התקדמות חדשה במחקר ופיתוח של תרופות חדשות נגד מלריה

Javascript מושבת כעת בדפדפן שלך. חלק מהתכונות של אתר זה לא יפעלו כאשר javascript מושבת.
הירשם עם הפרטים הספציפיים שלך ותרופה ספציפית לעניין ואנו נתאים את המידע שאתה מספק למאמרים במסד הנתונים הנרחב שלנו ונשלח לך בדוא"ל עותק PDF.
Tafere Mulaw Belete המחלקה לפרמקולוגיה, הפקולטה לרפואה ומדעי הבריאות, אוניברסיטת גונדר, גונדר, אתיופיה התכתבות: Tafere Mulaw Belete טלפון +251 918045943Email [email protected] תקציר: מלריה היא בעיה בריאותית עולמית מרכזית הגורמת לתמותה ותחלואה משמעותית מדי שנה אפשרויות הטיפול הן נדירות ומאותגרות מאוד על ידי הופעת זני טפיל עמידים, המהווים מכשול משמעותי לשליטה במלריה. כדי למנוע מצבי חירום פוטנציאליים של בריאות הציבור, תרופות חדשות נגד מלריה עם טיפול במינון יחיד, פוטנציאל טיפולי רחב ומנגנוני פעולה חדשים. דרושים בדחיפות. פיתוח תרופות נגד מלריה יכול לעקוב אחר מגוון גישות, החל משינוי של תרופות קיימות ועד לעיצוב של תרופות חדשות המכוונות למטרות חדשות. התקדמות מודרנית בביולוגיה של טפילים וזמינותן של טכנולוגיות גנומיות שונות מספקות מגוון רחב של יעדים חדשים. לפיתוח תרופות חדשות. כמה מטרות מבטיחותשיטות להתערבות תרופתית נחשפו בשנים האחרונות. לכן, סקירה זו מתמקדת בהתקדמות המדעית והטכנולוגית העדכנית ביותר בגילוי ופיתוח של תרופות חדשות נגד מלריה. חלבוני המטרה המעניינים ביותר נגד מלריה שנחקרו עד כה כוללים פרוטאזות, חלבון קינאזות, סוכר פלסמודיום מעכבי טרנספורטר, מעכבי אקוופורין 3, מעכבי הובלה של כולין, מעכבי דיהידרורוטאט דהידרוגנאז, מעכבי ביוסינתזה של פנטדיאן, מעכבי פרנסילטרנספראז ואנזימים המעורבים במטבוליזם של שומנים ושכפול DNA. סקירה זו מסכמת יעדים מולקולריים חדשים להתפתחות תרופות נגד מלריה ופיתוח תרופות נגד מלריה. , מטרות חדשות, תרופות נגד מלריה, אופן פעולה, טפיל מלריה
מלריה היא מחלה זיהומית טפילית הרסנית, במיוחד באפריקה שמדרום לסהרה, בחלקים של אסיה ודרום אמריקה. למרות מספר מאמצים, כיום היא אחד הגורמים המובילים לתחלואה ותמותה בעיקר בנשים הרות וילדים. על פי הבריאות העולמית דו"ח ארגון (WHO) לשנת 2018, היו 228 מיליון מקרי מלריה ו-405,000 מקרי מוות ברחבי העולם. כמעט מחצית מאוכלוסיית העולם נמצאת בסיכון למלריה, כאשר רוב המקרים (93%) ומקרי המוות (94%) מתרחשים באפריקה. בערך 125 מיליון נשים בהריון נמצאות בסיכון למלריה מדי שנה, ו-272,000 ילדים מתחת לגיל 5 מתים ממלריה.1 מלריה היא גם גורם לעוני ומכשול מרכזי לפיתוח כלכלי, בעיקר באפריקה.2 חמשת המינים שזוהו של פלסמודיום הגורם למלריה בבני אדם הם P. vivax, P. knowlesi, P. ovale, P. malaria ו-P. falciparum. מתוכם, Plasmodium falciparum הוא המין הקטלני והנפוץ ביותר של פלסמודיום.3
בהיעדר חיסון יעיל, השימוש הטיפולי בתרופות נגד מלריה נותר הדרך היחידה לנהל ולמנוע מחלת מלריה. מספר מחקרים הראו כי היעילות של רוב התרופות נגד מלריה נפגעת עקב מצבי חירום ב-Plasmodium spp.4 עמידות לתרופות דווח כמעט עם כל התרופות הזמינות נגד מלריה, מה שמחזק את הפיתוח של תרופות נגד מלריה חדשות נגד מטרות מאומתות קיימות והחיפוש אחר השלב הגמטופיטי של ההעברה יכול לפעול גם על התפשטות א-מינית בתוך אריתרוציטים, במיוחד במיני טפילים עמידים.6 מספר אנזימים, יון ערוצים, טרנספורטרים, מולקולות באינטראקציה עם פלישת תאי דם אדומים (RBC) ומולקולות האחראיות ללחץ חמצוני של טפיל, חילוף חומרים של שומנים ופירוק המוגלובין הם המפתח לפיתוח תרופות חדשות נגד מלריה נגד מלריה המשתנות במהירות. מטרות חדשות מבטיחות לפרוטוזואה.7
הפוטנציאל של תרופות חדשות נגד מלריה נשפט על פי מספר דרישות: אופן פעולה חדש, אין עמידות צולבת לתרופות אנטי מלריה קיימות, טיפול במינון יחיד, יעילות הן נגד שלב הדם הא-מיני והן נגד הגמטוציטים האחראים להעברה. בנוסף, חדש תרופות נגד מלריה צריכות להיות יעילות במניעת זיהום (מגן כימי) ובניקוי הכבד מהפנטים של P. vivax (נוגדי הישנות).8
גילוי תרופות מסורתיות עוקב אחר מספר גישות לזיהוי תרופה חדשה נגד מלריה למלחמה במלריה. אלו הן אופטימיזציה של משטרי תרופות וניסוחים נוכחיים, שינוי תרופות קיימות נגד מלריה, סקר מוצרים טבעיים, בידוד חומרים המחזירי עמידות, שימוש בגישות כימותרפיה משולבות ופיתוח תרופות לשימושים אחרים.8,9
בנוסף לשיטות גילוי תרופות מסורתיות המשמשות לזיהוי תרופות חדשות נגד מלריה, הוכח שהידע על הביולוגיה והגנום של תאי פלסמודיום הוא כלי רב עוצמה לחשיפת מנגנוני עמידות לתרופות, ויש לו פוטנציאל לתכנן תרופות בעלות פעילות אנטי מלריה ואנטי מלריה גבוהה.פוטנציאל גדול לתרופות חדשות. נלחם אחת ולתמיד בפוטנציאל ההפרעה של המלריה.10 בדיקה גנטית של Plasmodium falciparum זיהתה 2680 גנים חשובים לצמיחת שלב הדם הא-מיני, ובכך זיהתה תהליכים תאיים מרכזיים שהם קריטיים לפיתוח תרופות חדשות.10,11 חדש תרופות צריכות: (i) לטפל בעמידות לתרופות, (ii) לפעול במהירות, (iii) להיות בטוחות, במיוחד בילדים ונשים בהריון, ו-(iv) לרפא מלריה במינון בודד.12 האתגר הוא למצוא תרופה שמתמודדת עם כל המאפיינים הללו. מטרת סקירה זו היא לתת מושג על יעדים חדשים לטיפול בטפילי מלריה, אשר נחקרות על ידי מספר חברות, כדי שהקוראים יוכלו לקבל מידע על עבודות קודמות.
