Traitement pour cause fréquente de diarrhée plus prometteurs

L’une des causes les plus fréquentes de diarrhée dans le monde entier-de la comptabilité pour des millions de cas et des dizaines de milliers de morts, principalement des enfants, est le parasite Cryptosporidium. Les médecins peuvent traiter les enfants souffrant de Cryptosporidium à la déshydratation, mais contrairement à beaucoup d’autres causes de diarrhée, il n’y a pas de médicaments pour tuer le parasite ou de vaccins pour prévenir l’infection.



Maintenant, les chercheurs de la Washington University School of Medicine à St Louis ont compris comment grandir le type le plus commun de Cryptosporidium dans le laboratoire, une avancée technologique qui permettra d’accélérer les efforts pour traiter l’infection mortelle.


“Ce parasite a été décrite plus de 100 ans, et les scientifiques n’ont jamais été en mesure de croître de manière fiable dans le laboratoire, ce qui a entravé notre capacité à comprendre le parasite et de développer des traitements pour elle,” a déclaré le principal auteur de L. David Sibley, PhD, de l’Alan A. et Edith L. Wolff, Professeur émérite de Microbiologie Moléculaire. “Nous avons maintenant une manière de la cultiver, de propager, de la modifier ses gènes et de commencer à comprendre comment cela provoque la maladie chez les enfants. C’est une première étape vers le criblage de médicaments potentiels et de trouver de nouveaux médicaments ou de vaccins cibles.”


Les résultats sont publiés en ligne le 20 juin dans Cell Host & Microbe.


Dans les pays riches, Cryptosporidium est connu pour causer de l’eau d’origine des flambées de diarrhée. Le parasite passe par un cycle de vie complexe, y compris une scène dans laquelle il est appelé un oocyste et devient hardy, de spores et difficile à tuer avec du chlore, eau de javel ou d’autres de routine à des mesures d’assainissement. En 1993, 400 000 personnes dans la région de Milwaukee développé une diarrhée, des crampes abdominales et de la fièvre après un mauvais fonctionnement de l’usine de purification d’eau a permis de Cryptosporidium dans l’eau de la ville d’alimentation. Chaque année, des dizaines de petites flambées sont signalés aux états-UNIS, de nombreux associés avec des piscines et des terrains de jeux de l’eau.


La diarrhée causée par le parasite peut durer des semaines. Alors que c’est malheureux pour les personnes en bonne santé, il peut être mortelle pour les enfants sous-alimentés et les personnes ayant un système immunitaire compromis.


Jusqu’à maintenant, les chercheurs qui ont voulu étudier le parasite se devait d’obtenir des oocystes de veaux infectés — infection à Cryptosporidium est un grave problème dans les exploitations d’élevage de bovins — et la croissance de l’parasites de l’homme ou de lignées cellulaires de souris. Le parasite inévitablement, meurent après quelques jours sans passer par un cycle de vie complet, de sorte que les chercheurs auraient pour obtenir plus d’oocystes provenant de bovins à faire plus d’expériences.


Sibley, avec les co-premiers auteurs de la Géorgie Wilke, PhD, qui est un étudiant en médecine Scientifique du Programme de Formation, et chercheur postdoctoral Lisa Funkhouser-Jones, PhD, soupçonne que le problème résidait dans les lignées cellulaires traditionnellement utilisées pour cultiver le parasite. Dérivées de cellules cancéreuses, ces lignées cellulaires ont été très différentes de la normale, en bonne santé de l’intestin qui est des parasites ” comme d’habitude à la maison.


Pour créer un environnement plus naturel, les chercheurs ont collaboré avec Thaddeus S. Stappenbeck, MD, PhD, de l’Conan Professeur de Laboratoire et de la Médecine Génomique et un co-auteur sur le papier. Stappenbeck et collègues de culture les cellules souches intestinales deviennent des “mini-tripes” dans un plat — complet avec tous les types de cellules et de la complexité structurelle d’un réel de l’intestin.


Lorsque les chercheurs ont ajouté des oocystes à la mini-tripes, les parasites ont prospéré. Ils sont sortis de la oocystes et est allé par le biais de leur cycle de vie complet de produire plus d’oocystes. Pour la première fois, tous les stades du parasite est compliqué cycle de vie pourraient être étudiés dans le laboratoire. Les chercheurs ont également montré qu’ils pouvaient modifier les gènes du parasite avec CRISPR/Cas9 et d’effectuer des croisements génétiques, ce qui rend ces outils puissants pour l’étude de la biologie plus accessible qu’avant.


“Nous avons mis le parasite dans cet environnement qui est beaucoup plus naturel, et c’est heureux et il grandit et se développe à travers l’ensemble du cycle de vie,” Sibley dit. “Cela ouvre des possibilités qui ont été fermés pendant une longue période. Il y a un seul médicament approuvé par la FDA, et il ne fonctionne pas chez les jeunes enfants. Il y a un potentiel de candidats-médicaments, mais nous n’avons pas d’écran avant parce que les parasites voudrais juste mourir de toute façon. Comment pouvez-vous dire si le médicament est en train de tuer les parasites s’ils sont déjà en train de mourir? Maintenant, nous pouvons commencer le dépistage de drogues et aussi commencer à poser des questions sur ce qui rend ce parasite dangereux.”


La technique s’applique uniquement à C. parvum, l’une des deux principales espèces de Cryptosporidium qui causent la diarrhée chez les gens. Son cousin C. hominis est encore plus difficile à cultiver en laboratoire. Les deux sont étroitement liés, mais si C. parvum peut infecter les mammifères jeunes de nombreuses espèces, C. hominis ne s’attaque qu’aux personnes.


“Il y a seulement quelques dizaines de gènes qui sont différents entre les parvum et hominis mais de toute façon c’est suffisant pour faire hominis très capricieux,” Sibley dit. “Il ne poussent pas chez la souris ou chez les veaux ou, jusqu’à présent, en mini-tripes cultivées à partir de cellules souches de souris. Le développement de systèmes de travailler avec hominis est un objectif important de mon laboratoire.”


La technique, bien que potentiellement puissant, ne sera pas immédiatement se traduire par un meilleur traitement ou la prévention de la diarrhée, Sibley mis en garde.


“Ces choses prennent du temps,” Sibley dit. “Il y a beaucoup de recherche fondamentale, qui doit encore être fait. Mais ce système fournit une importante voie d’avenir. Nous pouvons maintenant utiliser des approches de génétique à l’étude du rôle des gènes individuels, et ainsi d’identifier des cibles pour l’amélioration des thérapies.”