研究人員開發出對抗瘧疾抗藥性的新方法
研究人員將青蒿素和香豆素這兩種植物萃取物結合在一起,開發了突破性的自發性螢光化合物。這項創新可以在活細胞中精確成像,並證明對抗藥性瘧疾病原體,尤其是惡性瘧原蟲有效。這些自發性螢光雜交種的開發,可以在不改變其有效性的情況下進行觀察,在對抗抗藥性瘧疾方面邁出了重要一步。
瘧疾仍然是全球最致命的傳染病之一。抗藥性瘧原蟲的出現要求我們不斷開發新的藥物。
Svetlana B. Tsogoeva 教授領導的埃爾蘭根-紐倫堡弗里德里希-亞歷山大大學(Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg,FAU)的研究小組現已將抗瘧疾藥物青蒿素與香豆素(與與青蒿素一樣,香豆素也存在於植物中)結合在一起,並從這兩種生物活性物質中開發出一種自發性螢光化合物。
這種自發性螢光尤其具有優勢,因為它可用於活細胞成像,並能以精確的時間順序顯示藥物是如何運作的。工作小組還發現,自發性螢光的青蒿素-香豆素混合物能夠消滅一種名為棕櫚瘧原蟲的抗藥性瘧疾病原體。他們將研究結果發表在《化學科學》雜誌。
青蒿素是從一種名為黃花蒿(Artemisia annua L.)的植物中提取的一種高效、常用的瘧疾藥物成分。香豆素是一種次生植物化合物,存在於多種植物中。
在開發抗瘧疾藥物的過程中,活性物質會被貼上螢光標籤,以便利用成像技術,按照精確的時間順序確定它們是如何對瘧疾病原體發揮作用的。青蒿素已經使用了這種螢光標記。
不過,使用螢光物質標記的一大缺點是會改變藥物的作用方式。例如,這意味著在某些情況下,感染瘧疾的細胞在螢光標記後對青蒿素等藥物的吸收與之前不同。
藥物的溶解度也會改變。自發螢光混合物的開發避免了這個問題,這種混合物由兩種或兩種以上的基本化合物組成,本身俱有螢光,其作用模式可透過成像技術精確觀察。
有機化學教席的Tsogoeva 教授領導的團隊決定將青蒿素與生物活性香豆素結合起來,因為香豆素衍生物也具有抗瘧疾特性。香豆素衍生物還可以很容易地進行化學變化,使其具有極強的螢光性。
研究人員發現,在感染了惡性瘧原蟲的活紅血球中,不僅可以觀察到這種首創的自發性螢光青蒿素-香豆素混合物的作用模式,而且還可以觀察到青蒿素-香豆素混合物的生物活性。
Barbara Kappes 教授(巴西聯邦大學化學與生物工程系)和Diogo RM Moreira 博士(巴西巴伊亞州Fiocruz 市Gonçalo Moniz 研究所)共同發現,這種活性製劑在體外(試管內)對惡性瘧原蟲菌株非常有效,而這些菌株對氯奎和其他瘧疾藥物具有抗藥性。最重要的是,這種新化合物在小鼠模型體內對瘧疾病原體也非常有效。
隨著首個自發性螢光青蒿素-香豆素混合物的問世,FAU 的研究人員希望他們已經為開發更多治療瘧疾的自發性螢光藥物奠定了基礎,並在克服治療瘧疾的多重抗藥性方面取得了重大進展。