נכון לעכשיו, רוב התרופות נגד מלריה מכוונות לשלב הא-מיני של זיהום במלריה הגורם למחלה סימפטומטית. השלב הפרה-אריתרוציטי (כבד) נותר לא אטרקטיבי מכיוון שלא נוצרים תסמינים קליניים. תרופות נגד מלריה מפגינות סלקטיביות שלב ניכרת (ראה איור 1). טיפול במלריה מבוסס על מוצרים טבעיים, תרכובות חצי סינתטיות ותרכובות סינתטיות שפותחו מאז שנות ה-40.13 התרופות הקיימות נגד מלריה מתחלקות לשלוש קטגוריות רחבות: נגזרות של קינולין, אנטי-פולטים ונגזרות של ארטמיסינין. טרם התגלתה או יוצרה תרופה אחת שיכולה לחסל את כל מיני טפילי המלריה. לכן, כדי להיות יעיל נגד זיהום במלריה, שילובים של תרופות ניתנות לעתים קרובות בו-זמנית. קווינולין היא התרופה נגד מלריה בשימוש נרחב ביותר לטיפול במלריה. קווינין, אלקלואיד מבודד מקליפת עץ הקנצ'ונה, הייתה התרופה הראשונה נגד מלריה בשימוש לטיפול במחלות במאה ה-17. מאמצע שנות ה-1800 ועד שנות ה-40, quiתשע היה הטיפול המקובל במלריה.14 בנוסף לרעילות, הופעת זנים עמידים לתרופות של P. falciparum הגבילה את השימוש הטיפולי בכינין. עם זאת, כינין עדיין משמש לטיפול במלריה חמורה, לרוב בשילוב עם תרופה שנייה לקיצור זמן הטיפול ולמזעור תופעות הלוואי.15,16
איור 1 מחזור החיים של פלסמודיום בבני אדם. שלבים וצורות של טפילים שבהם פועלים סוגים שונים של תרופות נגד מלריה.
בשנת 1925, חוקרים גרמנים גילו את התרופה הסינתטית הראשונה נגד מלריה, pamaquin, על ידי שינוי מתילן כחול. לפמקווין יש יעילות ורעילות מוגבלת ולא ניתן להשתמש בו לטיפול במלריה. אבל pamaquin מספקת תרכובות עופרת לפיתוח תרופות אנטי מלריה טובות יותר. Mepacrine (quinacrine) היא אחרת נגזרת של מתילן כחול המשמשת לטיפול במלריה במהלך מלחמת העולם השנייה.17
כלורוקין פותחה במהלך מלחמת העולם השנייה לטיפול במלריה.כלורוקין היא התרופה המועדפת לטיפול במלריה בשל יעילותה, בטיחותה ועלותה הנמוכה. אך השימוש הלא רציונלי בה הוביל עד מהרה להופעתם של מיני P. falciparum עמידים לכלורוקין. 18 Primaquine משמש טיפולית לטיפול ב-Plasmodium vivax התקף הנגרמת על ידי היפנוזה. Primaquine הוא קוטל גמטים חזק נגד Plasmodium falciparum. Primaquine גורם לאנמיה המוליטית בחולים עם מחסור בגלוקוז-6-פוספט דהידרוגנז (G6PD) עם חוסר בתרופות אנטי-המוליזה חדשות. -פ.פעילות יומית.19
נגזרות קינולין חדשות סונתזו, והביאו לתרופות חדשות כמו פיפרקין ואמודיאקווין. לאחר הופעת עמידות לכלורוקין, אמודיאקין, אנלוגי כלורוקין המוחלף בפניל, הראה יעילות מצוינת נגד זנים עמידים לכלורוקין של פלסמודיום פלסיפרוניום. תרופה בסיסית נגד מלריה שפותחה בסין בשנת 1970. היא יעילה נגד זנים עמידים לתרופות של P. falciparum, P. vivax, P. malaria ו-P. ovale. Pyronadrine זמין כעת כ-ACT עם artesunate, שהראה יעילות מצוינת נגד כל טפילי מלריה.21 Mefloquine פותחה באמצע שנות ה-80 ומומלצת כיום למניעת כימותרפיה של מלריה הנגרמת על ידי כל המינים, כולל זנים עמידים לכלורוקין. עם זאת, השימוש בו קשור לכמה תופעות לוואי ועמידות לתרופות.22 תרופות שמקורן בקינולין פועלות בעיקר על שלב הדם של הטפיל, אך כמה תרופות נגד מלריה פועלות על שלב הכבד. תרופות אלו מעכבות על ידי יצירת קומפלי.ex עם heme ב-vacuoles המזון של הטפיל. לכן, פילמור heme נחסם. כתוצאה מכך, heme המשתחרר במהלך פירוק המוגלובין מצטבר לרמות רעילות, והורג את הטפיל עם פסולת רעילה. עשרים ושלוש
אנטי-פולטים הם תרופות אנטי-מלריה המעכבות את הסינתזה של חומצה פולית, החיונית לסינתזה של נוקלאוטידים וחומצות אמינו. אנטי-פולטים חוסמים חלוקה גרעינית של מיני פלסמודיום בשלב ה-schizont באריתרוציטים והפטוציטים. לסולדוקסין יש מבנה דומה לחומצה פארא-אמינו-בנזואית (PABA), מרכיב של חומצה פולית. הם מעכבים את סינתזת דיהידרופולאט על ידי עיכוב דיהידרופולאט סינתאז, אנזים מפתח בביוסינתזה של חומצות גרעין. עשרים וארבע
