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疟疾是世界上最广泛、最致命的传染病之一。由于疟原虫可能对目前使用的药物产生抗药性,因此不断需要新的化合物。来自埃尔兰根-纽伦堡弗里德里希亚历山大大学(FAU)由Svetlana B. Tsogoeva博士教授领导的研究小组现已将抗疟疾药物青蒿素与香豆素结合起来(与青蒿素一样,香豆素也存在于植物中),并从这两种生物活性物质中开发出了一种自发荧光化合物。

这种自发荧光化合物可以用于活细胞成像,并显示药物如何在精确的时间序列中发挥作用。该工作组还发现,自发荧光青蒿素-香豆素杂交体能够消灭一种特定的耐药疟疾病原体。近期,他们在《化学科学》杂志上发表了他们的发现。

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青蒿素是从一种叫做青蒿(Artemisia annua L.)的植物中提取出的成分,常用于制作治疗疟疾的药物,而香豆素则是在多种植物中可以发现的次生植物化合物。

在开发抗疟疾药物时,研究人员使用荧光剂标记活性物质,以便在成像技术的辅助下,按精确的时间顺序研究活性物质是如何对抗疟疾病原体的。

复合物质实现自发荧光

使用荧光物质标记的显著缺点是会改变药物的作用方式。

这意味着在荧光标记后,感染疟疾的细胞吸收青蒿素等药物的方式会与以前不同,例如药物的溶解度会发生变化。

通过开发自发荧光化合物可以避免这种情况,该化合物由两种或多种自发荧光化合物合成,可以在成像技术的辅助下精确观察其作用模式。

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对抗药菌株具备疗效

由有机化学主席Tsogoeva教授领导的团队决定将青蒿素与生物活性香豆素进行合成,因为香豆素衍生物也具有抗疟疾特性,两者可以很容易地进行化学改变以获得很强的荧光性。

在研究过程中,科学家们不仅观察到了自发荧光青蒿素-香豆素混合物在感染恶性疟原虫的活红细胞中的作用模式,还在与Barbara Kappes(FAU化学与生物工程系)和Diogo R. M. Moreira(巴西Gonçalo Moniz研究所)的合作中,发现该活性剂在体外对恶性疟原虫菌株非常有效,而该菌株对氯喹和其他疟疾药物具有抗药性。最重要的是在小鼠模型中,该全新的混合物也被证明对疟疾病原体非常有效。

第一款自发荧光青蒿素-香豆素混合物的成功研制,为FAU的研究团队开发更多用于治疗疟疾的自发荧光药物奠定了基础,并在克服疟疾治疗中的多重耐药性方面取得了重大进展。

参考文献:

Lars Herrmann, Maria Leidenberger, Adrielle Sacramento de Morais, et al. Autofluorescent antimalarials by hybridization of artemisinin and coumarin: in vitro/in vivo studies and live-cell imaging. Chemical Science, 2023; DOI: 10.1039/D3SC03661H

责编|探索君

排版|探索君

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