Leishmania-loisen atomitason tutkimus voi avata väylän uusille lääkkeille
Leishmania-alkueläimen tutkimus paljastaa, miten solujen tukirangan säätely on kehittynyt evoluution myötä. Tutkimus avaa myös uusia mahdollisuuksia kehittää lääkemolekyylejä sekä Leishmania- että Trypanosoma-alkueläimiä vastaan.  . 

Paarmojen levittämät Leishmania-alkueläimet ovat loisia, jotka aiheuttavat sairauksia erityisesti tropiikissa.  Tällä hetkellä saatavilla olevilla leishmanian vastaisilla lääkkeillä on sivuvaikutuksia, ja lisäksi loiset ovat kehittäneet vastustuskykyä lääkkeille. 

 Tämän takia tarvitsemme uusia, täsmällisempiä lääkkeitä leishmaniaasia vastaan. Loisten aktiini-proteiiniin sitoutuvat yhdisteet saattaisivat olla hyviä kandidaatteja, sanoo akatemiaprofessori Pekka Lappalainen Helsingin yliopiston Biotekniikan instituutista.  

Evolutiivisesti leishmaniat ovat noin miljardin vuoden päässä ihmisestä. Niiden soluissa on ihmisten tapaan aktiini-nimisestä proteiinista koostuva tukiranka, mutta sekä leishmanioiden aktiini että aktiinia säätelevät proteiinit eroavat merkittävästi ihmisen vastaavista proteiineista. 

Helsingin yliopistossa ja ranskalaisessa Jacques Monod -instituutissa tehty tutkimus valaisee, miten Leishmania major -lajin solujen aktiinitukirangan säätely toimii. 

Ihmisen aktiinitukiranka tuottaa voimaa esimerkiksi solun liikkumiselle, muodonmuutoksille ja ravinteiden sisäänotolle, kun taas leishmanian aktiinitukiranka näyttää osallistuvan pääasiassa vain ravinteiden sisäänottoon, kertoo Lappalainen. 

Nature Communications lehdessä julkaistussa tutkimuksessa leishmanian aktiinisäikeet osoittautuivat paljon dynaamisemmiksi kuin ihmisen solujen aktiinisäikeet. Aktiinin atomitason rakenteen selvittäminen paljasti nopean dynamiikan taustalla olevat molekyylitason mekanismit. 

  Evoluution myötä aktiinitukiranka muuttui monissa eliöissä monimutkaisemmaksi ja tuotti voimaa useampiin erilaisiin solun toimintoihin. Tämä todennäköisesti johti aktiinisäikeiden muuttumiseen vakaammiksi ja samanaikaisesti useiden erilaisten aktiinisäikeiden dynamiikkaa säätelevien proteiinien kehittymiseen, kertoo tutkimuksen päätekijä Tommi Kotila Helsingin yliopistosta. 

Tämä tutkimus on perustutkimusta, joka on kaiken yliopistossa tehtävän tieteellisen tutkimuksen perusta. Perustutkimuksessa tutkitaan jonkin asian ilmiötä tai toimintaa ja siksi se kasvattaa tieteellistä ymmärrystä tutkimuskohteesta. Perustutkimus ei johda suoraan arkielämän sovellukseen, mutta siitä voi kuitenkin syntyä tieteellinen läpimurto.  

 

Alkuperäinen julkaisu:  

 Kotila T, Wioland H, Selvaraj M, Kogan K, Antenucci L, Jégou A, Huiskonen JT, Romet-Lemonne G, Lappalainen P. (2022): Structural basis of rapid actin dynamics in the evolutionarily divergent Leishmania parasite. Nat Commun. 13(1):3442. doi: 10.1038/s41467-022-31068-y.