dontbemed

Hướng dẫn lâm sàng theo y học chứng cứ

Y tế thế giới

Vô hiệu hóa “vệ sĩ” của bệnh sốt rét: các nhà khoa học nhắm vào hệ thống phòng thủ bí mật của ký sinh trùng

Taking down malaria’s bodyguards: scientists target parasite’s secret defence system

Vô hiệu hóa “vệ sĩ” của bệnh sốt rét: các nhà khoa học nhắm vào hệ thống phòng thủ bí mật của ký sinh trùng
Show
Hide
EN – VI
VI – EN

Malaria remains one of the world’s most devastating infectious diseases, claiming more than half a million lives each year. In Africa, the illness is mostly caused by a parasite carried by mosquitoes – Plasmodium falciparum.

Sốt rét vẫn là một trong những bệnh truyền nhiễm tàn khốc nhất thế giới, cướp đi hơn nửa triệu sinh mạng mỗi năm. Tại châu Phi, căn bệnh này chủ yếu do ký sinh trùng lây truyền qua muỗi – *Plasmodium falciparum*.

When the parasite invades the human body, it faces a hostile environment: soaring fevers, attacks from the body’s immune system, and the stress of antimalarial medicines. Yet it can survive, thanks to an internal defence system made up of “helper” molecules known as heat shock proteins.

Khi ký sinh trùng xâm nhập vào cơ thể người, nó phải đối mặt với một môi trường khắc nghiệt: cơn sốt cao, sự tấn công từ hệ miễn dịch của cơ thể và áp lực từ các loại thuốc chống sốt rét. Tuy nhiên, nó vẫn có thể sống sót, nhờ vào một hệ thống phòng thủ nội tại bao gồm các phân tử “trợ giúp” được gọi là protein sốc nhiệt.

Among these, a powerful group called small heat shock proteins act as the parasite’s last line of defence. These molecules behave like tiny bodyguards, protecting other proteins inside the parasite from damage when conditions become extreme. They are the parasite’s emergency rescue team when energy reserves are dangerously low, such as during high fever or exposure to drugs.

Trong số này, một nhóm mạnh mẽ gọi là protein sốc nhiệt nhỏ đóng vai trò là tuyến phòng thủ cuối cùng của ký sinh trùng. Các phân tử này hoạt động như những vệ sĩ tí hon, bảo vệ các protein khác bên trong ký sinh trùng khỏi bị hư hại khi điều kiện trở nên cực đoan. Chúng là đội cứu hộ khẩn cấp của ký sinh trùng khi nguồn năng lượng dự trữ ở mức nguy hiểm, chẳng hạn như trong cơn sốt cao hoặc khi tiếp xúc với thuốc.

In my biochemistry laboratory, we’re looking for ways to disrupt these bodyguards.

Trong phòng thí nghiệm hóa sinh của tôi, chúng tôi đang tìm cách phá vỡ những “vệ sĩ” này.

Master’s student Francisca Magum Timothy and I are using advanced protein-chemistry tools to examine three small heat shock proteins found in the parasite. These share a common core structure but behave differently.

Sinh viên cao học Francisca Magum Timothy và tôi đang sử dụng các công cụ hóa học protein tiên tiến để nghiên cứu ba loại protein sốc nhiệt nhỏ được tìm thấy trong ký sinh trùng. Chúng có chung một cấu trúc lõi nhưng lại hoạt động khác nhau.

We’ve found that they can be chemically disrupted. This marks an exciting direction for malaria research. Instead of directly killing the parasite, the approach focuses on disarming its defences, allowing other treatments or the body’s immune system to finish the job.

Chúng tôi đã phát hiện ra rằng chúng có thể bị phá vỡ bằng hóa chất. Điều này đánh dấu một hướng nghiên cứu thú vị cho việc nghiên cứu sốt rét. Thay vì tiêu diệt trực tiếp ký sinh trùng, phương pháp này tập trung vào việc vô hiệu hóa hệ thống phòng thủ của nó, cho phép các phương pháp điều trị khác hoặc hệ miễn dịch của cơ thể hoàn thành công việc.

The next steps involve finding small, drug-like molecules that can specifically target and disable these parasite proteins without harming human cells. This will require advanced computer modelling, laboratory testing and eventually, studies in animal models to make sure the approach is both effective and safe. If successful, this could lead to a new class of antimalarial drugs that work in a completely different way from current treatments. This is an especially important goal as resistance to existing medicines continues to grow.

