确定治疗血吸虫病的新靶点
引起血吸虫病(曼氏血吸虫)的蠕虫在很多方面都很不寻常,尤其是雄性和雌性成虫必须终生配对才能成功繁殖。雌性每天可产卵多达3,000个。大约一半到达宿主的肠道或膀胱。其余的则通过血液进入肝脏和脾脏,在那里引起严重的炎症和肝硬化,这是死亡的主要原因。
巴西圣保罗布坦坦研究所的研究人员发现了一种将雄性与雌性分开的方法,以防止繁殖和卵子释放。在PLOSPathogens上发表的一篇文章中,他们描述了如何通过沉默长非编码RNA来实现这种分离,因此长非编码RNA是治疗该疾病的一个有希望的目标。
长非编码RNA(lncRNA)通常被定义为大小大于200个核苷酸且不翻译成蛋白质的转录物。
(资料图片仅供参考)
“多年来,lncRNA一直被研究人员忽视,尽管它们占人类细胞中所有RNA的97%,因为它们没有已知的功能。在过去的二十年里,癌症研究首先表明,当lncRNA失调时,它们会导致疾病。”
“我们的研究首次以功能性方式表明,lncRNA对于维持引起血吸虫病的寄生虫体内平衡至关重要,因此是潜在的治疗靶点,”该文章的共同通讯作者、布坦坦研究所细胞周期实验室的研究员MuriloSenaAmaral说。
这一发现是一个主题项目的一部分,该项目以人类癌症和血吸虫为模型,研究lncRNA的总体作用。主要研究者是圣保罗大学(USP)教授、布坦坦研究所研究员SergioVerjovski-Almeida。
在这里,回顾一下人类、植物和动物(包括寄生虫)的所有遗传信息可能会有所帮助,DNA是细胞核中RNA转录的一种模具。
Verjovski-Almeida强调,这一系列事件被称为“分子生物学的中心法则”:遗传信息仅朝一个方向流动,从DNA到RNA再到蛋白质,而蛋白质在细胞中执行各种功能。近几十年来的研究表明,大多数转录的RNA不会翻译成蛋白质,但在细胞过程中发挥着至关重要的作用。
研究人员分析了公共存储库的数据,以确定当雄性和雌性配对或分开时曼氏链霉菌中表达最多或最少的lncRNA,然后利用结果选择三种lncRNA作为候选治疗靶点。
“曼氏沙门氏菌非常适应生活在宿主的肠系膜静脉(灌注肠道)中,如果不进行治疗,可以在那里停留数十年。交配——雌性生活在雄性体内——对于它们的生存至关重要。没有交配,它们就会死亡,正如我们在实验室实验中所证明的那样,”阿马拉尔说。
分离与死亡
研究人员从体外测定开始,将成对的雄性和雌性蠕虫放入含有血液培养基的培养皿中,并添加一种能够靶向感兴趣的lncRNA的分子,以减少寄生虫中的lncRNA。
“为了概念证明,我们使用了双链RNA分子,”Amaral解释道。“当添加到培养基中时,它与寄生虫中的lncRNA结合并导致其降解。一段时间后,我们发现接受处理的寄生虫分离,变得不那么存活,停止释放卵并死亡。”
接下来,研究人员在感染曼氏沙门氏菌的小鼠中进行了实验。他们将相同的双链RNA注入动物的血液中,随着时间的推移,寄生虫中的目标lncRNA减少,导致它们死亡并降低其卵的活力。
被忽视的疾病
血吸虫病是由蠕虫(寄生虫)引起的主要疾病,影响着全世界约2亿人。尽管患病率很高,但40年来,吡喹酮一直是唯一可用于治疗该疾病的药物。
Verjovski-Almeida表示,吡喹酮有很大的局限性。“它已经上市很长时间了,没有任何替代品,而且有报道称蠕虫产生了耐药性。因此需要找到针对这种疾病的新治疗靶点。我们的研究证明,可以通过攻击配对现象将寄生虫从宿主的血液中消除。我们的下一步是开发一种药物,可以起到我们研究中双链RNA的作用:沉默寄生虫中lcnRNA的表达,”他说。