15:00 
Анкилостомы, кишечные паразиты, которые заражают сотни миллионов людей в тропических регионах с ограниченными ресурсами по всему миру, эволюционировали, чтобы выживать в кишечнике человека в течение многих лет, выделяя молекулы, которые обеспечивают сосуществование со своими хозяевами. Теперь исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе использовали этот биологический механизм для потенциальной пользы для человека, создав анкилостома, способного производить и доставлять лекарство в живого хозяина.
В новом исследовании команда сообщает о первой успешной генетической модификации человеческого анкилостомы. Он был разработан для производства антител, которые нейтрализуют тетродотоксин, смертельный нейротоксин, вырабатываемый рыбой-фугу и другими морскими животными. После колонизации животного-хозяина модифицированными нематодами паразиты вырабатывали антитоксин и секретировали его в кровоток, частично инактивируя токсин.
Результаты показывают, что этот подход к производству и доставке лекарств может быть долгосрочным решением любого количества медицинских потребностей, от хронических состояний, требующих постоянного медикаментозного лечения, до воздействия токсинов в отдаленных местах, где нет медицинской помощи.
Результаты были опубликованы 3 июня в журнале Nature Communications.
Анкилостомы потратил миллионы лет на совершенствование того, как обеспечить долгосрочное выживание внутри человека-хозяина и как вывести молекулы из его тела в наше. Мы спросили: что, если бы мы могли добавить еще одну молекулу к примерно 1000 веществам, которые уже секретирует червь, что-то терапевтически полезное для людей? Это исследование показывает, что это не просто концепция. Это работает».
Македонка Митрева, доктор философии, старший автор, профессор Гордона Р. Миллера в медицинском отделении инфекционных заболеваний Джона Т. Милликена, Вашингтонский университет
Паразит, который доставляет гельминты
Анкилостомы уже изучались в качестве лечения воспалительных заболеваний кишечника, таких как язвенный колит, на основании данных о том, что противовоспалительные молекулы, секретируемые червями, могут ослабить иммунные реакции, которые вызывают эти состояния, разработали червя, способного выделять терапевтическое средство по выбору исследователей, вместо того, чтобы полагаться исключительно на то, что паразит производит естественным путем.
Привлекательность нематод как платформы для долгосрочного производства и доставки лекарств проистекает из особенностей их биологии, когда человек заражается контролируемым количеством личинок анкилостомоза, которые можно вводить перорально в виде таблеток или через рот. кожа, как лосьон, черви мигрируют в тонкую кишку и поселяются там, часто в течение многих лет. Поскольку они не могут размножаться внутри хозяина, количество червей остается постоянным, и инфекция остается под контролем. Если инфекцию когда-либо необходимо устранить, однократная доза перорального противопаразитарного препарата уничтожает анкилостомы в течение 24 часов.
Хотя естественная инфекция анкилостомоза может вызывать лишь легкие пищеварительные симптомы у здоровых взрослых, хроническая инфекция с большим количеством анкилостомы может быть опасной. Это подчеркивает важность строгого контроля инфекции для терапевтического использования, что возможно из-за неспособности червей размножаться, не проводя часть своего жизненного цикла в почве.
Антело, выбранное для этого проверочного исследования, нейтрализует тетродотоксин. парализующий и потенциально смертельный токсин без противоядия. Работа финансировалась Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США с целью найти решения биологических и химических угроз для солдат в отдаленных местах.
Проект столкнулся с серьезными техническими препятствиями: инструменты редактирования генов, работающие в других организмах, не были адаптированы для нематод, и никто ранее не достигал стабильной генетической модификации этого вида.
Адаптировать анкилостомы к ним. Для терапевтического использования Митрева и ее команда опирались на более чем двадцатилетние исследования геномики нематод, проведенные в WashU Medicine. Такая глубина данных помогла им понять биологию организма от клеточного до генетического уровня, что позволило им найти жизнеспособный участок в геноме для вставки нового гена, несущего инструкции для создания нового антитоксина. Крайне важно было убедиться, что вставка не нарушит активность окружающих генов и не побудит червя выделять антитоксин в организм. хозяин.
Усилия увенчались успехом: кровь, собранная у хомяков, зараженных генетически модифицированными нематодами Митревы, частично нейтрализовала тетродотоксин, тогда как кровь животных, зараженных немодифицированными червями, не имела нейтрализующей способности.
От доказательства концепции к более широкой платформе
Митрева отметила, что уровень нейтрализации, достигнутый в этом первоначальном исследовании, хотя и значительный, но, вероятно, представляет собой лишь часть того, что платформа может в конечном итоге доставить