Pyrimethamine ו-proguanil הן תרופות אנטי-מלריה שפועלות על הצורה הא-מינית של מיני פלסמודיום. תרופות אלו מעכבות את האנזים דיהידרופולאט רדוקטאז (DHFR), המעכב את הפחתת דיהידרופולאט ל-tetrahydrofolate, החיוני לביו-סינתזה של חומצות אמינו וחומצות גרעין. פרוגואניל הוא פרו-תרופה שעבר מטבוליזם לגואנידין מחזורי. פרוגואניל הייתה התרופה האנטי-פולאטית הראשונה ששימשה בטיפול במלריה. הסיבה היא שהיא משמידה את תאי הדם האדומים לפני שהטפיל פולש אליהם במהלך כניסתם לזרם הדם. כמו כן, פרוגואניל הוא בטוח תרופה.Pyrimethamine משמש בעיקר עם תרופות אחרות הפועלות במהירות. עם זאת, השימוש בה ירד עקב עמידות לתרופות.24,25
Atovaquone היא התרופה המאושרת הראשונה נגד מלריה המכוונת למיטוכונדריה של טפיל פלסמודיום. Atovaquone מעכב את הובלת אלקטרונים על ידי פעולתו כאנלוגי יוביקינון לחסימת חלק הציטוכרום b של קומפלקס הציטוכרום bc1. בשילוב עם פרוגואניל, האטוקווון בטוח ויעיל לנשים בהריון וילדים.Atovaquone יעיל נגד השלב המיני של הטפיל של המארח והיתוש. לפיכך, הוא מעכב את העברת המלריה מיתושים לבני אדם.שילוב קבוע עם פרוגואניל שפותח תחת השם המסחרי Malarone.24,26
Artemisinin הופץ מ-Artemisia annua בשנת 1972. Artemisinin ונגזרותיו כולל ארטמטר, דיהידרוארטמיסינין, ארטמטר וארטסונאט הם בעלי פעילות רחבה של ספקטרום. ארטמיסינין מעכב את כל שלבי הטפיל בתוך תאי הדם האדומים, במיוחד בשלבים המוקדמים של התפתחותם. הוא גם מעכב את ההעברה. של גמטוציטים מבני אדם ליתושים.27 ארטמיסינין ונגזרותיו יעילים נגד זנים עמידים לכלורוקין ומפלוקין. הם סכיזונטים בטוחים, יעילים ומהירים לפעולה בדם כנגד כל מיני פלסמודיום. עם זאת, ארטמיסינין לא פינה את חביון הכבד של טפיל. לתרופות אלו יש זמן מחצית חיים קצר וזמינות ביולוגית ירודה, מה שמוביל לעמידות לתרופות, מה שהופך אותן לבלתי יעילות כמונותרפיה. לכן, נגזרות ארטמיסינין מומלצות בשילוב עם תרופות אחרות נגד מלריה.28
ההשפעה האנטי מלריה של ארטמיסינין עשויה לנבוע מיצירת רדיקלים חופשיים הנובעים מביקוע גשרי אנדופרוקסיד ארטמיסינין בשלפוחיות מזון טפיליות, ובכך מעכבות סידן ATPase טפיל ופרוטאזום.29,30 ארטמטר משמש כמונותרפיה.ספיגה מהירה דרך הפה. זמינות ביולוגית. מוכפל כאשר ניתן בנוכחות מזון. ברגע שהוא במחזור הדם המערכתי, ארטמטר עובר הידרוליזה לדיהידרוארטמיסינין במעי ובכבד.
Artesunate היא נגזרת חצי סינתטית בשל השפעתה האנטי מלריה המהירה, היעדר עמידות משמעותית לתרופות ומסיסות רבה יותר במים.מומלצת כתרופה קו ראשון למלריה קשה.31
טטרציקלינים ומקרולידים הם תרופות איטיות נגד מלריה המשמשות כטיפול משלים לכינין ב-falciparum malaria. דוקסיציקלין משמש גם לכימופרופילקסיה באזורים עם עמידות גבוהה.32 האסטרטגיה הנוכחית המשמשת למאבק בעמידות לתרופות נגד מלריה היא השימוש הטיפולי בשילובי תרופות. נעשה שימוש באסטרטגיה בעבר על ידי שימוש בשילובים קבועים. ארגון הבריאות העולמי ממליץ על טיפול משולב מבוסס ארטמיסינין (ACT) כקו טיפול ראשון במלריה של פלציפארום לא מסובכת. הסיבה היא ששילוב התרופות מפחית את העמידות לתרופות ואת תופעות הלוואי.33
ACT מכיל רכיב ארטמיסינין חזק שמנקה טפילים במהירות, ותרופה ארוכת טווח שמבטלת שאריות טפילים ומפחיתה עמידות לארטמיסינין. ה-ACTs המומלצים על ידי ארגון הבריאות העולמי הם artesunate/amodiaquine, artemether/ benzfluorenol, artesunate/mefloquine, artesunate/dihydroarteidinin, piperaquine, Artesunate/sulfadoxine/pyrimethamine, artemether/piperaquine ו-artemisinin/piperaquine/primaquine. Chloroquine plus primaquine נשארה התרופה הראשונה למיגור Plasmodium vivax. לקווינין + טטרציקלין/דוקסיציקלין יש שיעור ריפוי גבוה, אבל יש לו שיעור לוואי רציני. השפעות ואינן התווית בילדים ונשים בהריון34.
