Istraživači sa Federalnog univerziteta Sao Karlos (UFSCar), Državnog univerziteta Kampinas (UNICAMP) i Univerziteta u Sao Paulu (USP) u Brazilu su po prvi put okarakterisali klasu proteina prisutnih u parazitu Leishmania infantum i uključenih u regulišući svoj ćelijski ciklus.
U članku objavljenom u PLOS Pathogens, oni opisuju potencijalne farmaceutske mete za lečenje visceralne lišmanijaze. Postojeće terapijske strategije smatraju se nedovoljno efikasnim.
U eukariotskim organizmima, koji imaju ćelije sa definisanim jezgrom i uključuju sve biljke i životinje, ubikvitin-proteazomski sistem (UPS) je glavni regulator ćelijskih funkcija putem razgradnje proteina. UPS orkestrira ciljanu degradaciju proteina, regulišući važne aspekte biologije ćelije.
Disfunkcije u UPS-u su povezane sa širokim spektrom bolesti, uključujući rak, Alchajmerovu i Parkinsonovu, između ostalih. Razumevanje UPS-a je stoga jedan od ključeva za razvoj novih pristupa lečenju i prevenciji.
U slučaju protozoe L. infantum, glavnog uzročnika najtežeg i potencijalno smrtonosnog oblika lajšmanijaze u Brazilu, u naučnoj literaturi nema podataka o funkcionisanju UPS, što ograničava mogućnosti farmakološke intervencije protiv parazita. .
U ovoj studiji, istraživači su istraživali klasu UPS enzima u L. infantum — E3 ubikvitin ligaze, ili tačnije Cullin-1-RING (CRL1) ubikvitin ligaze, koje se sastoje od proteina SKP1, Cullin1, RBKS1 i F-bok .
Njihove metode su uključivale kompjutersku simulaciju za analizu sekvenci gena i strukture i dinamike proteina, kao i CRISPR-Cas9 uređivanje gena, između nekoliko drugih vrsta analiza.
Otkrili su da se CRL1 u L. infantum sastavlja zajedno sa proteinima F-kutije, na sličan način kao kod ljudi, i označili su ga LinfCRL1. Identifikovali su šest proteina F-kutije, koje su označili kao Flp1-6. Laboratorijski eksperimenti su pokazali da kompleks LinfCRL1(Flp1) može da prenese ubikvitin, što je dokazalo njegovu funkcionalnost i potencijalni značaj za regulaciju ćelijskih procesa u parazitu.
Zatim su istraživali uloge svakog od gena u LinfCRL1 koristeći CRISPR-Cas9 da ih ućutkaju. Otkrili su da u odsustvu gena LinfSKP1 i LinfRBKS1, parazit nije uspeo da se razvije, što sugeriše da su geni suštinske komponente za L. infantum.
S druge strane, dok je parazit koji nije eksprimirao gen LinfCUL1 ostao održiv, njegov rast i proliferacija su bili nedovoljni zbog promena ćelijskog ciklusa.
„Sve u svemu, ovi ranije nepoznati geni su potencijalno neophodni za rast i razvoj L. infantum“, rekao je Felipe Roberti Teikeira, profesor na Odeljenju za genetiku i evoluciju UFSCar-a i poslednji autor članka.
„Kada pronađemo gene povezane sa ključnim funkcijama parazita, oni odmah postaju potencijalne farmakološke mete. U ovom konkretnom slučaju, mogu biti korisni za kontrolu rasta parazita. Oni su očuvani u praktično svim vrstama lajšmanije, što proširuje primenljivost naši nalazi“, rekao je Teišeira.
Sledeći korak će biti karakterizacija celog ubikvitin-proteazomskog sistema parazita, uključujući ne samo E3 ligaze već i E1 ligaze (koje aktiviraju ubikvitin), E2 ligaze (koje prenose ubikvitin u E3) i sve gene u proteazomu.
„Uništićemo [utišati] svih više od 80 gena u UPS-u da bismo otkrili koji su od njih suštinski i modulisali aktivnost proteazoma kako bismo identifikovali druge farmakološke mete“, rekao je on.
Istraživač sa Univerziteta u Glazgovu u Ujedinjenom Kraljevstvu sarađivao je na istraživanju.
