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Os coordenadores biológicos do MIT desenvolvem o método para medir níveis do heme dentro do parasita de malária

O heme decontenção da molécula é necessário para a vida. As pilhas exigem o heme executar as reacções químicas que produzem a energia, entre outras tarefas críticas.

Os cientistas que estudam o parasita de malária estão particularmente interessados no heme porque muitas drogas da malária interagem com esta molécula, igualmente conhecido como um cofactor. Contudo, até aqui os pesquisadores faltaram boas maneiras de medir níveis do heme dentro do parasita.

Uma equipe de coordenadores biológicos do MIT desenvolveu um método para fazer apenas aquela. Usando uma proteína fluorescente genetically codificada que interaja com o heme, os pesquisadores enlatam o heme da imagem dentro das pilhas e medem quanto esta presente. Isto podia eventualmente ajudar cientistas a desenvolver melhores drogas para combater a malária, diz os Nilo de Jacquin, um professor adjunto do MIT da engenharia biológica.

“Um de nossos objetivos a longo prazo é usar introspecções destes estudos para compreender os caminhos que regulam o heme e para visar estes para finalidades da descoberta da droga antimalárica,” diz os Nilo, autor superior do estudo, que parece nas continuações da Academia Nacional das Ciências a semana do 27 de fevereiro.

James Abshire, um receptor recente do MIT PhD, é o autor principal do papel. Outros autores são postdocs anteriores Christopher Rowlands e Suresh Ganesan, e professor da engenharia biológica e mecânica Peter assim.

Controle do Heme

O Heme é encontrado em quase todas as pilhas e é especialmente abundante nos glóbulos vermelhos, que o usam para levar o oxigênio. Contudo, as pilhas precisam de manter o controle apertado sobre o cofactor porque é reactivo e pode danificar outras moléculas nas pilhas. O Heme é encaixado geralmente dentro de outras proteínas que controlam com cuidado sua actividade. Se os níveis do heme obtêm demasiado altos, a molécula está dividida por enzimas ou posta em um compartimento do armazenamento onde não possa causar dano celular.

“Há sempre um balanço entre quanto dele você faz ou adquire, e quanto dele você precisa de executar funções críticas,” os Nilo dizem.

Os Nilo eram motivado explorar como os níveis do heme dos controles do falciparum do Plasmodium do parasita devido às interacções conhecidas entre este cofactor e as drogas antimaláricas conhecidas como os quinolones, que incluem o chloroquine. Até recentemente, quando o parasita se tornou resistente ao chloroquine, esta droga foi usada extensamente para tratar a malária.

“Muitos compostos antimaláricos bem sucedidos parecem exercer seu efeito antimalárico com da interacção com ou homeostase de algum modo de interrupção do heme dentro do parasita,” os Nilo dizem.

Enquanto começou pensar sobre a investigação daquelas interacções, realizou que não muito estêve sabido sobre como o parasita controla seus níveis do heme. Esta é uma tarefa particularmente importante para estes organismos porque gastam a parte de seu ciclo de vida dentro dos glóbulos vermelhos, onde pegam e degradam quantidades substanciais de hemoglobina e liberam o heme no processo.

“A primeira etapa era figurar para fora quanto os parasita labile do heme mantêm em seu compartimento cytosolic enquanto se tornam dentro dos glóbulos vermelhos, e como aqueles níveis puderam mudar com determinadas perturbação ambientais -- como a exposição às drogas antimaláricas deinteracção, os” Nilo dizem.

Para conseguir este, os Nilo e seus colegas desenvolveram uma proteína dedetecção cuja a fluorescência escurecesse quando liga ao heme. Esta proteína do sensor pode ser expressada no parasita, permitindo que os pesquisadores meçam níveis do heme nos parasita medindo muda na fluorescência.

Interacções de droga

Usando este sensor, os pesquisadores encontraram que os parasita de malária mantêm uns níveis labile mais altos do heme do que calculados previamente. A maioria de cientistas que estudam o parasita tinham supor que os níveis do heme seriam mais baixo devido ao potencial do cofactor danificar pilhas.

“Neste tempo, nós não conhecemos realmente o papel fisiológico destes níveis labile observados do heme no parasita,” diz. “Mas o que isto pôde fazer é configurado o parasita a ser particularmente vulnerável às drogas antimaláricas que interagem com o heme.”

Uma possibilidade é que as drogas tais como o chloroquine aumentam de algum modo níveis do heme ao ponto onde dano às partes da morte do parasita da causa da pilha (tal como a membrana de pilha). O Artemisinin, uma outra droga antimalárica poderoso, igualmente parece ser dependente do heme dentro do parasita para sua eficácia. Assim, encontrar mais sobre o papel do heme em causar a toxicidade do parasita poderia ajudar pesquisadores a desenvolver as drogas novas que exploram estes mecanismos.

“Isto poderia fornecer introspecções nas maneiras alternativas por que nós podemos interromper a homeostase do heme para finalidades terapêuticas -- idealmente em uma maneira que contorne os mecanismos da resistência que os parasita desenvolveram às drogas como o chloroquine, os” Nilo dizem.

Uma vez que amplamente utilizado, o chloroquine é agora na maior parte ineficaz devido a resistência difundida. as combinações Artemesinin-baseadas são agora tratamento padrão, mas a resistência está emergindo nas partes de 3Sudeste Asiático, de acordo com os centros para o controlo e prevenção de enfermidades.

Nos estudos futuros, os Nilo planeiam adaptar os sensores do heme assim que podem ser visados aos compartimentos diferentes da pilha para medir como o heme é distribuído dentro do parasita. Igualmente planeia estudar as fontes de heme -- se os parasita o sintetizam no seus próprios ou os limpam a maior parte dos glóbulos vermelhos -- e como aqueles processos puderam ser afectados como o parasita move-se em estados avançados de seu ciclo de vida.