Искусственный протеасом открывает путь к новым методам лечения трихомониаза

Исследователи из Института органической химии и биохимии Чешской академии наук (IOCB Prague) углубили понимание механизма действия лекарств и условий для разработки их наиболее эффективных вариантов. В текущем исследовании они сосредоточились на заболевании, вызываемом простейшим паразитом Trichomonas vaginalis, особенно в свете появления штаммов, устойчивых к стандартному лечению.

В поисках новой уязвимости паразита исследовательская группа под руководством доктора Эвжена Буры успешно создала ключевой ферментный комплекс — протеасом. Это позволило получить знания, необходимые для разработки новых эффективных лекарств.

Исследование проводилось в сотрудничестве с коллегами из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Статья с результатами работы опубликована в журнале Nature Communications.

Протеасом — это сложная протеаза, которая работает как устройство для утилизации старых белков в клетках. Это цилиндрический ферментный комплекс, состоящий из семи субъединиц, расположенных в четырех наложенных друг на друга кольцах. Когда старые белки попадают в этот цилиндр, они расщепляются на мелкие фрагменты, которые клетка затем использует для создания новых белков.

Если протеасом функционирует неправильно, старые белки накапливаются, что приводит к гибели клетки. Именно поэтому блокирование активности протеасома используется, например, против некоторых типов злокачественных опухолей.

Таким же способом можно лечить и широко распространенную инфекцию, передающуюся половым путем, — трихомониаз, который повышает риск заражения ВИЧ. Цель состоит в том, чтобы идентифицировать вещества, блокирующие функцию протеасома внутри клеток Trichomonas vaginalis.

Однако протеасом этого одноклеточного организма никогда не был удовлетворительно выделен, поэтому исследовательская группа из IOCB Prague создала искусственный протеасом, идентичный природному. Любопытно, что для этого они использовали клетки насекомых.

Эта часть исследования, от которой зависел успех всего проекта, оказалась самой сложной. То, что команда смогла описать ранее неизвестную структуру протеасома паразита, имеет критически важное значение.

"Протеасом выглядит одинаково у каждого животного или простейшего, но детали этой цилиндрической структуры различаются. Именно эти детали нам необходимо знать, чтобы создать вещество, токсичное для паразита, но не вредное для организма человека. Это ключевое условие для разработки лекарств. Наш главный успех в том, что мы смогли подготовить рекомбинантный, искусственный протеасом, который может предоставить нам необходимую информацию", — объясняет Бура.

Исследователи использовали передовую электронную микроскопию, позволившую увидеть почти каждый отдельный атом. С помощью этого метода они протестировали эффекты двух потенциальных веществ, ингибирующих протеасом. Они увидели, как эти вещества связываются с активным центром протеасома и при каких обстоятельствах протеасом перестает работать, что является фатальным для клетки паразита.