Mefloquine, Atovaquone/Proguanil, או Doxycycline מומלצים במשטרי מניעת כימותרפיה למטיילים מאזורים לא אנדמיים לאזורים אנדמיים.35 מומלץ טיפול מונע לסירוגין בקבוצות בסיכון גבוה, כולל סולדוקסין/פירימתמין במהלך ההריון ואמודיאקווין/סולפדוקסין-פירימטופמין העונה. .36 Halofantrine אינו מתאים לשימוש טיפולי בשל רעילות הלב שלו. דפסון, מפלילין, אמודיאקווין וסולפנאמידים הוצאו משימוש טיפולי עקב תופעות הלוואי שלהם. 36,37 כמה תרופות נוגדות מלריה ידועות ותופעות הלוואי שלהן מופיעות בטבלה. 1.
תרופות אנטי מלריה הזמינות כיום מבוססות על הבדלים במסלולים מטבוליים עיקריים בין מיני פלסמודיום והמארחים שלהם. המסלולים המטבוליים העיקריים של הטפיל, לרבות ניקוי רעלים של heme, סינתזת חומצות שומן, סינתזת חומצות גרעין, סינתזת חומצות שומן ולחץ חמצוני, הם חלק מהחידושים. אתרים לעיצוב תרופות.38,39 למרות שרוב התרופות נגד מלריה היו בשימוש כבר כמה שנים, השימוש בהן מוגבל כיום עקב עמידות לתרופות. על פי הספרות, לא נמצאו תרופות נגד מלריה המעכבות מטרות תרופות ידועות.7,40 ב לעומת זאת, רוב התרופות נגד מלריה מתגלות במחקרי מודלים בבעלי חיים in vivo או in vitro. לכן, אופן הפעולה של רוב התרופות נגד מלריה נותר לא ברור. יתרה מכך, מנגנוני העמידות לרוב התרופות נגד מלריה אינם ברורים.39
שליטה במלריה דורשת אסטרטגיות מתואמות כגון בקרת וקטור, תרופות אנטי מלריה יעילות ובטוחות וחיסונים יעילים. בהתחשב בתמותה ובתחלואה הגבוהים של מלריה, מקרי חירום והתפשטות העמידות לתרופות, חוסר היעילות של תרופות אנטי מלריה קיימות כנגד שלבים שאינם אריתרוציטים ומיניים , זיהוי של תרופות חדשות נגד מלריה על ידי הבנת המסלולים המטבוליים הבסיסיים של מלריה.תרופות למלריה הן קריטיות. טפילים. כדי להשיג מטרה זו, מחקר תרופות צריך למקד יעדים חדשים ומאומתים לבודד תרכובות מובילות חדשות.39,41
ישנן מספר סיבות לצורך בזיהוי יעדים מטבוליים חדשים. ראשית, למעט תרופות שמקורן באטובקווון וארטמיסינין, רוב התרופות נגד מלריה אינן מגוונות מבחינה כימית, מה שעלול להוביל לעמידות צולבת. שנית, בשל המגוון הרחב של מטרות כימותרפיות משוערות, רבים עדיין לא עברו תוקף. אם זה יאושר, זה עשוי להניב כמה תרכובות שהן יעילות ובטוחות. זיהוי מטרות תרופות חדשות ועיצוב תרכובות חדשות הפועלות על היעדים החדשים נמצאים בשימוש נרחב ברחבי העולם כיום כדי לטפל בעיות הנובעות מהופעת עמידות לתרופות קיימות.40,41 לכן, המחקר של מעכבי מטרה ייחודיים לחלבון מטרה של פלסמודיום שימש לזיהוי יעדי תרופה. מאז חשיפת הגנום P. falciparum, מספר יעדים חדשים לתרופה התפתחו התערבות. תרופות פוטנציאליות אלו נגד מלריה מכוונות לביו-סינתזה של מטבוליטים מרכזיים, מערכות הובלת ממברנות ואיתות, ותהליכי פירוק המוגלובין.40,42
פלסמודיום פרוטאז הוא אנזים קטליטי ורגולטורי שנמצא בכל מקום הממלא תפקיד מפתח בהישרדותם של טפילי פרוטוזואים והמחלות שהם גורמים. הוא מזרז את ההידרוליזה של קשרי פפטידים.43 התפקידים של פרוטאזות בפתוגנזה של מחלת מלריה כוללים חדירת תאים/רקמות, חיסון התחמקות, הפעלת דלקת, פלישת אריתרוציטים, פירוק המוגלובין וחלבונים אחרים, אוטופגיה והתפתחות טפילים.44
פרוטאזות מלריה (חומצה אספרטית גלוטמית, ציסטאין, מתכת, סרין ותריונין) הן מטרות טיפוליות מבטיחות מכיוון שהפרעה בגן פרוטאז המלריה מעכבת את הפירוק של ההמוגלובין ואת שלב האריתרוציטים של הטפיל.פיתוח.45
פירוק אריתרוציטים ופלישה לאחר מכן ל-merozoites מצריך פרוטאזות מלריה. פפטיד סינתטי (GlcA-Val-Leu-Gly-Lys-NHC2H5) מעכב את ה-Plasmodium falciparum schizont cysteine ​​protease Pf 68. זה מעכב את ההתפתחות הפרא-טרוציט הזה ב-Ervathrocyte. מצביע על כך שלפרוטאזות יש תפקיד מפתח בפלישה של הטפיל לתאי דם אדומים. לפיכך, פרוטאזות הן יעד מבטיח לפיתוח תרופות נגד מלריה.46
ב-Plasmodium falciparum food vacuole, בודדו מספר פרוטאזות אספרטיות (פלזמה פרוטאזות I, II, III, IV) וציסטאין פרוטאזות (falcipain-1, falcipain-2/, falcipain-3), המשמשות לפירוק המוגלובין, כפי שמוצג. באיור 2.