Các bước tiếp theo bao gồm việc tìm kiếm các phân tử nhỏ, có tính chất giống thuốc, có thể nhắm mục tiêu và vô hiệu hóa các protein ký sinh trùng này mà không gây hại cho tế bào người. Điều này sẽ đòi hỏi mô hình hóa máy tính tiên tiến, thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và cuối cùng là các nghiên cứu trên mô hình động vật để đảm bảo phương pháp này vừa hiệu quả vừa an toàn. Nếu thành công, điều này có thể dẫn đến một nhóm thuốc chống sốt rét mới hoạt động theo một cách hoàn toàn khác so với các phương pháp điều trị hiện tại. Đây là một mục tiêu đặc biệt quan trọng vì tình trạng kháng thuốc đối với các loại thuốc hiện có tiếp tục gia tăng.

From early laboratory work to developing a drug that could be tested in people will likely take around eight to 10 years, depending on how the candidates perform in each research stage. Still, the discovery of these heat shock protein targets represents a big step forward and offers real hope for more effective, long-lasting malaria control in the future.

Từ công việc phòng thí nghiệm ban đầu đến việc phát triển một loại thuốc có thể thử nghiệm trên người có thể mất khoảng tám đến 10 năm, tùy thuộc vào hiệu suất của các ứng viên ở mỗi giai đoạn nghiên cứu. Tuy nhiên, việc phát hiện ra các mục tiêu protein sốc nhiệt này đại diện cho một bước tiến lớn và mang lại hy vọng thực sự cho việc kiểm soát sốt rét hiệu quả và lâu dài hơn trong tương lai.

Unpacking the mysteries of three proteins

Giải mã bí ẩn của ba loại protein

We found clear differences between the three proteins we tested in the laboratory.

Chúng tôi đã tìm thấy những khác biệt rõ rệt giữa ba loại protein mà chúng tôi đã thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.

One was the strongest and most stable of the trio, the other was more flexible but less stable, and one was the weakest protector.

Một loại là mạnh nhất và ổn định nhất trong bộ ba, loại khác thì linh hoạt hơn nhưng kém ổn định hơn, và loại còn lại là chất bảo vệ yếu nhất.

When tested in stress conditions, all three acted as “molecular sponges”, preventing other proteins from clumping together. That’s a crucial step for the parasite’s survival during fever. But their protective strength varied: one offered the most consistent defence, while the other lost structure more easily.

Khi được thử nghiệm trong điều kiện căng thẳng, cả ba đều hoạt động như “miếng bọt biển phân tử”, ngăn các protein khác kết tụ lại với nhau. Đây là một bước cực kỳ quan trọng để ký sinh trùng sống sót trong cơn sốt. Nhưng sức mạnh bảo vệ của chúng khác nhau: một loại mang lại sự phòng thủ nhất quán nhất, trong khi loại kia dễ bị mất cấu trúc hơn.

These findings suggest that the parasite may rely on a team effort among the three, each taking on a slightly different role during stress.

Những phát hiện này cho thấy ký sinh trùng có thể dựa vào sự phối hợp của cả ba, mỗi loại đảm nhận một vai trò hơi khác nhau trong điều kiện căng thẳng.

So we asked: could natural compounds found in plants disrupt these bodyguards? Our team focused on quercetin, a plant-based flavonoid. Flavonoids are among the compounds that give plants their bright colours, like red in apples, purple in berries, or yellow in lemons. They help protect plants from sunlight, pests and disease. These are abundant in apples, onions and berries. Quercetin is already known for its antioxidant and anti-inflammatory properties. Some studies have already hinted that it might slow down malaria parasites.

Vì vậy, chúng tôi đã tự hỏi: liệu các hợp chất tự nhiên có trong thực vật có thể phá vỡ những “vệ sĩ” này không? Nhóm chúng tôi đã tập trung vào quercetin, một loại flavonoid có nguồn gốc từ thực vật. Flavonoid là một trong những hợp chất tạo nên màu sắc rực rỡ cho thực vật, như màu đỏ trong táo, màu tím trong quả mọng, hay màu vàng trong chanh. Chúng giúp bảo vệ cây trồng khỏi ánh nắng mặt trời, sâu bệnh và dịch bệnh. Những chất này rất phong phú trong táo, hành tây và quả mọng. Quercetin đã được biết đến với các đặc tính chống oxy hóa và chống viêm. Một số nghiên cứu đã gợi ý rằng nó có thể làm chậm ký sinh trùng sốt rét.

When we exposed the parasite proteins to quercetin, we observed remarkable effects. The compound destabilised the small heat shock proteins, altering their shape and reducing their ability to protect other proteins. In simple terms, quercetin appeared to confuse or weaken the parasite’s bodyguards.

