Паразиты сохраняют элементы древних митохондрий, которые уже исчезли у человека. Исследователи выявили 33 потенциальные мишени для новых медикаментов и создали митохондриальный портрет общего предка эукариот.
Митохондрии часто называют «энергетическими станциями» клеток. Однако, похоже, что учебники несколько приукрашивают и недооценивают их функции. Ученые выяснили, что у паразитов эти органеллы способны на необычные действия, а некоторые молекулярные механизмы представляют собой настоящие эволюционные «динозавры».
Международная группа, возглавляемая ученым из Медицинского института Говарда Хьюза Вамси Мутхи Мутха, на протяжении четырех лет исследовала белковый состав митохондрий пяти паразитических организмов — лямблий, акантамеб, трипаносом, лейшманий и бабезий. Эти патогены вызывают болезни, которые ежегодно затрагивают почти миллиард человек по всему миру. Без должного лечения сонная болезнь, болезнь Шагаса, тяжелые формы лейшманиоза и бабезиоза могут привести к инвалидности или смерти.
Основные результаты исследования размещены в девяти статьях в журнале Cell. Ссылки на публикации доступны здесь.
Митохондриальная перепись населения
Исследователи не ограничились лишь внешним видом органелл. Они составили каталог белков, содержащихся в них. Для этого клетки разрушались, а затем с помощью масс-спектрометрии отслеживались белки, которые проявили себя аналогично уже известным компонентам митохондрий. Этот метод позволил выявить пептиды, связь которых с митохондриями до этого никогда не устанавливалась.
Особенно интересным оказался поиск общих механизмов среди различных паразитов. Ученые обнаружили 33 семейства белков, которые присутствуют в митохондриях как минимум двух исследованных паразитов, но отсутствуют в митохондриях человека. Они рассматриваются как потенциальные мишени для разработки будущих лекарств, способных воздействовать одновременно на несколько возбудителей и не причинять вреда пациенту.
Тем не менее, до создания таблеток из аптеки еще далеко. Ученые подчеркивают, что выявленные мишени находятся на начальной стадии исследования. Необходимо выяснить, насколько безопасно и эффективно можно воздействовать на них в организме человека.
Идея уже имеет практическое применение. Препарат атоваквон воздействует на митохондриальный белок малярийного плазмодия. Также было установлено, что у Plasmodium falciparum имеются необычные железосодержащие кристаллы, которые находятся в постоянном движении и могут участвовать в внутренних процессах паразита.