דגירה של טפילי P. falciparum מתורבתים עם מעכבי הפרוטאזות leupeptin ו-E-64 הביאה להצטברות של גלובין לא מפורק. Leupeptin מעכב ציסטאין וכמה פרוטאזות של סרין, אבל E-64 מעכב באופן ספציפי פרוטאזות של ציסטאין.47,48 לאחר הדגירה של טפילים עם מעכב פרוטאז אספרטאט פפסטטין, גלובין לא הצטבר. מספר מחקרים הראו כי מעכבי ציסטטין לא רק מעכבים פירוק גלובין, אלא גם מעכבים את השלבים המוקדמים של פירוק המוגלובין, כגון דנטורציה של המוגלובין, שחרור heme מגלובין, וייצור heme. .49 תוצאות אלו מצביעות על כך שנדרשים פרוטאזות ציסטאין לשלב הראשוני. שלבים בפירוק המוגלובין על ידי Plasmodium falciparum. גם E-64 וגם פפסטטין חוסמים סינרגטית את התפתחות P. falciparum. עם זאת, רק E-64 חסמו הידרוליזה של גלובין. 48,49 מספר מעכבי ציסטאין פרוטאז, כגון פלואור-מתיל קטון וויניל סולפון, מעכבים את צמיחת P. falciparum והמוגלובין דגרהdation.במודל של מלריה בבעלי חיים, פלואור-מתיל קטון מעכב את פעילות הפרוטאז של P. vinckei ומרפא 80% מזיהומי המלריה העכברים. לפיכך, מעכבי פרוטאז הם מועמדים מבטיחים לתרופות אנטי מלריה. עבודה שלאחר מכן זיהתה מעכבי פלציפאין פעילים ביולוגית, כולל חלנותיאזין. החוסמים את חילוף החומרים וההתפתחות של הטפילים.50
פרוטאזות סרין מעורבות בקרע של schizont ופלישה מחדש של אריתרוציטים במהלך מחזור החיים של Plasmodium falciparum. ניתן לחסום אותו על ידי מספר מעכבי סרין פרוטאז והוא הבחירה הטובה ביותר מכיוון שאין הומלוג אנזים אנושי זמין. מעכב פרוטאז LK3 מבודד מ-Streptomyces sp.מפרקת את מלריה סרין פרוטאז.51 חומצה מסלינית היא טריטרפנואיד פנטציקלי טבעי המעכב את הבשלת טפילים משלב הטבעת לשלב הסכיזונט, ובכך מפסיק את שחרור המרוזואיטים ואת פלישתם. סדרה של עיכוב 2-pyrimidine nitrile חזק של falcipain סטטינים -2 ו-falcipain-3.52 ועיכוב של פרוטאזות פלזמה על ידי מעכבים מבוססי אלופנוסטטין מונעים פירוק המוגלובין והורגים טפילים. מספר חוסמי ציסטאין פרוטאז זמינים, כולל אפוקסומיצין, לקציסטין, MG132, WEHI-842, WEHI-842, WEHI-chin, ו-HI-chin. .
Phosphoinositide lipid kinases (PIKs) הם אנזימים בכל מקום המזרחנים שומנים כדי לווסת התפשטות, הישרדות, סחר ואיתות תוך-תאיים. מחלקות ה-PIK הנחקרות ביותר ב-53 טפילים הן phosphoinositide 3-kinase (PI3K) ו-sitphoinositide PI3-kinase (PI3K-PI4K) . עיכוב של אנזימים אלה זוהה כיעד פוטנציאלי לפיתוח תרופות אנטי מלריה עם פרופילי פעילות רצויים למניעה, טיפול וחיסול של מלריה.54 UCT943, imidazopyrazine (KAF156) ואמינופירידינים הם סוג חדש של תרכובות אנטי מלריה המכוונות ל-PI (4)K ומעכבים את ההתפתחות התוך-תאית של מיני פלסמודיום מרובים בכל שלב של הדבקה במארח. לכן, מיקוד (PI3K) ו-PI(4)K עשויים לפתוח אפיקים חדשים המבוססים על גילוי תרופות ממוקדות לזיהוי תרופות חדשות נגד מלריה.KAF156 נמצא כעת בניסויים קליניים שלב II.55,56 MMV048 היא תרכובת עם פעילות מניעתית טובה in vivo נגד P. cynomolgi ופוטנציאל ל-s תרופה חוסמת העברה.MMV048 עוברת כעת ניסויים קליניים שלב IIa באתיופיה.11
לצמיחה מהירה בתאי דם אדומים נגועים, מינים של פלסמודיום דורשים כמויות מספיקות של מצעים כדי להקל על חילוף החומרים הנמרץ שלהם. לפיכך, טפילים מכינים אריתרוציטים מארח על ידי השראת טרנספורטרים מיוחדים השונים באופן משמעותי מהטרנספורטרים של תאי מארח בקליטת והסרה של מטבוליטים. לכן, טרנספורטרים כמו חלבוני נשא ותעלות הם מטרות פוטנציאליות בגלל תפקידיהם החשובים בהובלת מטבוליטים, אלקטרוליטים וחומרי מזון.57 אלו הם תעלת האניון הפלסמודיום (PSAC) והממברנה הטפילית הוואקואולרית (PVM), המספקות מסלול דיפוזיה מתמשך לחומרים מזינים לתוך הטפיל התוך תאי.58
PSAC הוא היעד המבטיח ביותר מכיוון שהוא נמצא בסוגים שונים של חומרים מזינים (היפוקסנטין, ציסטאין, גלוטמין, גלוטמט, איזולאוצין, מתיונין, פרולין, טירוזין, חומצה פנטותנית וכולין) כדי לרכוש תפקידי מפתח בטפילים תוך-תאיים. ל-PSAC אין הומולוגיה ברורה לגנים ידועים של ערוץ מארח.58,59 Phloridizin, Dantrolene, Furosemide and Niflunomide הם חוסמי טרנספורטר אניונים חזקים. תרופות כגון גליבוריד, מגליטיניד וטולבוטמיד מעכבות את זרימת הכולין לתאי דם אדומים הנגועים בטפילים.60,61
צורת הדם של Plasmodium falciparum מסתמכת כמעט לחלוטין על גליקוליזה להפקת אנרגיה, ללא אחסון אנרגיה;הוא מסתמך על קליטה מתמדת של גלוקוז. הטפיל הופך פירובט ללקטט לייצור ATP, שנדרש לשכפול בתוך כדוריות דם אדומות.62 גלוקוז מועבר לראשונה לאדתרוציטים טפילים על ידי שילוב של טרנספורטר הגלוקוז של התא המארח, GLUT1, ב קרום אריתרוציטים ו'מסלול חדירות חדש' המושרה על ידי טפיל.63 גלוקוז מועבר לטפילים על ידי ה-Plasmodium falciparum hexose transporter (PFHT). ל-PFHT יש כמה מאפיינים של מעבירי סוכר טיפוסיים. GLUT1 סלקטיבי עבור D-גלוקוז, בעוד ש-PFHT יכול להעביר D-גלוקוז ו-D-פרוקטוז. לפיכך, הבדלים באינטראקציות GLUT1 ו-PFHT עם מצעים מרמזים שעיכוב סלקטיבי של PFHT הוא יעד חדש ומבטיח לפיתוח תרופות חדשות נגד מלריה.64 נגזרת O-3-hexose ארוכת שרשרת (תרכובת 3361) מעכב את ספיגת הגלוקוז והפרוקטוז על ידי PFHT, אך הוא אינו מעכב את הובלת הקסוז על ידי מעבירי הגלוקוז והפרוקטוז העיקריים של יונקים (GLUT1 ו-5). תרכובת 3361 גם עיכב את ספיגת הגלוקוז על ידי P. vivax של PFHT. במחקרים קודמים, תרכובת 3361 הרגה את P. falciparum בתרבית והפחיתה את רביית P. berghei במודלים של עכברים.65
קיבוץ דם פלסמודיום תלוי במידה רבה בגליקוליזה אנאירובית לגדילה והתפתחות.60 תאי דם אדומים נגועים בטפיל סופגים גלוקוז פי 100 מהר יותר מתאי דם אדומים לא נגועים. הטפיל מבצע חילוף חומרים של גלוקוז דרך גליקוליזה ללקטאט, שמיוצא מהטפיל דרך לקטט: מנגנון סימפורטר H+ לתוך הסביבה החיצונית.66 ייצוא לקטט וספיגת גלוקוז הם קריטיים לשמירה על דרישות האנרגיה, ה-pH התוך-תאי ויציבות האוסמוטיים הטפילים.עיכוב מערכת סימפורטר Lactate:H+ היא יעד חדש ומבטיח לפיתוח תרופות חדשות. מספר תרכובות, כגון MMV007839 ו-MMV000972, הורגות טפילי P. falciparum בשלב הדם הא-מיניים על ידי עיכוב הטרנספורטר lactate:H+.67
כמו סוגי תאים אחרים, תאי דם אדומים שומרים על רמות נמוכות של Na+ פנימיות. עם זאת, טפילים מגבירים את החדירות של קרום האריתרוציטים ומקלים על כניסת Na+, מה שמוביל לעלייה בריכוז הציטופלזמי Na+ של אריתרוציטים לרמת המדיום החוץ-תאי. לפיכך, טפילים מוצאים את עצמם במדיה גבוהה של Na+ וחייבים לגרש יוני Na+ ממברנת הפלזמה שלהם כדי לשמור על רמות ציטופלזמיות נמוכות של Na+ על מנת לשרוד למרות נוכחותם באתרים תוך תאיים. במקרה זה, זרימת Na+ לטפיל מווסתת על ידי שימוש ב-ATPase מסוג P טרנספורטר (PfATP4), אשר פועל כמנגנון משאבת Na+-efflux העיקרי של הטפיל, כפי שמוצג באיור 3.68, מעכב טרנספורטר זה. זה יוביל לעלייה בכמות Na+ בתוך הטפיל, מה שבסופו של דבר יוביל למוות של טפיל מלריה. למספר תרכובות, כולל סיפגמין בשלב 2, (+)-SJ733 בשלב 1, ו-KAE609 בשלב 2, יש מנגנון פעולה המכוון ל-PfATP4.67,69
איור 3. מנגנון מוצע של PfATP4 ו-V-type H+-ATPase המושרה על ידי טפיל במוות אריתרוציטים נגועים בעקבות עיכוב ציפרגמין.
