Μελέτη επιλεγμένων φωσφατασών του παρασίτου Leishmania donovani ως πιθανών λοιμογόνων παραγόντων και στόχων αντιλεϊσμανιακών φαρμάκων

Οι Λεϊσμανιάσεις είναι ομάδα χρόνιων παθήσεων που προκαλούνται όταν είδη των πρωτοζωικών παρασίτων Leishmania (μέλη της οικογένειας των κινετοπλαστιδών) μεταδοθούν σε θηλαστικά ζώα ή στον άνθρωπο με τσίμπημα σκνίπας (Lutzomyia ή Phlebotomus). Η χορήγηση χημειοθεραπευτικής αγωγής σε ανθρώπους και κατοικίδια ζώα που νοσούν είναι δύσκολη και σταδιακά αναποτελεσματική λόγω της εμφάνισης ανθεκτικότητας στα φάρμακα από τη μεριά του παρασίτου. Η ανάγκη για νέα και πιο αποτελεσματικά αντιλεϊσμανιακά φάρμακα είναι επείγουσα και η αναγνώριση νέων φαρμακευτικών στόχων αποτελεί ισχυρή πρόκληση για την βιοϊατρική έρευνα. Μια υποψήφια ομάδα μοριακών στόχων για την ανάπτυξη αναστολέων είναι οι φωσφατάσες του παρασίτου.

Ιn silico aνάλυση των αλληλουχιών του συνόλου των φωσφατασών (phosphatome) από τρεις κινετοπλαστίδες (Brenchley et al. 2007) έδειξε ότι στο γονιδίωμα των παρασίτων υπάρχουν ορθόλογα αρκετών φωσφατασών που έχουν βρεθεί σε άλλους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπου. Είναι ενδιαφέρον όμως ότι αρκετές από αυτές τις φωσφατάσες των κινετοπλαστιδών έχουν διαφορές στα δομικά χαρακτηριστικά και ασυνήθιστους συνδυασμούς δομικών στοιχείων που προτείνει διακριτούς λειτουργικούς ρόλους, κάτι που αναμένει πειραματική διερεύνηση. Μια ενδιαφέρουσα διαφορά με άλλα ευκαρυωτικά phosphatomes είναι ο μεγάλος αριθμός άτυπων φωσφατασών (atypical phosphatases, περισσότερες από το ένα τρίτο των φωσφατασών), οι περισσότερες από τις οποίες ανήκουν στην κατηγορία των φωσφατασών διπλής εξειδίκευσης (dual-specificity phosphatases, DSPs) και δείχνουν σημαντική απόκλιση από τις κλασσικές DSPs στην οργάνωση των δομικών τους στοιχείων και στην αλληλουχία των αμινοξέων στο καταλυτικό τους κέντρο.

Έχουμε ξεκινήσει μελέτη πάνω σε υποθετικές aDPs λιπιδίων από το παράσιτο Leishmania donovani με αρχική εστίαση σε δύο φωσφατάσες ορθόλογες της φωσφατάσης MptpB (παράγοντας μολυσματικότητας του Mycobacterium tuberculosis). Και οι δύο ανήκουν σε μια κατηγορία φωσφατασών φωσφοϊνοσιτιδίων που πρόσφατα περιγράφηκε (Beresford et al. 2010) σε βακτήρια και κατώτερα ευκαρυωτικά. Φωσφατάσες φωσφοϊνοσιτιδίων από βακτηριακά παθογόνα που ρυθμίζουν το μεταβολισμό συγκεκριμμένων φωσφοϊνοσιτιδίων στα κύτταρα-ξενιστές αποτελούν ελκυστικούς στόχους για χημειοθεραπεία, κάτι που δεν έχει ακόμα διερευνηθεί για πρωτοζωικά παράσιτα.

Μια άλλη ενδιαφέρουσα οικογένεια φωσφατασών είναι οι όξινες φωσφατάσες ιστιδίνης. Μελετούμε μια όξινη μεμβρανική φωσφατάση ιστιδίνης από το παράσιτο Leishmania donovani, με εξωκυττάρια δράση (LdMAcP, GenBank: AF149839.1), ένα μόριο σχετικά συντηρημένο στην οικογένεια των τρυπανοσωματιδών (Sacharian et al. 2003). Λόγω της εξωκυττάριας δράσης του το ένζυμο αυτό θα μπορούσε να είναι σημαντικό στην αλληλεπίδραση του παρασίτου με τους ξενιστές του (ασπόνδυλο ή σπονδυλωτό ξενιστή). Επιφανειακοί παράγοντες του παρασίτου είναι εν δυνάμει μολυσματικοί παράγοντες, καθώς μπορούν να τροποποιήσουν τους μηχανισμούς άμυνας του ξενιστή ή να λειτουργήσουν στην πρόσληψη θρεπτικών συστατικών. Γενικός στόχος μας είναι η αναγνώριση διακριτών μοριακών και λειτουργικών χαρακτηριστικών του ενζύμου αυτού που θα είναι πολύτιμα στο σχεδιασμό εκλεκτικών αναστολέων με δυνητική θεραπευτική αξία.

Brenchley R, Tariq H, McElhinney H, Szoor B, Huxley-Jones J, Stevens R, Matthews K, Tabernero L. (2007). The TriTryp phosphatome: analysis of the protein phosphatase catalytic domains. BMC Genomics, 8:434

Beresford NJ, Saville C, Bennett HJ, Roberts IS, Tabernero L. (2010). A new family of phosphoinositide phosphatases in microorganisms: identification and biochemical analysis. BMC Genomics, 11:457

Shakarian AM, Joshi MB, Yamage M, Ellis SL, Debrabant A, Dwyer DM. (2003). Members of a unique histidine acid phosphatase family are conserved amongst a group of primitive eukaryotic human pathogens. Mol Cell Biochem. 245:31

Ομιλήτρια: Χ. Μπολέτη
Ερευνήτρια Β, Ομάδα Ενδοκυττάριου Παρασιτισμού, Τμήμα Μικροβιολογίας & Μονάδα Φωτονικής Μικροσκοπίας, Ελληνικό Ινστιτούτο Παστέρ
Ώρα: Πέμπτη, 21 Μαρτίου 2013, 11:00