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Neue Hoffnung bei der Behandlung von Leishmaniasis

Forschung zu Protein-Kinasen eröffnet neue Behandlungsmöglichkeiten für Leishmaniasis.

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Zielgerichtete BehandlungZielgerichtete Behandlungvon Leishmaniasis: Einneuer Ansatztödlichen Leishmania-Parasiten.vielversprechende Ergebnisse gegen dieWiederverwendete Medikamente zeigen
Inhaltsverzeichnis

Leishmaniose ist eine Gruppe von Krankheiten, die durch winzige Parasiten namens Leishmania verursacht werden. Diese Parasiten werden durch Stiche von infizierten weiblichen Sandfliegen auf Menschen übertragen. Es gibt viele verschiedene Arten von Leishmaniose, die Millionen von Menschen weltweit betreffen, besonders in tropischen und subtropischen Regionen. Schätzungen zufolge sind aktuell etwa 10 bis 12 Millionen Menschen mit diesen Parasiten infiziert, und rund 350 Millionen sind gefährdet, die Krankheit zu bekommen.

Der Lebenszyklus von Leishmania

Leishmania-Parasiten haben zwei Hauptformen: Promastigoten und Amastigoten. Promastigoten findet man im Darm von Sandfliegen, während Amastigoten in den Zellen von Säugetieren, einschliesslich Menschen, leben. Der Wechsel von Promastigote zu Amastigote passiert, wenn die Parasiten durch einen Sandfliegenstich in ein Säugetier eindringen. Faktoren wie Temperatur und Säuregehalt fördern diesen Wechsel.

Arten von Leishmaniose

Es gibt mehrere Formen von Leishmaniose, wobei die Viszerale Leishmaniose eine der schwerwiegendsten und tödlichsten ist. Diese Form wird hauptsächlich durch Leishmania donovani verursacht. Andere Formen sind kutane Leishmaniose, die die Haut betrifft, und mukokutane Leishmaniose, die die Schleimhäute von Nase und Mund angreift. Jede Art hat ihre eigenen Symptome und Herausforderungen für die öffentliche Gesundheit.

Die Herausforderungen der Behandlung

Die Behandlung von Leishmaniose ist aus mehreren Gründen schwierig. Traditionelle Medikamente können ernsthafte Nebenwirkungen haben, und die Parasiten können im Laufe der Zeit Resistenzen gegen die Medikamente entwickeln. Zu den gängigen Behandlungen gehören Miltefosin, Natriumstibogluconat und Megluminantimoniate. Diese Behandlungen sind jedoch nicht immer wirksam, und es werden neue Strategien benötigt, um die Krankheit zu bekämpfen.

Die Rolle der Proteinkinasen

Proteinkinasen spielen eine wichtige Rolle im Lebenszyklus des Leishmania-Parasiten. Sie sind Proteine, die Phosphatgruppen an andere Proteine anhängen, was deren Funktion verändern kann. Es gibt viele Proteinkinasen in Leishmania, die helfen, Prozesse wie Wachstum und Differenzierung des Parasiten zu steuern.

Forschungsfokus

Neuere Studien konzentrieren sich darauf, wie Proteinkinasen gezielt werden können, um neue Behandlungen für Leishmaniose zu entwickeln. Dabei wird die Wechselwirkung zwischen diesen Kinasen und potenziellen neuen Medikamenten untersucht, insbesondere solchen, die bereits für andere medizinische Anwendungen zugelassen sind.

Virtuelles Screening für neue Medikamente

Wissenschaftler verwenden verschiedene Methoden, um mögliche neue Medikamente zu identifizieren. Eine Methode nennt sich virtuelles Screening, bei der Computerprogramme vorhersagen, wie gut bestehende Medikamente an verschiedene Proteine in Leishmania binden können. Das kann helfen, umgenutzte Medikamente zu finden, die gegen den Parasiten wirksam sein könnten.

Ergebnisse aus molekularen Studien

In jüngster Forschung zeigten zwei Medikamente, Sorafenib und Imatinib, vielversprechende Ergebnisse gegen Leishmania. In Labortests reduzierten diese Medikamente das Wachstum von sowohl Promastigoten als auch Amastigoten. Die Medikamente wurden auch an infizierten Mäusen getestet, um zu sehen, wie gut sie die Anzahl der Parasiten im Körper reduzieren konnten.

Wie die Medikamente wirken

Sowohl Sorafenib als auch Imatinib wirken, indem sie die Aktivität von Proteinkinasen in den Leishmania-Parasiten beeinflussen. Indem sie diese Kinasen hemmen, stören die Medikamente die normalen Prozesse von Wachstum und Überleben in den Parasiten, was zu deren Tod führt.

Messung der Wirksamkeit von Medikamenten

Um zu messen, wie wirksam diese Medikamente sind, führen Wissenschaftler verschiedene Experimente durch. Dazu gehören Zellviabilitäts-Assays, bei denen sie überprüfen, wie viele Parasiten nach der Behandlung noch leben. Sie schauen sich auch an, wie die Medikamente den Zellzyklus beeinflussen, also den Prozess, durch den Zellen wachsen und sich teilen.

Die Rolle von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS)

Ein weiteres Interessensgebiet ist die Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) als Reaktion auf die Medikamentenbehandlung. ROS sind schädliche Moleküle, die Zellen abtöten können, und ihre Bildung ist oft ein Zeichen dafür, dass ein Medikament wirksam ist. Studien zeigten, dass die Kinase-Inhibitoren die ROS-Spiegel in Leishmania-Parasiten erhöhten, was zu deren Tod beitrug.

Tests an Tiermodellen

Neben Laborstudien wurden die Medikamente an Mäusen getestet, die mit Leishmania infiziert waren. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl Sorafenib als auch Imatinib die Anzahl der Parasiten in der Leber und Milz der behandelten Mäuse signifikant reduzierten. Das deutet darauf hin, dass diese Medikamente auch wirksame Behandlungen für Leishmaniose bei Menschen sein könnten.

Medikamentenmerkmale und Sicherheit

Bevor ein Medikament beim Menschen eingesetzt werden kann, muss es bestimmte Sicherheits- und Wirksamkeitsstandards erfüllen. Wissenschaftler bewerten die medikamentösen Eigenschaften potenzieller Behandlungen, um sicherzustellen, dass sie sicher vom Körper aufgenommen und genutzt werden können. Sorafenib und Imatinib erfüllten die meisten dieser Kriterien, was sie zu guten Kandidaten für die weitere Entwicklung als Anti-Leishmaniose-Medikamente macht.

Fazit

Die laufende Forschung zur Umnutzung bestehender Medikamente wie Sorafenib und Imatinib bietet vielversprechende Möglichkeiten für effektivere Behandlungsoptionen gegen Leishmaniose. Je mehr die Wissenschaftler über die Rolle der Proteinkinasen im Lebenszyklus von Leishmania erfahren, desto besser können sie Strategien entwickeln, die gezielt diese Proteine ansprechen, was potenziell zu neuen Therapien führt, die Leben retten können.

Zusammenfassend erfordert die Bekämpfung von Leishmaniose einen vielschichtigen Ansatz, der das Verständnis der Biologie der Parasiten, die Erforschung neuer Behandlungsoptionen und gründliche Tests umfasst, um Wirksamkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Die Fortschritte bei der Identifizierung von Kinase-Inhibitoren als potenzielle Behandlungen stellen einen wesentlichen Schritt nach vorn im Umgang mit dieser vernachlässigten tropischen Krankheit dar.

Originalquelle

Titel: Repurposing approved protein kinase inhibitors as potent anti-leishmanials targeting Leishmania MAP kinases

Zusammenfassung: Leishmaniasis is a vast array of chronic diseases caused by the protozoan parasite of the genus Leishmania transmitted by the sandfly belonging to the genus Phlebotomus (Old World) and Lutzomyia (New World). Among the various factors that contribute to the virulence and pathogenesis of the disease, protein kinases play crucial role in modulating the parasites biology in the host system. There are no specific drugs identified to treat the disease specifically. Moreover, resistance against approved anti-leishmanials has made it important to look for a few pre-clinical candidates against visceral leishmaniasis. MAP kinase is one such candidate of protein kinase family that regulates cell proliferation in eukaryotes. In this study, we have identified 23 MAPKs from Leishmania genome and have screened 12 FDA approved protein kinase inhibitors against those MAPKs in search of a potential lead for new drug exploration. Among the inhibitors, sorafenib and imatinib have been identified as potential drug candidates based on multiple criteria including binding affinity, ADME scores, absorption and their ability to cross blood-brain barrier. Furthermore, these drugs showed excellent anti-proliferative effects in Leishmania promastigotes, resulted in change of cell morphology, flagellar length, promoted cell cycle arrest through ROS generation and reduced intra-macrophage parasitic burden. Collectively, these results imply involvement of MAP kinases in infectivity and survival of the parasite and can pave the avenue for repurposing sorafenib and imatinib as anti-leishmanial agents.

Autoren: ARUNIMA BISWAS, A. Bhattacharjee, A. Bagchi, S. Sarkar, S. Bawali, A. Bhattacharya

Letzte Aktualisierung: 2024-02-18 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580710

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580710.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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