מיני פלסמודיום שולטים ברמות ה-Na+ שלהם על ידי שימוש בטרנספורטר ATPase מסוג P. הוא גם מייבא H+ דרך מסלול דומה. כדי לווסת את ריכוז ה-H+ הגובר ולשמור על pH תוך תאי של 7.3, טפיל המלריה משתמש בטרנספורטר ATPase משלים מסוג V לגרש H+.פיתוח תרופה חדשה היא מטרה מבטיחה.MMV253 מעכב V-type H+ ATPase כמנגנון הפעולה שלו על ידי בחירת מוטציות ורצף גנום שלם.70,71
Aquaporin-3 (AQP3) הוא חלבון תעלת אקווגליצרול המקל על תנועת המים והגליצרול בתאי יונקים.AQP3 מושרה בהפטוציטים אנושיים בתגובה לזיהום טפיל ויש לו תפקיד חשוב בשכפול הטפיל.AQP3 מספק גישה לגליצרול לתוך P .berghei ומקל על שכפול הטפיל בשלב האריתרוציטים הא-מיניים.72 דלדול גנטי של AQP3 דיכא באופן משמעותי את עומס הטפילים בשלב הכבד של P. berghei. יתרה מכך, טיפול במעכב AQP3 auphen הפחית את עומס הטפילים של P. berghei בהפטוציטים ו-P. falciparum parasitemia באריתרוציטים, מה שמצביע על כך שחלבוני המארח ממלאים תפקידים קריטיים בשלבי חיים שונים של הטפיל.73 באופן מסקרן ביותר, שיבוש של AQP3 בעכברים גנטיים אינו קטלני, מה שמרמז שלחלבון המארח יש מטרה טיפולית פוטנציאלית חדשה. עבודה זו מגדילה את שלנו הבנה של תהליכי כבד מארח המושפעים מזיהום פלסמודיום ומדגישה את הפוטנציאל של מקצוענים אלהcesses כתרופות עתידיות נגד מלריה.71,72
פוספוליפידים ממלאים תפקיד מפתח במחזור החיים התוך-אריתרוציטים של Plasmodium falciparum, הן כמרכיבים מבניים של ממברנות והן כמולקולות מווסתות את פעילותם של אנזימים שונים. מולקולות אלו חיוניות לרביית טפילים בתוך תאי דם אדומים. לאחר פלישת אריתרוציטים, רמות הפוספוליפידים עולות, אשר פוספטידילכולין הוא השומנים העיקריים במרכיבי קרום התא שלהם.טפילים מסנתזים פוספטידילכולין דה נובו באמצעות כולין כמבשר. מסלול דה נובו זה קריטי לצמיחה והישרדות טפילים. מעכב את הובלת כולין לטפילים ומעכב, ביופוסטידיל, וכתוצאה מכך למוות של טפיל.74 Albitiazolium, תרופה שנכנסה לניסויי שלב II, פועלת בעיקר ע"י עיכוב הובלת כולין לתוך הטפיל. Albitiazolium מצטבר עד פי 1000 בפלסמודיום ומעכבת צמיחה של טפיל ללא הישנות. היא יעילה במצבים קשים. תנאים. יש לציין, זריקה בודדת ריפאה p גבוהרמות arasitemia.75,76
פוספוכולין ציטידילטרנספראז הוא השלב המגביל את הקצב בביו-סינתזה דה-נובו של פוספטידילכולין.77 תרכובת האמוניום הדו-קווטרנרית G25 והתרכובת הדיקטית T3 מעכבות סינתזת פוספטידילכולין בטפילים.G25 רעיל פי 1000 תרופות מפתח לתאים יונקים. תרכובות בגילוי ופיתוח תרופות נגד מלריה.78,79
שלב מרכזי בהתפשטות מיני פלסמודיום במארחים אנושיים הוא החלוקה הנרחבת והמהירה של ה-DNA הטפיל, התלויה בזמינותם של מטבוליטים חיוניים כגון פירימידינים. בפלסמודיום, נוקלאוטידים של פירמידין ממלאים תפקידים קריטיים בסינתזה של DNA, פוספוליפידים ו גליקופרוטאינים. סינתזת נוקלאוטידים עוקבת אחר שני מסלולים עיקריים: מסלול ההצלה ומסלול דה נובו. דיהידרורוטאט דהידרוגנאז (DHODH) הוא אנזים חשוב המזרז את החמצון של דיהידרורוטאט לאורוטאט, השלב המגביל את הקצב ב-de novo pyrimidine לסינתזה, DDHre. מייצג יעד מבטיח פוטנציאלי לפיתוח תרופות נגד מלריה.80 תאים אנושיים רוכשים פירמידינים על ידי הצלת פירמידינים שכבר נוצרו או על ידי סינתזה דה נובו. אם המסלול הביוסינתטי דה נובו מעוכב, התא יסתמך על מסלול ההצלה והתא לא ימות. עם זאת, עיכוב של ביוסינתזה של פירמידין דה נובו בטפילים גורם למוות של תאים אלה בגלללטפיל המלריה אין מסלול להצלת פירמידין, מה שהופך את הטפיל לפגיע לעיכוב על ידי DHODH.81 DSM190 ו-DSM265 הם מעכבים סלקטיביים של האנזים DHODH הטפיל, שנמצא כעת בשלב 2 ניסויים קליניים. P218 הוא מעכב DHODH יעיל נגד כל pyrimethamine זנים עמידים כרגע בשלב 1.KAF156 (Ganaplacide) נמצא כעת בניסוי קליני שלב 2b עם פנילפלואורנול.82
איזופרנואידים נדרשים לשינוי שומנים פוסט-תרגום של חלבונים ושכפול א-מיני של Plasmodium falciparum. איזופרנואידים מסונתזים מ-5 פחמן הקדמה isopentyl diphosphate (IPP) או האיזומר שלו, dimethylallyl diphosphate (DMAPP), על ידי אחד משני מסלולים עצמאיים. Mevalon מסלול ומסלול 2C-methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP). ברוב המיקרואורגניזמים, שני המסלולים הללו סותרים זה את זה. חיידקים ופלסמודיום פלציפארום תלויים לחלוטין במסלול MEP, בעוד שבני אדם אינם. לכן, אנזימים ב- מסלול MEP נחקר כיעדים טיפוליים פוטנציאליים חדשים. Plasmodium falciparum 1-deoxy-xylulose-5-phosphate reductoisomerase (pfDxr) מזרז את השלב המגביל את הקצב במסלול MEP, מה שהופך את אנזים טפיל זה ליעד מבטיח לפיתוח תרופות חדשות נגד מלריה .83,84 מעכבי PfDXR מעכבים את Plasmodium falciparum. Plasmodium falciparum גדל ואינו רעיל לתאים אנושיים. PfDXR הוא יעד חדש פוטנציאלי בפיתוח תרופות נגד מלריה.83 Fosmidomycin, MMV019313 ו-MMV008138 מעכבים DOXP reductoisomerase, אנזים מפתח של מסלול DOXP שחסר בבני אדם.מכיוון שעיכוב של פרנילציה של חלבון בפלסמודיום משבש את הצמיחה של טפילים א-מיניים פוטנציאליים58.
