Опубликовано : Окт 26, 2019

Лечение распространенной причины диареи более перспективно

Лечение распространенной причины диареи более перспективное
                Кишечный паразит Cryptosporidium (коричневый) растет на «мини-кишках» (фиолетовый) в блюде. Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе выяснили, как вырастить паразита в лаборатории, это достижение, которое ускорит усилия по лечению или профилактике диареи, вызванной паразитом. Предоставлено: Грузия Wilke.

Одной из наиболее распространенных причин диареи во всем мире, на которую приходится миллионы случаев и десятки тысяч смертей, в основном маленьких детей, является паразит Cryptosporidium. Врачи могут лечить детей с Cryptosporidium от обезвоживания, но в отличие от многих других причин диареи, нет лекарств для уничтожения паразита или вакцин для предотвращения инфекции.
                                                                                       

Теперь исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе выяснили, как вырастить наиболее распространенный тип Cryptosporidium в лаборатории, технический прогресс, который ускорит усилия по лечению смертельной инфекции.

«Этот паразит был описан более 100 лет назад, и ученые никогда не могли надежно выращивать его в лаборатории, что препятствовало нашей способности понимать паразита и разрабатывать методы его лечения», — сказал старший автор Л. Дэвид Сибли Доктор философии, Алан А. и Эдит Л. Вольф, заслуженный профессор молекулярной микробиологии. «Теперь у нас есть способ его культивировать, размножать, модифицировать его гены и начать выяснять, как это вызывает болезнь у детей. Это первый шаг к скринингу потенциальных лекарств и поиску новых лекарств или целей для вакцин».

Результаты опубликованы в сети 20 июня в Cell Host & Microbe.

В богатых странах Cryptosporidium известен тем, что вызывает вспышки диареи, вызванные водой. Паразит проходит сложный жизненный цикл, включая стадию, на которой его называют ооцистой, и он становится выносливым, спороподобным и его трудно убить с помощью хлора, отбеливателя или других рутинных санитарных мер. В 1993 году 400 000 человек в районе Милуоки заболели диареей, спазмами в желудке и лихорадкой после того, как неисправная очистная установка позволила Cryptosporidium попасть в городскую систему водоснабжения. Каждый год в США регистрируются десятки небольших вспышек, многие из которых связаны с плавательными бассейнами и водными игровыми площадками.

Лечение распространенной причины диареи более перспективное
                Дэвид Сибли, доктор философии, обсуждает данные со студентом MD/PhD Джорджией Вилке, PhD. Сибли, Уилк и его коллеги разработали методику выращивания кишечного паразита Cryptosporidium в лаборатории. Их методика может помочь усилиям понять и лечить диарею, вызванную Cryptosporidium. Кредит: Мэтт Миллер

Диарея, вызванная паразитом, может длиться неделями. Хотя это плохо для здоровых людей, это может быть опасно для жизни недоедающих детей и людей с ослабленной иммунной системой.

До сих пор исследователи, которые хотели изучить паразитов, должны были получать ооцисты от инфицированных телят — заражение криптоспоридием является серьезной проблемой в коммерческом животноводстве — и выращивать паразитов в клеточных линиях человека или мыши. Паразит неизбежно погибнет через несколько дней, не пройдя полный жизненный цикл, поэтому исследователям придется получать больше ооцист от крупного рогатого скота, чтобы проводить больше экспериментов.

Сибли, вместе с соавторами Джорджии Вилке, доктор философии, которая является студентом программы подготовки медицинских ученых, и постдокторского исследователя Лизы Фанхаузер-Джонс, доктор философии, подозревали, что проблема заключается в клеточные линии традиционно используются для выращивания паразита. Полученные из раковых клеток, эти клеточные линии очень отличались от нормального, здорового кишечника, который является обычным домом паразитов.

Чтобы создать более естественную среду, исследователи сотрудничали с Таддеусом С. Стаппенбеком, доктором медицинских наук, профессором Конана по лабораторной и геномной медицине и соавтором статьи. Stappenbeck и его коллеги культивировали кишечные стволовые клетки, чтобы стать «мини-кишками» в блюде — в комплекте со всеми типами клеток и структурной сложностью реального кишечника.

Когда исследователи добавили ооцист в мини-кишки, паразиты процветали. Они вышли из ооцист и прошли полный жизненный цикл, чтобы произвести больше ооцист. Впервые каждая стадия сложного жизненного цикла паразита может быть изучена в лаборатории. Исследователи также показали, что они могут редактировать гены паразита с помощью CRISPR/Cas9 и выполнять генетические скрещивания, делая эти мощные инструменты для изучения биологии более доступными, чем раньше.

Лечение распространенной причины диареи более перспективное
                Паразиты Cryptosporidium в фазе трофозоита их жизненного цикла прикрепляются к клетке кишечника in vitro. Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе выяснили, как вырастить кишечного паразита в блюдо, которое поможет усилиям понять и вылечить его. Предоставлено: Дэвид Сибли

«Мы помещаем паразита в эту среду, которая намного более естественна, и она счастлива, она растет, развивается и проходит весь жизненный цикл», — сказал Сибли. «Это открывает возможности, которые были закрыты в течение долгого времени. Существует только один препарат, одобренный FDA, и он не работает у маленьких детей. Есть потенциальные кандидаты на наркотики, но мы не могли проверить их раньше, потому что паразиты будут в любом случае, просто умри. Как ты можешь определить, убивает ли наркотик паразитов, если они уже умирают? Теперь мы можем начать проверять наркотики, а также задавать вопросы о том, что делает этот паразит опасным. «

Методика применима только к C. parvum, одному из двух наиболее распространенных видов Cryptosporidium, вызывающих диарею у людей. Его двоюродный брат C. hominis еще труднее выращивать в лаборатории. Они тесно связаны, но хотя C. parvum может инфицировать молодых млекопитающих многих видов, C. hominis заражает только людей.

«Есть только несколько дюжин генов, которые отличаются у parvum и hominis, но почему-то этого достаточно, чтобы hominis были очень привередливыми», — сказал Сибли. «Он не будет расти у мышей, у телят или пока у маленьких кишок, выращенных из стволовых клеток мыши. Разработка систем для работы с гоминисом — важная цель моей лаборатории».

Техника, хотя и является потенциально мощной, не сразу приведет к лучшему лечению или профилактике диареи, предупредил Сибли.

«Эти вещи требуют времени», — сказал Сибли. «Существует много фундаментальных исследований, которые еще предстоит сделать. Но эта система обеспечивает важный путь вперед. Теперь мы можем использовать генетические подходы для изучения роли отдельных генов и, таким образом, определить важные цели для улучшения методов лечения».

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *