrompem o processo metabólico único que os vermes usam para sobreviver no intestino humano.
Vermes parasitas transmitidos através do solo causam estragos nos países em desenvolvimento nos trópicos. A infecção por estes parasitas provoca mal-estar, fraqueza, desnutrição e outros sintomas debilitantes, e pode causar defeitos de desenvolvimento nas crianças e prejudicar o seu crescimento.
“Os vermes parasitas transmitidos pelo solo infectam mais de um bilhão de pessoas em todo o mundo, normalmente em comunidades de baixa renda de países em desenvolvimento sem cuidados de saúde abrangentes e infraestrutura para saneamento”, disse Taylor Davie, primeiro autor do estudo e Ph.D. estudante do Donnelly Center for Cellular and Biomolecular Research da U of T. “Os parasitas estão se tornando menos suscetíveis aos poucos medicamentos anti-helmínticos disponíveis, por isso há uma necessidade urgente de encontrar novos compostos”.
O estudo foi publicado na revista Nature Communications .
Muitas espécies de vermes parasitas vivem grande parte do seu ciclo de vida dentro de um hospedeiro humano. Para se adaptar às condições ambientais do intestino, principalmente à falta de oxigênio, o parasita muda para um tipo de metabolismo que depende de uma molécula chamada rodoquinona (RQ).
O parasita pode sobreviver dentro de seu hospedeiro humano por muitos meses usando metabolismo dependente de RQ.
A equipa de investigação optou por visar o processo metabólico adaptativo do verme parasita porque o RQ só está presente no sistema do parasita – os humanos não produzem nem utilizam o RQ. Portanto, compostos que possam regular a produção ou atividade da molécula matariam seletivamente o parasita, sem causar danos ao hospedeiro humano.
Os pesquisadores conduziram uma triagem de compostos naturais isolados de plantas, fungos e bactérias no organismo modelo C. elegans. Embora não seja um parasita, este verme também depende do QR para o metabolismo quando o oxigênio não está disponível.
“Esta é a primeira vez que conseguimos rastrear medicamentos que visam especificamente o metabolismo incomum desses parasitas”, disse Andrew Fraser, investigador principal do estudo e professor de genética molecular no Donnelly Center e na Temerty Faculdade de Medicina. .
"A triagem só foi possível devido ao progresso recente feito por nosso grupo e outros no uso de C. elegans para estudar o metabolismo dependente de RQ, e à nossa colaboração com a RIKEN, uma das maiores agências de pesquisa do Japão. Examinamos sua coleção de classe mundial de 25.000 compostos naturais, resultando na descoberta de uma família de compostos benzimidazol que mata vermes dependendo deste tipo de metabolismo."
Os pesquisadores sugerem um regime multidose usando a recém-descoberta família de compostos para tratar vermes parasitas. Embora um tratamento de dose única seja mais fácil de facilitar em programas de administração de medicamentos em massa, um programa de tratamento mais longo eliminaria o parasita de forma mais eficaz.
“Estamos muito satisfeitos com os resultados do estudo, que utilizou nossa biblioteca”, disse Hiroyuki Osada, professor de farmácia da Universidade de Shizuoka e diretor do Grupo de Pesquisa em Biologia Química do Centro RIKEN para Ciência de Recursos Sustentáveis.
"O estudo mostra o poder da abordagem de triagem, permitindo aos pesquisadores, neste caso, pesquisar um grande número de moléculas dentro de uma coleção focada de produtos naturais. As telas são muito eficientes, o que é fundamental para abordar questões de pesquisa urgentes de relevância global, como Este."
Os próximos passos da equipa de investigação são refinar a nova classe de inibidores através de testes adicionais in vivo com vermes parasitas, que serão realizados pelo laboratório Keizer da Universidade de Basileia, na Suíça, e continuar a triagem de compostos que inibem a RQ.
“Este estudo é apenas o começo”, disse Fraser. "Descobrimos vários outros compostos muito poderosos que afectam este metabolismo, incluindo, pela primeira vez, um composto que bloqueia a capacidade dos vermes de produzir RQ. Esperamos que os nossos rastreios forneçam medicamentos para tratar os principais agentes patogénicos em todo o mundo."
