Кошачья двуустка, вызывающая описторхоз у жителей Западной Сибири, хоть и называется паразитом, в чем-то похожа на супергероя, пусть и недоброго. Она неуловима, непобедима, обладает убийственным оружием и суперспособностями, — если эти «волшебные силы» у нее отнять, то можно использовать их в интересах добра (то есть для создания лекарств). О том, как это возможно, рассказали в лаборатории молекулярной генетики описторхид ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН».
Описторхоз, распространенный среди жителей Западной Сибири, вызван паразитированием плоских червей Opisthorchis felineus (кошачья двуустка), которые обитают в реках Обь-Иртышского бассейна. Заражение происходит при употреблении в пищу рыб семейства карповых, прошедших недостаточную термическую обработку или засолку. Особенно высок риск заболеть на севере Тюменской области и в Ханты-Мансийском автономном округе.
По данным Роспотребнадзора, в Новосибирске выявляется 100—127 случаев этого заболевания на 100 тысяч человек в год. По мнению ученых, эти цифры сильно занижены. Многие просто не знают о своей проблеме, поэтому не обращаются за помощью и не проходят диагностику, — разумеется, их в статистике нет.
В одном из регионов Западной Сибири ученые Сибирского государственного медицинского университета проводят эпидемиологическое исследование: они посетили несколько деревень и проверили каждого жителя на описторхоз. По предварительным данным, в поселениях, расположенных на берегах рек, этим заболеванием заражено около 50 % людей. В крупных городах, таких как Новосибирск и Томск, процент заболеваемости не столь высокий. Однако ученые уверены: это точно не те цифры, что нам показывает Роспотребнадзор.
«В семействе Opisthorchiidae, помимо Opisthorchis felineus есть еще два вида — Opisthorchis viverrini и Clonorchis sinensis. Один из них распространен в Таиланде и Лаосе, а другой — в Китае и Корее. Международным агентством по исследованию рака эти два вида признаны биологическими канцерогенами. То есть в тех регионах, где люди заражены описторхозом, выше заболеваемость онкологией— а именно, раком печени, холангиокарциномой. Что же касается сибирского описторха, к сожалению, таких масштабных исследований не проводилось», — рассказывает старший научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН доктор биологических наук Мария Юрьевна Пахарукова.
Все три вида семейства Opisthorchiidae похожи внешне и по своим генетическим характеристикам, однако все-таки не идентичны. Результаты, полученные для одного, нельзя автоматически экстраполировать на другой. «Мы начали исследование по молекулярной генетике и биологии описторха больше десяти лет назад, в 2014 году появился международный консорциум по исследованию описторхоза, включающий экспертов из разных стран. Когда мы начинали эту работу, молекулярная биология сибирской двуустки была совершенно неизвестна. Вся информация бралась из данных, полученных на других видах, что совершено неправильно, поскольку наши описторхи обладают своей спецификой,— отмечает Мария Пахарукова. — Только в этом году расшифровка генома Opisthorchis felineus была закончена (мы сделали это совместно с коллегами из Москвы и Китая, но финальная сборка осуществлялась в ФИЦ ИЦиГ СО РАН)».
Эпителиальные клетки желчного протока печени, измененные описторхозом
Изучать геном паразита важно, во-первых, для того, чтобы улучшить диагностику описторхоза. Сейчас она осуществляется методом дуоденального зондирования (когда в организм пациента через горло помещают зонд и с его помощью собирают желчь, которую потом исследуют на наличие яиц паразитов). Эта методика трудозатратна, болезненна для пациента и не всегда дает хорошие результаты. При таком анализе не каждый раз удается получить желчь, а яйца кошачьей двуустки можно перепутать с яйцами других паразитов. Возможно, скоро появится альтернатива. На основе генетических исследований описторхов при участии ФИЦ ИЦиГ СО РАН был разработан диагностический тест — он позволяет достаточно точно определить наличие ДНК кошачьей двуустки и некоторых других паразитов в кале пациента. Этот тест уже получил все необходимые сертификаты и теперь внедряется на территории ФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины.
