根除疟疾的最大障碍之一是一个休眠的寄生虫潜伏在一些患者的肝脏。这种休眠形式大多数抗疟药,可以唤醒几个月或几年之后,引起疾病复发。

疟疾研究人员对这些休眠寄生虫的生物学知之甚少,所以很难开发药物目标。在预付款,可以帮助科学家发现新的药物,麻省理工学院的研究人员已经证明了他们能生长的寄生虫在改造人类肝脏组织几个星期,让他们仔细研究寄生虫如何成为休眠,什么漏洞,以及它如何弹簧。

验证后,他们已经成功地培养了休眠的寄生虫,研究人员表明,他们也可能它的RNA序列和测试其响应已知和新型抗疟药物都重要步骤设法消除这种疾病。

”经过十年的努力,我们能够有机体生长,表明它所有的功能特征,进行药物的屏幕,和报告的第一个转录组这种难以捉摸的形式。我很兴奋,因为我相信它会开门的基础生物学休眠以及更好的药物的可能性,”多萝西和约翰威尔逊教授桑吉塔•巴蒂亚说健康的科学与技术,电气工程和计算机科学。Bhatia也是麻省理工学院的一个成员的科赫研究所综合癌症研究和医学工程和科学研究所和该研究的资深作者。

麻省理工学院研究生Nil Gural是论文的第一作者,发表在2月22日出版的《细胞宿主和微生物。

持续性感染

大多数疟疾是由两种寄生虫之一,恶性疟原虫和间日疟原虫。间日疟原虫,虽然不致命,产生休眠形式称为hypnozoites(所谓的,因为他们是“催眠”),并可能导致重复感染。

Aneityum,1991年西南太平洋的一个小岛,被选为一个网站测试可能的措施,根除疟疾。研究人员喷洒对蚊子的幼虫和提供蚊帐和疟疾药物在整个岛屿。这些努力导致了在一年之内完成消灭恶性疟原虫。相比之下,花了五年的消除间日疟原虫。

“这休眠形式一直被视为关键障碍消除,”巴蒂亚说。“你可以治疗间日疟原虫疟疾的症状通过杀死血液中的寄生虫,但如果hypnozoites徘徊在某人的肝脏,这些表单可以激活,使再感染病人的血。如果蚊子出现和血粉,循环再次开始。所以,如果我们想要根除疟疾,我们必须根除hypnozoite。”

唯一现有的药物可以杀死hypnozoites伯氨喹,但这种药不能用于大规模根除运动因为它导致血液细胞破裂的人一定酶缺乏症。

Bhatia的团队在2008年已经意识到了这个问题,当世界卫生组织和比尔和梅林达•盖茨基金会呼吁进一步努力根除疟疾,这每年超过2亿人感染,429000年估计有429000人死亡。她的实验室正在与人类肝细胞表面特殊的微型图象上可以种植,支持细胞包围。此体系结构创建一个人类肝细胞的微环境函数一样在人类,使其更容易建立,维护,研究肝脏感染。

Bhatia,最初使用这种技术模型肝炎感染,意识到它也适合研究疟疾的肝阶段。疟疾她和她的团队领导,桑德拉,始于恶性疟原虫,可以在实验室设置培养的菌株,并发现寄生虫生长在这些肝组织遵循相同的生命周期中观察到自然感染。他们还发现,系统可以用来测试响应实验疟疾疫苗。

成功后,Bhatia的实验室开始使用间日疟原虫。努力把parasite-infected蚊子进入美国成功,所以Gural,论文的第一作者,前往合作者Jetsumon Prachumsri在泰国的实验室反复感染者获得样本,进行实验。

使用他们的新技术,研究人员表明,他们可以增加小形式的寄生虫hypnozoites所有已知的特性:持久性、伯氨喹敏感性,能够“醒来”几周后。

新的药物靶点

一旦研究人员相信,这些形式实际上是hypnozoites,他们开始做一些进一步的研究。首先,他们六个候选人获得抗疟药现在在开发和测试活动对他们的间日疟原虫样本。他们发现没有人可以杀死hypnozoites建立,这是他们的预期基于临床试验。他们现在打算测试一组更大的新化合物,与非营利组织合作疟疾药品事业,拥有成千上万的候选药物的集合。

一起工作的科学家们Swanson科赫研究所生物技术中心和哈佛和麻省理工学院,麻省理工学院的团队执行的第一个测序hypnozoite转录组。没有人能够这样密切地关注hypnozoites之前,和RNA序列显示休眠形式没有转录沉默,如预期,而是表达不同的基因子集比活跃的同行。

Bhatia在将来的研究中,麻省理工学院与其他实验室合作,计划利用单细胞RNA-sequencing识别基因签名发现控制hypnozoite休眠和激活的信号通路。研究人员还将研究相应基因表达的变化受感染的肝细胞。这种方法可能产生潜在的新候选药物,专门针对休眠形式的寄生虫,使现场更接近根除疟疾的目标。研究人员也希望鉴定生物标记物,可以用来诊断病人原本无法觉察的休眠感染。