Una nuova famiglia di composti si dimostra promettente nel trattamento dei vermi parassiti

Un team internazionale di ricercatori, guidato dall'Università di Toronto, ha scoperto una famiglia di composti naturali potenzialmente in grado di creare trattamenti nuovi e più efficaci contro i vermi parassiti. Questi composti bloccano un processo metabolico unico che i vermi utilizzano per sopravvivere nell'intestino umano.

I vermi parassiti presenti nel terreno causano devastazione nei paesi in via di sviluppo tropicali. L'infezione da questi parassiti causa malessere, debolezza, malnutrizione e altri sintomi debilitanti e può causare malformazioni congenite nei bambini e comprometterne la crescita.

I vermi parassiti del suolo infettano oltre un miliardo di persone in tutto il mondo, principalmente nelle comunità povere dei paesi in via di sviluppo, privi di sistemi sanitari e igienico-sanitari completi. I parassiti stanno diventando meno sensibili ai pochi farmaci antielmintici disponibili, quindi è urgente trovare nuovi composti.

Taylor Davie, primo autore dello studio e studente laureato presso il Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research dell'Università di Toronto

Lo studio è stato pubblicato oggi sulla rivista Nature Communications.

Molte specie di vermi parassiti trascorrono la maggior parte del loro ciclo vitale all'interno di un ospite umano. Per adattarsi all'ambiente intestinale, in particolare alla mancanza di ossigeno, il parassita adotta un tipo di metabolismo che dipende da una molecola chiamata rodochinone (RQ).

Il parassita può sopravvivere all'interno del suo ospite umano per molti mesi utilizzando un metabolismo dipendente dal RQ.

Il team di ricerca ha deciso di colpire il processo metabolico adattativo del verme parassita perché l'RQ è presente solo nell'organismo del parassita; gli esseri umani non lo producono né lo utilizzano. Pertanto, composti in grado di regolare la produzione o l'attività di questa molecola ucciderebbero selettivamente il parassita senza danneggiare l'ospite umano.

I ricercatori hanno analizzato composti naturali isolati da piante, funghi e batteri sull'organismo modello C. elegans. Sebbene non sia un parassita, anche questo verme dipende dal RQ per il metabolismo quando l'ossigeno non è disponibile.

"È la prima volta che riusciamo a cercare farmaci che agiscono specificatamente sul metabolismo anomalo di questi parassiti", ha affermato Andrew Fraser, ricercatore principale dello studio e professore di genetica molecolare presso il Donnelly Center e la Temerty School of Medicine.

Questo screening è stato reso possibile dai recenti progressi compiuti dal nostro gruppo e da altri nell'utilizzo di C. elegans per studiare il metabolismo dipendente da RQ, nonché dalla nostra collaborazione con RIKEN, uno dei più grandi enti di ricerca giapponesi. Abbiamo analizzato la loro straordinaria collezione di 25.000 composti naturali, portando alla scoperta di una famiglia di composti benzimidazoli che uccidono i vermi che dipendono da questo tipo di metabolismo.

I ricercatori stanno proponendo un regime multidose di una famiglia di composti di recente scoperta per il trattamento dei vermi parassiti. Sebbene il trattamento a dose singola sia più conveniente per i programmi di trattamento farmacologico di massa, un programma di trattamento più lungo sarebbe più efficace nell'eliminare i parassiti.

"Siamo molto soddisfatti dei risultati dello studio per il quale abbiamo utilizzato la nostra biblioteca", ha affermato Hiroyuki Osada, professore di farmacia presso l'Università di Shizuoka e direttore del gruppo di biologia chimica presso il RIKEN Center for Sustainable Resources.

"Lo studio dimostra la potenza dell'approccio di screening, che in questo caso consente ai ricercatori di analizzare un numero molto elevato di molecole all'interno di una raccolta concentrata di prodotti naturali. Gli screening sono molto efficienti, il che è fondamentale per affrontare urgenti quesiti di ricerca di rilevanza globale come questo."

I prossimi passi del team di ricerca includono il perfezionamento della nuova classe di inibitori attraverso ulteriori test in vivo con vermi parassiti, che saranno condotti dal laboratorio di Kaiser presso l'Università di Basilea in Svizzera, e la continuazione della ricerca di composti che inibiscono l'RQ.

"Questo studio è solo l'inizio", ha detto Fraser. "Abbiamo scoperto diversi altri composti molto potenti che influenzano questo metabolismo, tra cui, per la prima volta, un composto che blocca la capacità dei vermi di produrre RQ. Speriamo che i nostri screening contribuiscano allo sviluppo di farmaci per il trattamento dei principali patogeni in tutto il mondo."

Questa ricerca è stata sostenuta dagli Health Institutes of Canada e dall'Organizzazione europea per la biologia molecolare.