化学主要对抗疟疾寄生虫

Rose Gonoud ' 17致力于开发下一代抗疟药。

在她的毕业论文中，化学专业17岁的罗斯·戈诺德（Rose Gonoud）与人类最古老、最不可饶恕的对手之一展开了较量：恶性疟原虫，一种导致疟疾的寄生虫。

据世界卫生组织称，疟原虫是一种真正的恶魔敌人，每年导致40多万人死亡。它还具有非凡的突变能力，对目前用于对抗它的许多药物产生抗药性。

克服这种耐药性的一种技术是从一种旧的药物开始，并对其进行微调，以攻击寄生虫的新菌株。罗斯的研究重点是去醌酸（DQ），这是20世纪60年代开发的一种对抗鸡体内细菌感染的药物。去年，研究人员令人惊讶地发现，脱喹酮对疟疾也有效，使其成为药物开发的一个有吸引力的候选者。不幸的是，有一个问题。DQ是不溶性的——它不能溶解在血液中，这使得药物无法输送到寄生虫经常出没的器官。罗斯的任务是看看能否找到一种方法，在不牺牲其疟疾杀伤能力的情况下，使这种药物更容易溶解。

罗斯在纽约州北部长大，来到威博体育打算主修心理学。“我高中时化学很差，”她笑着说。“这是我的致命弱点。”但在跟随阿瑟·格拉斯菲尔德教授学习化学导论后，她对这门学科的态度发生了转变。去年夏天，她在西雅图的吉利德科学公司（Gilead Sciences）进行了药物化学实习，并希望为自己的论文项目威博体育探索这一领域。

艾伦·舒斯特曼教授建议她与阿伦·尼尔森博士合作。尼尔森博士曾是威博体育的客座教授，现在河对岸俄勒冈健康与科学大学的实验化疗实验室从事疟疾研究。“我立刻就知道我想做这件事，”她说。

DQ的工作原理是附着在寄生虫线粒体中的一种蛋白质上，这是它的微观能量来源。这阻断了电子传递链，一个关键的能量产生途径，并破坏了细菌合成ATP的能力。她说：“疟原虫只是耗尽了气体。”

当她深入研究她的项目时，Rose意识到实际上有三个原因导致DQ是不可溶的。第一个是早期研究人员注意到的：DQ分子由一个喹诺酮核心和一个疏水或油腻的长尾组成——每个洗碗工都知道，油脂不溶于水。但也有其他原因。核心还包含一个开放的氢键，它倾向于吸引其他DQ分子，形成不与水混合的大团块。最后，核心的中心环也倾向于使DQ分子在一种被称为“pi堆叠”的相互作用中相互粘附。

罗斯开始怀疑，氢键和π堆积对DQ的不溶性比油腻的尾巴更重要。她意识到另一件事——“这是可以解决的，”她说。

从去年秋天开始，她运用化学上的聪明才智来修补核心的结构，用不同的原子链来取代分子，以防止分子像橄榄球运动员在争抢中那样缠在一起。经过几个月的努力，Rose成功地合成了三种新的DQ衍生物。接下来是最后的决战：它们将如何对抗疟原虫？

罗斯将这些衍生物注射到充满寄生虫的试管中，焦急地等待结果。第一个化合物，被称为DQ-100，是一个哑弹。但另外两种dq -331和dq -337被证明既可溶又能有效杀死疟原虫。事实上，DQ-337比DQ对细菌更致命。

“我很高兴，”罗斯说。“实验室里有很多令人兴奋的事情，我记得我觉得我很幸运。”

“这是一项伟大的工作，”她的论文导师尼尔森博士说。“这非常令人印象深刻。”

罗斯开发的DQ化合物并不是灵丹妙药；它们可能不够有效，不适合在现场使用。但是干扰疟原虫的电子传递链将成为开发下一代抗疟药的关键策略，Nilsen说。

罗斯说，对她来说，这段旅程令人振奋。“这很有趣，”她说。实验室的研究人员现在正在寻找其他方法来关闭疟原虫。事实上，其他几位威博体育的毕业生也在OHSU从事这个项目，包括12届的Alina Krollenbrock， 13届的Emma Farley和15届的Lisa Frueh。

罗斯希望毕业后加入他们。

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