含 1H - 吲唑的钌配合物 FOR0E2 抗克氏锥虫活性的计算机模拟、体外及体内评估:为恰加斯病治疗带来新希望

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Acta Tropica 2.1

编辑推荐:

  恰加斯病由克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)引起,现有药物疗效有限且副作用大。研究人员测试了三种钌配合物对克氏锥虫的作用,发现 FOR0E2 活性最强。它能抑制寄生虫增殖,破坏其结构。这为开发新的抗寄生虫药物提供了可能。

  恰加斯病,这个名字或许对很多人来说有些陌生,但它却是一种严重威胁人类健康的疾病。它主要在拉丁美洲地区流行,悄无声息地侵害着约 600 万到 700 万人的身体,每年还会夺走 1.2 万人的生命,更有 7500 万人面临着被感染的风险。目前,针对恰加斯病,还没有可以预防的疫苗,而现有的治疗药物,比如苯并硝唑(benznidazole)和硝呋莫司(nifurtimox),虽然在疾病的急性期有一定效果,但到了慢性期,疗效就大打折扣,还会引发恶心、呕吐、厌食和神经病变等副作用,使得很多患者不得不中断治疗。而且,克氏锥虫(Trypanosoma cruzi)的菌株具有遗传多样性,分为七个离散分型单元(Discrete Typing Units,DTUs),不同菌株对药物的反应也不一样,这无疑给治疗增加了难度。
面对这些难题,科研人员一直在努力寻找新的解决办法。来自未知研究机构的研究人员把目光投向了金属配合物,尤其是钌(Ru)配合物。钌具有独特的性质,它可以模仿铁,降低对哺乳动物细胞的毒性,还能与寄生虫的酶发生反应,并且可以结合不同的配体来增强自身的稳定性和活性。在众多与钌配合的配体中,吲唑因其在一些抗癌药物中发挥重要作用而备受关注。此前研究还发现,含吲唑配体的钌配合物 FOR0E2 对利什曼原虫(Leishmania amazonensis)有抗寄生虫活性。基于这些发现,研究人员开展了一项关于三种钌配合物抗克氏锥虫活性的研究,相关成果发表在《Acta Tropica》上。

研究人员在这项研究中用到了多种关键技术方法。在体外实验中,他们培养了克氏锥虫的不同形态(锥鞭毛体和无鞭毛体)以及哺乳动物细胞系,用于测试配合物的细胞毒性和抗寄生虫活性;在体内实验方面,构建了急性感染的恰加斯病动物模型,通过监测虫血症来评估药物效果;此外,还利用分子对接技术,从计算机模拟层面分析配合物与锥虫硫醇还原酶(trypanothione reductase)的相互作用,探究潜在作用机制 。

下面来看看具体的研究结果:

  1. 细胞毒性与抗锥鞭毛体活性:研究人员首先评估了三种配合物 FOR020、FOR022 和 FOR0E2 对 MRC - 5 和 H9c2 哺乳动物细胞系的细胞毒性,以及对锥鞭毛体的杀锥虫活性。结果发现,FOR020 和 FOR022 在不同处理时间(24 小时和 72 小时)下对哺乳动物细胞都没有明显的细胞毒性(CC50>50 μM)。而 FOR0E2 在 72 小时处理时,对成纤维细胞和心肌细胞表现出轻微的细胞毒性,CC50值分别为 24.5 μM 和 17.7 μM 。不过,在这三种配合物中,只有 FOR0E2 对克氏锥虫的锥鞭毛体有抑制活性。
  2. FOR0E2 对不同菌株锥鞭毛体的抑制效果:FOR0E2 对不同菌株的锥鞭毛体抑制效果显著。它对 Y、Tulahuen 和 Colombian 菌株的锥鞭毛体的 IC50值分别为 0.3 μM、0.4 μM 和 0.6 μM,而苯并硝唑在相同条件下,对这三种菌株的 IC50值分别为 12.5 μM、2.17 μM 和 13.6 μM ,这表明 FOR0E2 的抑制效果明显优于苯并硝唑。
  3. FOR0E2 对无鞭毛体的作用:FOR0E2 在体外还能显著抑制 Y 菌株无鞭毛体的增殖,这进一步证明了它对克氏锥虫不同形态都有抑制作用。
  4. 寄生虫形态和结构变化:通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察发现,经 FOR0E2 处理后的寄生虫,线粒体和核 DNA 等重要结构出现了形态和结构上的损伤,这一结果也得到了流式细胞术的证实,说明 FOR0E2 可能通过破坏寄生虫的关键结构来发挥作用。
  5. 分子对接结果:分子对接研究显示,FOR0E2 与锥虫硫醇还原酶之间存在强烈的相互作用。锥虫硫醇还原酶是寄生虫抗氧化防御系统的关键组成部分,这暗示着 FOR0E2 可能通过抑制该酶的活性,影响寄生虫的抗氧化能力,进而发挥抗寄生虫作用。
  6. 体内实验结果:在急性感染模型中,FOR0E2(20 mg/kg)能使虫血症降低 36.7%,虽然与苯并硝唑(100 mg/kg)使虫血症降低 100% 相比还有差距,但也证明了 FOR0E2 在体内同样具有抗寄生虫活性。

综合研究结果和讨论部分来看,FOR0E2 展现出了强大且具有选择性的抗寄生虫活性,无论是对克氏锥虫的无鞭毛体还是锥鞭毛体都有显著的抑制作用。它不仅能在体外抑制寄生虫的增殖,破坏其关键结构,还能在体内降低虫血症。从作用机制上看,FOR0E2 可能主要通过破坏寄生虫的线粒体等重要细胞器和结构,诱导寄生虫死亡,并且它与锥虫硫醇还原酶的相互作用也为其抗寄生虫活性提供了有力支持。这项研究为开发新的抗寄生虫药物提供了有价值的参考,FOR0E2 有望成为进一步开发抗寄生虫药物的潜力候选物,为恰加斯病的治疗带来新的希望。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号