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Nature子刊:翻译重编程是寄生虫耐药性的驱动因素

Zemfira Karamysheva想要了解为什么一种由寄生虫传播的疾病能够如此成功地抵抗药物,并希望最终将这些发现应用于治疗人类。

德克萨斯理工大学生物科学系的研究副教授Karamysheva说:“当寄生虫通过昆虫的叮咬传播到哺乳动物宿主时,会发生巨大的变化,因为它们暴露在更高的温度下,营养不同,pH值也不同。”“它们的生活方式完全不同,我们想知道这些寄生虫是如何从昆虫载体转移到哺乳动物宿主并存活下来的。”

她在德克萨斯理工大学的实验室,以及德克萨斯理工大学健康科学中心医学院副教授安德烈·卡拉米舍夫(Andrey Karamyshev)和哥伦比亚安蒂奥基亚大学(University of Antioquia)教授卡洛斯·穆斯库斯(Carlos Muskus)的实验室合作进行了这项研究。研究的重点是利什曼原虫,一种引起利什曼病的寄生虫,他们的研究成果最近发表在《自然通讯》杂志上。

“没有好的治疗方法,”卡拉米舍娃说。“它通过昆虫叮咬传播,可以感染人类和不同的动物。它已经在德克萨斯州流行,人们没有意识到这是一个问题。因此,医生有时不熟悉如何诊断它。”

利什曼病在整个拉丁美洲和亚洲都有发现,但气候变化使它在德克萨斯州的一些地区变得普遍。

艺术与科学学院院长Tosha Dupras说:“Karamysheva博士对利什曼病的研究和可能的治疗方法将对未来受这种疾病折磨的人产生显著的影响。”“我们为卡拉米舍娃博士在她的领域进行的重要而有影响力的研究感到非常自豪。”

这种疾病有三种主要类型:一种影响皮肤,一种攻击粘膜,一种集中在内脏器官,如果不治疗几乎总是致命的。全世界已知的病例约为1200万例,每年新增病例100万例。全世界每年约有3万人因此死亡。

他们的研究重点是寄生虫在mRNA翻译过程中的基因表达调控。生物体内的信息由基因传递到信使RNA (mRNA)分子,在蛋白质合成过程中由核糖体翻译成蛋白质。

科学家们发现了两个惊人的事实。首先,他们发现与敏感寄生虫相比,蛋白质合成过程(或mRNA翻译)非常不同。超过2000个基因改变了它们表达信息的方式。这意味着这种寄生虫能够先发制人,迅速适应并对药物治疗做出反应。

其次,当他们比较耐药寄生虫对这种药物的反应时,他们发现只有189个基因改变了它们表达信息的方式,这种药物更具针对性。这种药物产生了高度针对性的反应,研究人员能够观察到哪些过程受到了影响。

“我们发现它们有多方面的反应,”她说,“在耐药性过程中有许多过程受到影响。这些寄生虫改变了。他们可以更有效地排出药物或者减少药物的摄取。信息经过调制以避免药物的作用。他们的防御系统在多个层面上被激活。”

因此,更有针对性的药物治疗可能对这种寄生虫有效。例如,未来的工作可能旨在去除某些基因,中断信息流并消除其先前对药物的抗性。

文章标题

Translational reprogramming as a driver of antimony-drug resistance in Leishmania


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