Во-вторых, при изучении генома ученые надеются найти молекулярные мишени, воздействуя на которые можно было бы усилить действие основного препарата для лечения описторхоза, — им в настоящее время является «Празиквантел». «То есть мы фактически говорим о комбинаторной терапии, о том, что один препарат может усиливать действие другого. Лучше, чтобы это было не какое-то новое средство, а уже известное, применяющееся в практике, — рассказывает Мария Пахарукова. — Сейчас это направление очень популярно в мировой науке. Есть огромные библиотеки различных веществ и препаратов, которые проходят скрининг на эффективность в лечении других болезней. Однако чтобы знать, из чего выбирать, нужно представлять, как устроен метаболизм описторха, какие у него есть молекулярные мишени для потенциального воздействия». Одной из таких мишеней был выбран цитохром (фермент) Р450, который у паразитов сильно отличается от человеческого. Ученым удалось подобрать препараты, которые могут стать его ингибиторами, и показать их антигельминтную активность.
Сложность лечения описторхоза в том, что кошачья двуустка обитает в желчных протоках печени, выстланных эпителием. Желчь — довольно агрессивная среда (организму даже приходится защищать от нее печень), поэтому описторх очень хорошо защищен от воздействия агрессивных желчных кислот, а вот лекарственному средству добраться до паразита трудно.
«Описторхоз приводит к канцерогенным воздействиям только в небольшом проценте случаев (примерно 1 %), и то после длительной инфекции порядка 15—20 лет. К сожалению, эти данные очень приблизительные, поскольку они получены для близкородственных видов, таких исследований для кошачьей двуустки не проводилось, — рассказывает Мария Пахарукова . — Мы показали, что она действует как митоген, вызывающий постоянное деление холангиоцитов (клеток эпителия желчных протоков печени). Если в норме эпителий желчных протоков должен быть однорядным, то у зараженного паразитом человека он начинает нарастать в 10—20 рядов. Клетки наползают друг на друга, теряют свою морфологию, форму, положение ядра — это состояние называется неоплазией второго и третьего типов, или преканцерогенными изменениями. Такая картина наблюдается в 100 % случаев описторхоза». Когда на эти эффекты накладывается хроническое воспаление, генетическая предрасположенность либо какие-то канцерогенные факторы из внешней среды, у человека может развиться онкология.
Ученые ФИЦ ИЦиГ СО РАН изучают механизмы развития преканцерогенного действия описторха, чтобы не дать патологии перейти в рак. Так, младший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики описторхоза Оксана Геннадьевна Запарина показала, что при описторхозе также очень активно начинают образовываться свободные радикалы и наблюдается большое количество окислительных повреждений ДНК и липидов, что говорит о повышенном окислительном стрессе. Исследовательница попробовала нивелировать этот эффект с помощью известных антиоксидантов. Хороший результат продемонстрировали популярные сейчас антиоксиданты ресвератрол (содержится в винограде, красном вине), SkQ1 (ионы Скулачёва). Хотя в целом инфекция описторхоза сохраняется, структура эпителия печени становится намного лучше. Ученые подчеркивают: не стоит воспринимать эту информацию как руководство к действию, препараты еще требуют дальнейших многоступенчатых исследований.
Парадоксально, но факт: изучать описторха важно и для того, чтобы перенять некоторые его полезные качества. «Представьте, паразитический организм внедрился в большой организм человека, и тот в течение 10—20 лет не может с ним ничего сделать, хотя и обладает иммунной системой, позволяющей бороться со многими заболеваниями. Существует что-то, позволяющее описторху хорошо адаптироваться в организме человека, модулировать иммунный ответ хозяина, — например, не допускать острого воспаления, которое может угрожать жизни хозяина, — рассказывает Мария Пахарукова. — Если удастся понять, как именно описторх приспосабливается, то станет возможно использовать какие-то его белки или метаболиты, получать их рекомбинантным способом (то есть в пробирке), очищать и создавать на их основе лекарства».
Например, показано, что кошачья двуустка увеличивает деление клеток в 17 раз. Если бы удалось «вытащить» этот активный элемент, то с его помощью можно было бы лечить повреждения эпителиальных тканей. Способность описторха подавлять острый иммунный ответ пригодилась бы для лечения некоторых аутоиммунных заболеваний. «У таких исследований большой потенциал. На мой взгляд, интересно и полезно взять на вооружение как раз опыт длительного выживания паразитического организма в человеке», — утверждает исследовательница.
Диана Хомякова
Фото предоставлено исследователями, инфографика управления информационной политики ТГУ