Khi chúng tôi cho protein của ký sinh trùng tiếp xúc với quercetin, chúng tôi đã quan sát thấy những tác dụng đáng kể. Hợp chất này đã làm mất ổn định các protein sốc nhiệt nhỏ, làm thay đổi hình dạng của chúng và giảm khả năng bảo vệ các protein khác. Nói một cách đơn giản, quercetin dường như đã gây nhầm lẫn hoặc làm suy yếu các “vệ sĩ” của ký sinh trùng.

Further tests confirmed that quercetin also slowed the growth of malaria parasites in laboratory cultures. When malaria parasites were grown in controlled laboratory conditions and exposed to quercetin, they multiplied more slowly than usual, including strains that are resistant to standard drugs. This is encouraging because it suggests that quercetin itself, or new medicines made to work like it but even more strongly, could become the starting point for developing a new type of antimalarial drug in the future.

Các thử nghiệm tiếp theo đã xác nhận rằng quercetin cũng làm chậm sự phát triển của ký sinh trùng sốt rét trong môi trường nuôi cấy phòng thí nghiệm. Khi ký sinh trùng sốt rét được nuôi trong điều kiện phòng thí nghiệm được kiểm soát và tiếp xúc với quercetin, chúng nhân lên chậm hơn bình thường, kể cả những chủng kháng thuốc tiêu chuẩn. Điều này rất đáng khích lệ vì nó cho thấy bản thân quercetin, hoặc các loại thuốc mới được tạo ra để hoạt động tương tự nhưng mạnh hơn, có thể trở thành điểm khởi đầu để phát triển một loại thuốc chống sốt rét mới trong tương lai.

Moreover, small heat shock proteins kick in when the parasite’s energy supply, known as ATP, the cell’s main “fuel”, runs very low. In simple terms, when the parasite is close to running out of energy and facing danger, these proteins act as its last line of defence.

Hơn nữa, các protein sốc nhiệt nhỏ được kích hoạt khi nguồn năng lượng của ký sinh trùng, được gọi là ATP, hay “nhiên liệu” chính của tế bào, cạn kiệt. Nói một cách đơn giản, khi ký sinh trùng sắp hết năng lượng và đối mặt với nguy hiểm, các protein này hoạt động như tuyến phòng thủ cuối cùng của nó.

Next steps

Các bước tiếp theo

Our findings point to the possibility of drugs being designed that shut down these ATP-independent helpers and strike the parasite precisely when it is weakest.

Các phát hiện của chúng tôi chỉ ra khả năng thiết kế các loại thuốc có thể vô hiệu hóa các yếu tố hỗ trợ không phụ thuộc ATP này và tấn công ký sinh trùng chính xác khi nó ở trạng thái yếu nhất.

Although quercetin itself is a natural compound found in many foods, its potency and stability are not yet strong enough for clinical use. The team envisions chemical modification of quercetin’s structure to create derivatives with enhanced activity and better drug-like properties.

Mặc dù bản thân quercetin là một hợp chất tự nhiên có trong nhiều loại thực phẩm, nhưng cường độ và độ ổn định của nó vẫn chưa đủ mạnh cho việc sử dụng lâm sàng. Nhóm nghiên cứu hình dung việc sửa đổi hóa học cấu trúc của quercetin để tạo ra các dẫn xuất có hoạt tính tăng cường và các đặc tính giống thuốc tốt hơn.

As global efforts to eliminate malaria face growing challenges from drug resistance, innovations like this provide renewed hope. By turning the parasite’s own survival machinery against it, scientists may have found a subtle but powerful way to outsmart one of humanity’s oldest foes.

Khi các nỗ lực toàn cầu loại bỏ sốt rét phải đối mặt với thách thức ngày càng tăng từ kháng thuốc, những đổi mới như thế này mang lại hy vọng mới. Bằng cách quay ngược cơ chế sinh tồn của ký sinh trùng chống lại nó, các nhà khoa học có thể đã tìm ra một cách thức tinh tế nhưng mạnh mẽ để đánh lừa một trong những kẻ thù lâu đời nhất của nhân loại.

Tawanda Zininga receives funding from the National Research Foundation and the Medical Research Council, who have no role in the project and its outcomes.

Tawanda Zininga nhận tài trợ từ Quỹ Nghiên cứu Quốc gia và Hội đồng Nghiên cứu Y khoa, những tổ chức này không có vai trò nào trong dự án và các kết quả của nó.