Ученые, работающие, чтобы разработать новые лекарства и вакцины, надеются быть нацеленными на паразита на ранних стадиях инфекции, когда он спокойно размножается в человеческой печени.В главном шаге к той цели команда во главе с исследователями MIT теперь развивала способ вырастить ткань печени, которая может поддержать стадию поражения печени жизненного цикла двух наиболее распространенных разновидностей малярии, плазмодий falciparum и плазмодий vivax.
Эта система могла использоваться, чтобы проверить наркотики и вакцины и против разновидностей, говорит Сэнгита Бхэтия, профессор Джона и Дороти Уилсон Медицинских наук и Технологии и Электротехники и Информатики в MIT.Bhatia – ведущий автор статьи, описывающей систему печени-ткани в выпуске 17 июля журнала Cell Host & Microbe.
Ведущий автор газеты – Сандра Марч, исследователь в лаборатории Бхэтии, и ученые из Широкого Института, Sanaria Inc. и Университета Лиссабона также способствовали исследованию.Репродуцирование инфекцииУ жизненного цикла малярии есть несколько стадий. Как только паразит заражает человеческую жертву посредством комариного укуса, он поселяется в печени.
Паразит проводит приблизительно неделю в печени, создавая десятки тысяч копий, которые в конечном счете разрываются свободный заразить клетки крови. После этой начальной инфекции P. vivax может скрываться в течение многих недель, месяцев или даже лет, повторно активируя, чтобы вызвать другой поединок малярии.До сих пор исследователи были в состоянии вырастить P. falciparum в человеческой крови и, до некоторой степени, в ее стадиях поражения печени, но они не были в состоянии достоверно вырастить P. vivax на любой стадии. У P. falciparum есть самая высокая смертность малярии, но P. vivax может вызвать истощение, долгосрочные инфекции.
Чтобы уничтожить малярию, наркотики и вакцины, которые предназначаются для обеих разновидностей, вероятно, будут необходимы, говорит Бхэтия.Bhatia – кто также член старшего научного сотрудника Широкого Института и член Института Коха MIT Интегральных Исследований рака и Института Медицинской Разработки и Науки – ранее создал микроскопированные поверхности, на которых ткань печени может быть выращена, окружена поддерживающими клетками. Эти спроектированные клетки выживают в течение максимум шести недель и подражают большинству функций клеток печени в теле, включая метаболизм препарата и производство белков печени.
Используя уникальные, замороженные образцы P. falciparum полученный в сотрудничестве со Стивеном Л. Хоффманом и его командой в Sanaria, исследователи заразили здоровые клетки печени и наблюдали развитие паразитов стадии поражения печени, используя автоматизированную систему отображения, разработанную в сотрудничестве с группой Энн Карпентер в Широком Институте. Эта система позволяет им быстро оценивать не только, сколько инфекции появилось, но также и эффекты потенциальных наркотиков. Они могут также иметь размеры, как ослабленные формы паразитов, которые могли использоваться в качестве вакцин, выступают в печени.
Чтобы проверить полноценность системы, исследователи изучили P. falciparum вакцина, которая находится теперь в клинических испытаниях. Для ослабленного, или уменьшенный, паразит, чтобы иметь успех как вакцина, это должно заразить печень и прогрессировать достаточно, чтобы поднять иммунную реакцию, но затем арестовать и не достигнуть стадии кровяного русла.
Исследователи показали, что вакцина теперь в испытаниях действительно следует за той траекторией.Новая система могла также использоваться для исследований препарата более широкого масштаба, чем ранее возможный, говорит Бхэтия. Исследователи теперь используют раковые клетки печени, выращенные в лаборатории, чтобы изучить P. falciparum инфекция, но те клетки имеют несовершенный метаболизм препарата и продолжают расти вместо того, чтобы предоставить тихий дом паразиту, чтобы сохраниться.Поиск P. vivax
Получение достаточного количества P. vivax образцы, чтобы проверить систему заняло несколько лет, но команда в конечном счете приобрела образцы, управляемые в из Таиланда, Индии и Южной Америки. Используя эти образцы, они смогли вырастить P. vivax в ткани печени и показать, что это производит маленьких постоянных паразитов, которые, кажется, бездействующие формы, названные hypnozoites.«Мы не хотим называть их hypnozoites все же, потому что ни у кого нет маркера золотого стандарта для них, но у нас есть постоянные маленькие формы, которые живут в течение трех недель.
Таким образом, мы оптимистичны и делаем больше, чтобы разбудить их снова. Оживление было бы окончательным подтверждением», говорит Бхэтия.
Технологии, которые разрешают показ высокой пропускной способности лекарств против hypnozoites, были бы «огромным прогрессом важности глобального здоровья», говорит Кевин Байрд, вице-директор Эйджкмена Оксфордская Единица Клинического исследования в Индонезии. «Эта бумага показывает формирование того, что является вероятным hypnozoites, но демонстрация их созревания (и поэтому вероятная полезность в показе химиотерапии) остается быть достигнутой в этой системе или где-либо еще».Исследователи теперь работают над подтверждением, что P. vivax, который они вырастили в ткани печени действительно, создавал hypnozoites.
Как только это подтверждено, они планируют начать проверять некоторые наркотики кандидата, теперь в развитии, против P. vivax.Исследование финансировалось Биллом и Фондом Мелинды Гейтс, Лекарствами для Предприятия Малярии, Национального Института Аллергии и Инфекционного заболевания, Национальных Институтов Здоровья и Говарда Хьюза Медицинский Институт.