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Parassita di malaria con la droga della chinolina esaminatrice in vivo

Ricercatori dall'Israele, in collaborazione con altri esaminati gli effetti del plasmodio di malaria sui globuli rossi in vivo nella presenza di droga, capire i funzionamenti dell'agente patogeno nella sua malattia che causa abilità e la base anche gettata per sviluppo di efficace trattamento per la malattia micidiale.

I risultati di studio sono stati pubblicati in un articolo nominato, “il modo di atto delle droghe antimalariche della chinolina in globuli rossi infettati dal falciparum del plasmodio, rivelatore in vivo,„ nell'ultima emissione degli atti del giornale dell'accademia di nazione delle scienze (PNAS).

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L'immagine mostra a dettagli quale il vacuolo dell'interno dei parassiti (colorati in blu ed in verde) un globulo infettato. Credito di immagine: S. Kapishnikov

Le organizzazioni hanno detto che 4 in 10 persone vivono nelle regioni che sono endemiche per malaria. I preventivi indicano che quasi 200 milione di persone sono infettati annualmente con malaria e le uccisioni di malattia intorno a 600.000 ogni anno. La malaria è causata dagli organismi unicellulari chiamati plasmodio. Questi plasmodi sono trasmessi via il morso di una zanzara femminile infettata delle anofeli. I plasmodi sono trovati per sistemarsi all'interno dei globuli rossi del host umano. Il parassita metabolizza l'emoglobina all'interno del RBCs e questo li aiuta per svilupparsi e moltiplicarsi finché non scoppino aperto ed infettino l'altro RBCs. Il gruppo del Artemisinin di droghe funziona impedendo moltiplicarsi dei plasmodi. I ricercatori hanno esaminato i funzionamenti esatti del parassita all'interno del RBCs.

Parlando del significato dello studio il gruppo ha scritto, “le droghe antimalariche più ampiamente usate appartiene alla famiglia della chinolina. La domanda del loro modo di atto è stata aperta per secoli.„ La maggior parte delle speculazioni sui funzionamenti di queste droghe comprendono l'interferenza delle droghe “nel trattamento di cristallizzazione di heme nel parassita di malaria.„ Tuttavia gli studi sono stati fatti sempre sui parassiti secchi o sui sistemi-modello e mai non in vivo sulle celle in tensione.

Il gruppo dei ricercatori ha spiegato che all'interno del parassita che ha infettato il RBCs, c'è un vacuolo digestivo che memorizza un gran numero di emoglobina. Questo vacuolo rilascia ferro-contenere le molecole del hemozoin. Queste molecole sono tossiche per i plasmodi. Quindi, per sopravvivere ai plasmodi cristallizzano le molecole del hemozoin. Le droghe antimalariche hanno potuto mirare a questo trattamento di cristallizzazione quindi che rende le molecole tossiche del hemozoin intatte ed infine che uccide il plasmodio.

Studi la guida Sergey Kapishnikov dall'università di Copenhaghen e dell'istituto di Weizmann di scienza in Rehovot, Israele, lavorato in collaborazione con i ricercatori danesi, spagnoli, francesi ed i ricercatori da Berlino per capire per la prima volta il trattamento di disintossicazione del hemozoin dal plasmodio. Hanno catturato RBCs e li hanno infettati con i plasmodi (specie di falciparum del plasmodio). Queste celle con i plasmodi non sono state esposte alle dosi differenti del bromoquine che appartengono alla famiglia della chinolina delle droghe.

Per il loro studio hanno dovuto esaminare il parassita all'interno del RBCs in vivo piuttosto che nei moduli secchi (in cui i trattamenti naturali non possono essere studiati). Nel suo modulo in tensione, in vivo gli studi possono essere intrapresi facendo uso di microscopia dei raggi x alle sorgenti del sincrotrone. Ciò è stata usata dai ricercatori Stephan Werner e Peter Guttmann ed il gruppo a BESSY II. Guttmann ha detto la spiegazione, “i campioni di sangue flash-sono congelati per l'esame in moda da poterci osservare gli agenti patogeni in vivo ed anche produrre noi le immagini tridimensionali di tomografia dei raggi x.„ I punti seguenti dello studio sono stati presi alla sorgente luminosa del sincrotrone ALBA a Barcellona.

Per esaminare la distribuzione degli elementi all'interno del RBCs, il gruppo ha eseguito la fluorescenza spectromicroscopy alla funzione europea ESRF di radiazione di sincrotrone a Grenoble. Facendo uso delle immagini tridimensionali dei raggi x, potrebbero ora capire il meccanismo di atto del bromoquine. Kapishnikov ha spiegato, “noi vede nelle nostre immagini che il bromoquine si accumula alla superficie dei cristalli del hemozoin. Ciò dovrebbe piombo ad inibizione della crescita dei cristalli ed interrompere così il trattamento di disintossicazione dai parassiti dei plasmodi.„

Gli autori hanno scritto, “noi hanno fornito la prova, anche se indiretto, che i complessi della droga heme libero, dato che la droga lega alla superficie del hemozoin. Questo complesso si accumula alla membrana del vacuolo digestivo, come osservato dal segnale di fluorescenza a raggi X del bromo e possibilmente si sparge ad altre membrane.„ Hanno aggiunto, “questo modello possono essere generalizzate alle droghe della chinolina, quali chinina, che può stereospecifically legare al {100}, {011} e {001} fronte di taglio di hemozoin.„

Come punto seguente dello studio le pianificazioni del gruppo di esame del meccanismo di atto dei composti di Arteisinin in modo analogo e vedono se agiscono in questo modo impedendo la disintossicazione del hemozoin all'interno del RBCs. Il gruppo ha scritto, “l'approccio adottato in questo studio può essere estendere ad altre famiglie delle droghe antimalariche, quali i artemisinins, se i derivati appropriati possono essere sintetizzati.„

Journal reference:

Mode of action of quinoline antimalarial drugs in red blood cells infected by Plasmodium falciparum revealed in vivo Sergey Kapishnikov, Trine Staalsø, Yang Yang, Jiwoong Lee, Ana J. Pérez-Berná, Eva Pereiro, Yang Yang, Stephan Werner, Peter Guttmann, Leslie Leiserowitz, Jens Als-Nielsen Proceedings of the National Academy of Sciences Oct 2019, 201910123; DOI: 10.1073/pnas.1910123116, https://www.pnas.org/content/early/2019/10/25/1910123116

Dr. Ananya Mandal

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Dr. Ananya Mandal

Dr. Ananya Mandal is a doctor by profession, lecturer by vocation and a medical writer by passion. She specialized in Clinical Pharmacology after her bachelor's (MBBS). For her, health communication is not just writing complicated reviews for professionals but making medical knowledge understandable and available to the general public as well.

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