חלבונים פרניליים ממלאים תפקידים מכריעים במגוון תהליכים תאיים כולל סחר שלפוחית, העברת אותות, ויסות של שכפול DNA וחלוקת תאים. שינוי זה לאחר תרגום מקל על הקישור של חלבונים תוך-תאיים לממברנות ומקל על אינטראקציות חלבון-חלבון.Farnesyltransferase מזרז את העברה של קבוצת פרנסיל, יחידת שומנים איזופרנואידים עם 15 פחמן, מפרנסיל פירופוספט לקצה ה-C של חלבונים המכילים את מוטיב CaaX.Farnesyltransferase הוא יעד חדש ומבטיח לפיתוח תרופות אנטי מלריה מכיוון שהעיכוב שלו הורג את הטפיל.86
בעבר, התפתחות העמידות לטפילים על ידי מעכב farnesyltransferase BMS-388,891 tetrahydroquinoline הראתה מוטציות בחלבון של תחום קושרי המצע הפפטידי. בבחירה של טטרהידרוקינולין אחר עם BMS-339,941, נמצאה מוטציה ב-pocketho pyrophasyl binding. .במחקר אחר נמצאו מוטציות בתת-יחידת הפרנסילטרנספראז בטא של זן עמיד ל-MMV019066 של P. falciparum. מחקרי מודלים הראו שהמוטציה מעוותת את אתר האינטראקציה המרכזי של המולקולה הקטנה עם האתר הפעיל של הפרנסילציה, וכתוצאה מכך עמידות לתרופות .87
אחת המטרות המבטיחות לפיתוח תרופות חדשות היא חסימת הריבוזום P. falciparum, כמו גם חלקים אחרים של מנגנון התרגום האחראי על סינתזת חלבון.למיני פלסמודיום יש שלושה גנומים: גרעין, מיטוכונדריה ואקרופלסטים (משאריות כלורופלסטים). כל הגנומים דורשים מכונות תרגום כדי לתפקד. למעכבי סינתזת חלבונים יש הצלחה קלינית משמעותית כאנטיביוטיקה יעילה. לדוקסיציקלין, קלינדמיצין ואזיתרומיצין יש תועלת טיפולית אנטי מלריה מכיוון שהם מעכבים את הריבוזומים במיטוכונדריה הטפילים ובאפלסטופלסטים, מה שהופך את האברונים הללו לבלתי פעילים.88 ריבוזום P. falciparum תופס נקודת ביניים אבולוציונית בין פרוקריוטים לאאוקריוטים, מבדיל אותו בצורה ניכרת מהריבוזום האנושי ובכך מספק מטרה חדשה ומבטיחה וחשובה. גורם התארכות פלסמודיום פלציפארום 2 (pfEF2) הוא מרכיב של הריבוזום התלוי ב-GTP של ריבוזומים לאורך בלגןenger RNA והוא חיוני לסינתזת חלבון באאוקריוטים.PfEF2 בודד כיעד חדש לפיתוח תרופות נגד מלריה.87,89
עיכוב סינתזת חלבון קח את הגילוי של sordarin, מוצר טבעי החוסם באופן סלקטיבי סינתזת חלבון פטרייתי על ידי עיכוב גורם התארכות אוקריוטי שמרים 2. באופן דומה, M5717 (לשעבר DDD107498), מעכב סלקטיבי של 80S ריבוזום PfEF, נמצא כעת באינטראקציה פאזה 2. 1 מחקרים, המאמתים את הפוטנציאל של PfEF2 כמטרה יעילה לתרופות נגד מלריה.88,90
המאפיינים העיקריים של מלריה חמורה הם תפיסת אריתרוציטים נגועים בטפיל, דלקת וחסימה של מיקרו-וסקולטורה. Plasmodium falciparum משתמש בהפארן סולפט כשהוא נצמד לאנדותל ולתאי דם אחרים, מה שגורם לחסימת זרימת הדם. עיכוב תאים חריגים אלה ופתוגן -אינטראקציות בין תרופתיות משחזרות זרימת דם חסומה ומשפיעה על צמיחת טפילים.91
מספר מחקרים הראו שלסבופרין, פוליסכריד נוגד הדבקה העשוי מהפרין, יש השפעות מחסלות אנטי-טרומבין. סווופרין מעכב פלישת מרוזוייט לאדרציטים, קשירה של אריתרוציטים נגועים לאריתרוציטים לא נגועים ונגועים לתאים אריתרוציטים וסקולריים, וקשירה לתאים וסקולריים. למבנה קושר הפראן סולפט חוץ-תאי N-טרמינלי של Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1, Duffy-binding-like domain 1α (DBL1α), ונחשב כגורם חשוב בסילוק אריתרוציטים נגועים.92,93 כמה טבלה 2 מסכמת ניסויים קליניים בשלבים שונים.