Khám phá các chất dẫn đến hóa học cho thuốc chống sốt rét thế hệ tiếp theo

Một nghiên cứu mới đã sử dụng khả năng sàng lọc bằng robot để xác định danh sách ngắn các hợp chất hóa học có thể 'ngăn ngừa' bệnh sốt rét

Theo WHO, có 219 triệu trường hợp mắc bệnh sốt rét trên toàn thế giới và khoảng 435,000 trường hợp tử vong trong năm 2017. Bệnh sốt rét là một bệnh truyền nhiễm do ký sinh trùng Plasmodium falciparum hoặc Plasmodium vivax gây ra. Những ký sinh trùng này bắt đầu vòng đời của chúng khi một con muỗi bị nhiễm bệnh truyền trùng roi sang người khi nó ăn máu người. Một số bào tử trùng gây nhiễm trùng bên trong gan người khi chúng tái tạo. Sau đó, ký sinh trùng bùng phát vào các tế bào hồng cầu để bắt đầu nhiễm trùng. Khi máu bị nhiễm trùng, các triệu chứng của bệnh sốt rét như ớn lạnh, sốt, v.v. xuất hiện ở một người.

Hiện đang có sẵn thuốc đối với bệnh sốt rét nói chung làm dịu các triệu chứng của bệnh 'sau khi' nhiễm trùng xảy ra. Chúng ngăn chặn sự nhân lên của ký sinh trùng trong máu người, tuy nhiên chúng không thể ngăn truyền sang người mới qua muỗi vì quá trình lây nhiễm đã diễn ra. Khi một người bị bệnh bị muỗi đốt, muỗi sẽ truyền bệnh cho người khác tiếp tục vòng luẩn quẩn của sự lây nhiễm. Thật không may, ký sinh trùng sốt rét đang trở nên kháng với hầu hết các thuốc chống sốt rét. Nhu cầu cấp thiết về thuốc chống sốt rét mới không chỉ điều trị các triệu chứng mà còn ngăn ngừa nhiễm trùng sốt rét đi vào máu để không thể truyền sang người khác.

Nhắm mục tiêu đến một giai đoạn mới trong vòng đời của ký sinh trùng

Trong một nghiên cứu mới được công bố tại Khoa học, các nhà nghiên cứu đã nhắm mục tiêu ký sinh trùng sốt rét ở giai đoạn trước đó của vòng đời của nó - tức là khi ký sinh trùng bắt đầu lây nhiễm sang gan người lần đầu tiên. Đây là giai đoạn mà ký sinh trùng bắt đầu nhân lên trong máu và gây nhiễm trùng cho người. Các nhà nghiên cứu đã mất hai năm để chiết xuất ký sinh trùng sốt rét từ bên trong hàng nghìn con muỗi bằng công nghệ robot hiện đại. Đối với nghiên cứu của mình, họ đã sử dụng Plasmodium berghei, một loại ký sinh trùng tương đối chỉ lây nhiễm trên chuột. Đầu tiên, những con muỗi bị nhiễm ký sinh trùng, sau đó các trùng roi được chiết xuất từ ​​những con muỗi bị nhiễm bệnh này - một số trong số chúng đã được sấy khô, đông lạnh nên không có tác dụng gì. Những sporozoite này sau đó được đưa đến cơ sở sàng lọc thuốc, nơi các loại thuốc / chất ức chế / hợp chất hóa học tiềm năng được thử nghiệm về tác dụng của chúng. Trong một vòng, khoảng 20,000 hợp chất có thể được kiểm tra bằng cách sử dụng công nghệ robot và sóng âm thanh, trong đó lượng nhỏ của mỗi hợp chất hóa học được thêm vào tức là một hợp chất được thêm vào mỗi tế bào sporozoite. Khả năng tiêu diệt ký sinh trùng hoặc thậm chí ngăn chặn sự nhân lên của mỗi hợp chất đã được đánh giá. Các hợp chất gây độc cho tế bào gan đã bị loại khỏi danh sách. Thử nghiệm cũng được thực hiện đối với cùng một nhóm hợp chất trên các loài Plasmodium khác và cả trên các giai đoạn vòng đời khác ngoài giai đoạn gan.

Hóa chất dẫn được xác định

Tổng cộng hơn 500,000 hợp chất hóa học đã được kiểm tra khả năng ngăn chặn ký sinh trùng khi nó ở giai đoạn gan người. Sau nhiều vòng thử nghiệm, 631 hợp chất đã được đưa vào danh sách chọn lọc để ngăn chặn sự lây nhiễm bệnh sốt rét trước khi các triệu chứng bắt đầu nên có khả năng ngăn ngừa sự lây truyền vào máu, muỗi mới và người mới. 58 trong số 631 hợp chất này thậm chí còn ngăn chặn quá trình tạo ra năng lượng của ký sinh trùng trong ti thể

Nghiên cứu này có thể là nền tảng để phát triển các loại thuốc 'phòng chống sốt rét' thế hệ tiếp theo. Nghiên cứu được thực hiện trong cộng đồng nguồn mở cho phép các nhóm nghiên cứu khác trên toàn cầu tự do sử dụng thông tin này để tiếp tục công việc của họ. Các nhà nghiên cứu muốn thử nghiệm 631 ứng cử viên thuốc đầy hứa hẹn để phân tích hiệu quả của chúng và các hợp chất này cũng sẽ cần được kiểm tra về mức độ an toàn khi sử dụng cho con người. Bệnh sốt rét cần gấp một loại thuốc mới có giá cả phải chăng và có thể được phân phối đến bất kỳ nơi nào trên thế giới mà không cần thêm nhu cầu về cơ sở hạ tầng, nhân viên y tế hoặc các nguồn lực khác.

***

Nguồn

Antonova-Koch Y và cộng sự. 2018. Khám phá mã nguồn mở về các chất dẫn hóa học cho thuốc chống sốt rét bảo vệ hóa học thế hệ tiếp theo. Khoa học. 362 (6419). https://doi.org/10.1126/science.aat9446

***