新的突破使生物学家能够成长和测试患有疟疾的休眠形式

在这张图像中，四种疟原虫寄生虫已经入侵人肝细胞。三个寄生虫在右下方的寄生虫上发展，是一种休眠的催眠，直到它的再激活仍然很小。图像：别脉压

根除疟疾的最大障碍之一是寄生虫的休眠形式，潜伏在一些患者的肝脏中。这种休眠形式对大多数抗疟疾药物耐药，可重现月份或几年后，导致疾病复发。

疟疾研究人员对这些休眠寄生虫的生物学知之甚少，因此难以开发针对它们的药物。在一个可以帮助科学家发现新药的进步中，麻省理工学院研究人员已经表明，他们可以在工程化的人肝组织中养殖幼儿寄生虫几周，让他们密切研究寄生虫如何变得休眠，它可能有什么脆弱性，以及它的漏洞泉水回到生机。

在验证他们成功培养寄生虫的休眠形式后，研究人员表明，它们还可以序列其RNA并测试其对已知和新的抗疟药的反应 - 这两个都是寻找消除疾病的方法的重要步骤。

“经过10年的辛勤工作，我们能够种植生物体，表明它具有所有功能性的标志，对其进行药物屏幕，并报告这种难以捉摸的形式的第一个转录组。我非常兴奋，因为我相信它将打开休眠基本生物的大门以及更好的药物的可能性，“John和Dorothy Wilson of Health Sciences和技术和电气工程和电脑教授Sangeeta Bhatia说科学。Bhatia也是麻省理工学院梭科学综合癌症研究所和医学工程研究所和科学研究所的成员，以及该研究的高级作者。

Nil Gural是哈佛大学卫生科学和技术计划中的博士生，是本文的第一个作者，它出现在2月22日的杂志宿主和微生物中。

麻省理工学院研究人员捕获了疟疾寄生虫的视频从感染的细胞中萌芽。在此图像中，寄生虫准备从细胞中出现。（别射刺）

几分钟后，寄生虫已经从受感染的细胞中出现。（别射刺）

持续的感染

大多数人类疟疾病例是由两种寄生虫种类之一引起的，疟原虫疟原虫疟原虫疟原虫。卓越的vivax，同时致命，产生称为催眠的休眠形式（所谓的，因为它们是“催眠”），并且可以导致反复化感染。

1991年，西南太平洋的一个小岛屿的Aneityum被选为一个网站，以测试消除疟疾的可能措施。研究人员喷洒在整个岛屿上的蚊子幼虫和供应床网和疟疾药物。这些努力导致了一年的完全消除了Falciparumwithin。相比之下，消除五年时间才能消除vivax。

“这种休眠形式被视为根除的关键障碍，”Bhatia说。“通过杀死血液中的所有寄生虫，可以对疟疾疟疾的症状进行治疗，但如果催眠素在某人的肝脏中徘徊，这些形式可以重新激活并重新采用患者的血液。如果蚊子出现并养血，那么这个循环重新开始。所以，如果我们想根除疟疾，我们必须根除催眠岩。“

唯一可以杀灭催眠的现有药物是初步喹，但这种药物不能用于大规模根除运动，因为它导致血细胞破裂，具有一定的酶缺乏的人。

当世界卫生组织和比尔和梅林达盖茨基金会呼吁重新努力消除疟疾的重新努力，每年感染超过2亿人并在2015年损失了429,000人的重新努力，这一问题致意识到这一问题。她的实验室正在使用特殊的微图案表面，这些表面可以生长，围绕支持细胞包围。这种架构创造了一种微环境，其中人类肝细胞与他们在人类中的方式相同的方式，使得更容易建立，维护和研究肝脏感染。

最初利用这种技术的Bhatia来模拟肝炎感染，意识到它也很适合研究疟疾的肝脏阶段。她和她的疟疾团队铅，桑德拉3月，开始使用血清，菌株可以在实验室设置中培养，发现寄生虫在这些肝脏组织中生长的血液中相同的生命循环在自然感染中。他们还发现该系统可用于测试对实验疟疾疫苗的反应。

在此成功之后，Bhatia的实验室开始与vivax一起工作。将寄生虫感染的蚊子进入美国的努力是不成功的，因此普拉肯的领先作者反复前往泰国的合作者Jetsumon Prachumsri的实验室，以获得来自受感染患者的样品并在那里进行实验。

研究人员展示了它们的新技术，他们可以生长哌啶的寄生虫的少量形式：持久性，对原始敏感性的敏感性，以及在几周后“醒来”的能力。

新药物目标

一旦研究人员有信心这些形式实际上是催眠，他们就开始做一些进一步的研究。首先，他们现在在开发中获得了六个候选抗疟疾，并测试了对抗vivaxsamples的活动。他们发现他们都不能杀死已建立的催眠，这是他们基于临床试验所期望的。他们现在计划测试更大的新化合物，与非营利性群体用于疟疾企业的非营利组药物，这是成千上万的候选人的集合。

麻省理工学院团队在科赫研究所和广大哈佛大学和麻省理工学院提供科学家的科学家们，并进行了催眠术转录组的第一个测序。在之前，没有人能够在催眠术处密切看，并且RNA测序显示，正如预期的那样，休眠形式没有转录沉默，而是表达不同基因的不同子集，而不是在活跃的同行中发现的那些。

“这是一个非常令人兴奋的研究，”里斯本大学分子医学研究所执行董事Maria Mota说。“它不仅提供了复制Schizonts和Hypnozoites的第一个转录比较表征。 vivax，但最重要的是展示了Anin vitroplatform在没有使用动物的情况下研究催眠素的可行性。“

在未来的研究中，Bhatia与其他麻省理工学院实验室合作，计划使用单细胞RNA测序来鉴定基因特征以揭示控制催眠休眠和再激活的信号通路。研究人员还将研究感染肝细胞的基因表达的相应变化。这种方法可以产生专门针对寄生虫的休眠形式的潜在的新药物候选者，使这些领域更接近其根除疟疾的目标。研究人员还希望鉴定可用于诊断具有其他不可检测的休眠感染的患者的生物标志物。

该研究由Bill和Melinda Gates基金会，广泛的哈佛大学和麻省理工学院提供资金，以及国家癌症研究所的Koch Institute支持批准。

出版物：Nil脉冲等，等，“体外培养，药物敏感性和疟原虫催眠的转录组，”细胞宿主和微生物，2018; DOI：10.1016 / J.CHOM.2018.01.002