Een nieuwe studie heeft robotscreening gebruikt voor het op de shortlist zetten van chemische verbindingen die malaria kunnen 'voorkomen'
Volgens de WHO waren er in 219 wereldwijd 435,000 miljoen gevallen van malaria en ongeveer 2017 doden. Malaria is een infectieziekte die wordt veroorzaakt door de parasieten Plasmodium falciparum of Plasmodium vivax. Deze parasieten beginnen hun levenscyclus wanneer een geïnfecteerde mug sporozoïeten overbrengt op een mens wanneer deze zich voedt met menselijk bloed. Sommige van deze sporozoïeten veroorzaken een infectie in de menselijke lever terwijl ze zich vermenigvuldigen. Vervolgens barst de parasiet in de rode bloedcellen om de infectie te starten. Wanneer bloed geïnfecteerd raakt, verschijnen symptomen van malaria zoals koude rillingen, koorts enz. in een persoon.
Nu verkrijgbaar drugs voor malaria sussen de symptomen van de ziekte over het algemeen 'na' de infectie. Ze blokkeren de vermenigvuldiging van parasieten in het menselijk bloed, maar ze kunnen de overdracht naar nieuwe mensen via muggen niet voorkomen omdat de infectie al heeft plaatsgevonden. Wanneer een geïnfecteerde persoon wordt gebeten door een mug, draagt de mug de infectie naar een andere persoon die de vicieuze cirkel van infectie voortzet. Helaas worden malariaparasieten resistent tegen de meeste commercieel beschikbare geneesmiddelen tegen malaria. Er is dringend behoefte aan nieuwe antimalariamiddelen die niet alleen symptomen kunnen behandelen, maar ook voorkomen dat malaria-infectie de bloedbaan bereikt, zodat deze niet op andere mensen kan worden overgedragen.
Richten op een nieuwe fase in de levenscyclus van parasieten
In een nieuwe studie gepubliceerd in Wetenschap, hebben onderzoekers de malariaparasiet in een vroeger stadium van zijn levenscyclus aangepakt, dat wil zeggen wanneer de parasiet voor het eerst de menselijke lever begint te infecteren. Dit is voorafgaand aan het stadium waarin de parasiet zich in het bloed begint te repliceren en een infectie bij de persoon veroorzaakt. Onderzoekers deden er twee jaar over om malariaparasieten uit duizenden muggen te halen met behulp van moderne robottechnologie. Voor hun onderzoek gebruikten ze Plasmodium berghei, een relatieve parasiet die alleen muizen infecteert. Eerst werden de muggen geïnfecteerd door de parasiet, vervolgens werden sporozoïeten gewonnen uit deze geïnfecteerde muggen - sommige waren gedroogd, ingevroren en hadden dus geen zin. Deze sporozoïeten werden vervolgens naar de screeningsfaciliteit voor geneesmiddelen gebracht waar potentiële geneesmiddelen/remmers/chemische verbindingen werden getest op hun effect. In één ronde konden ongeveer 20,000 verbindingen worden getest met behulp van een robottechnologie en geluidsgolven waarbij minieme hoeveelheden van elke chemische verbinding werden toegevoegd, dat wil zeggen één verbinding toegevoegd per elke sporozoietcel. Het vermogen van elke verbinding om de parasiet te doden of zelfs de replicatie ervan te blokkeren, werd geëvalueerd. De verbindingen die giftig waren voor levercellen werden van de lijst verwijderd. Er werden tests uitgevoerd voor dezelfde set verbindingen op andere Plasmodium-soorten en ook op andere levenscyclusstadia behalve het leverstadium.
Chemische leads geïdentificeerd
In totaal zijn meer dan 500,000 chemische verbindingen getest op hun vermogen om de parasiet te stoppen wanneer deze zich in het stadium van de menselijke lever bevindt. Na vele testrondes werden 631 verbindingen op de shortlist geplaatst waarvan werd gezien dat ze malaria-infectie blokkeerden voordat de symptomen begonnen, waardoor overdracht naar bloed, nieuwe muggen en nieuwe mensen mogelijk werd voorkomen. 58 van deze 631 verbindingen blokkeerden zelfs het energieopwekkingsproces van de parasiet in de mitochondriën
Deze studie zou de basis kunnen vormen voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen voor 'malariapreventie' van de volgende generatie. Het onderzoek is uitgevoerd in de open-sourcegemeenschap, waardoor andere onderzoeksgroepen over de hele wereld deze informatie vrijelijk kunnen gebruiken om hun werk voort te zetten. Onderzoekers willen de 631 veelbelovende kandidaat-geneesmiddelen testen om hun effectiviteit te analyseren en deze verbindingen zullen ook moeten worden gecontroleerd op hun veiligheid voor menselijke consumptie. Malaria heeft dringend behoefte aan een nieuw medicijn dat betaalbaar is en naar elk deel van de wereld kan worden geleverd zonder extra eisen van infrastructuur, zorgpersoneel of andere middelen.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Antonova-Koch Y et al. 2018. Open-source ontdekking van chemische aanknopingspunten voor chemoprotectieve antimalariamiddelen van de volgende generatie. Wetenschap. 362 (6419). https://doi.org/10.1126/science.aat9446
