Vakcína proti malárii: Myši štúdie odhaľujú, že vedci sú bližšie ako kedykoľvek predtým

Je možné odstrániť maláriu?

Je to otázka, s ktorou mnohí výskumníci zápasili, a navrhlo sa veľa myšlienok. Dôvodom malárie, ktorá získala tak veľkú pozornosť, je to, že je to jedna z najnebezpečnejších chorôb, infikujúcich 200 miliónov ľudí a zabíjajúca viac ako 500 000 ročne, pričom deti v Afrike trpia väčšinou smrteľnými následkami.

Táto choroba je obrovskou záťažou pre ľudstvo, poškodzuje hospodárstva a sociálny rozvoj. Podľa Centier pre kontrolu chorôb a prevenciu, liečba malárie stojí Afriku takmer 12 miliárd dolárov ročne. Správy ukázali, že takmer 1 700 prípadov je diagnostikovaných ročne v Spojených štátoch, zvyčajne u ľudí, ktorí nedávno cestovali do oblastí Ázie a Afriky, kde je choroba endemická.

Pozri tiež: Malaria-Sniffing Dogs môžu byť kľúčom k včasnému záchrane detekcie

Už niekoľko desaťročí výskumníci pracujú na novej myšlienke nazvanej „vakcína blokujúca prenos“. Táto vakcína sa odlišuje od tradičných vakcín, ktoré chránia príjemcu pred ochorením. Vakcína blokuje prenos parazita, ktorý spôsobuje maláriu z infikovaného ľudského hostiteľa na komáre.

Keď človek dostane takúto vakcínu, v krvi sa vytvoria špecifické protilátky. Keď komár uštipne a zapije krv infikovaného človeka, tak parazit, ako aj protilátka, sa vezmú do žalúdka komára. Akonáhle je vo vnútri komára, protilátka sa viaže na parazita a inhibuje jeho vývoj. To zabraňuje prenosu komára na inú osobu.

Koncept je odvážny, ale zatiaľ nebol testovaný vo veľkých skúškach.

Lipozómy: Nosič vakcíny

Vakcína účinkuje tak, že ukazuje telu kúsok mikroorganizmu spôsobujúceho ochorenie. Samotná časť nespôsobuje ochorenie, ale dáva telu náhľad útočníka, aby mohol pripraviť protilátky, ktoré označia mikrób a označia ho na zničenie.

Na vytvorenie silnej vakcíny, ktorá indukuje silnú protilátkovú odpoveď, je výber proteínu z organizmu spôsobujúceho ochorenie kritický. Vedci doma v konkrétnych bielkovín, ktoré mikróby produkujú na hrot vakcíny. Pre našu prácu sme vybrali dobre študovaný proteín nazývaný Pfs25, ktorý sa nachádza na povrchu parazita malárie.

Parazit zobrazuje tento proteín na svojom povrchu, keď sa vyvíja v čreve komára. Pfs25 ako cieľový proteín pre vakcínu blokujúcu prenos bol klinicky testovaný v štúdiách fázy I; pokrok bol však obmedzený. Je to preto, že samotný proteín Pfs25 spúšťa iba slabú produkciu špecifických protilátok.

V iných prístupoch výskumníci podnikli kroky na genetické inžinierstvo modifikovaného a účinnejšieho Pfs25 pre iné klinické štúdie. Vo všeobecnosti sú takéto prístupy sľubné, ale existuje určité potenciálne riziko, že cieľový proteín presne nepodobá prirodzený proteín na parazite.

Domnievame sa, že nový typ vakcíny, ktorý inkorporuje lipozómy, môže byť sľubným kandidátom pre adjuvans blokujúce vakcínu. Adjuvans je ďalšia zložka vakcíny, ktorá potencuje imunitnú reakciu. Lipozómy sú duté guľôčky vyrobené z tukových molekúl.

Výhodou lipozómov v porovnaní s samotným proteínom Pfs25 je, že môžu pomôcť dodať viac imunitných buniek viac parazitickým proteínom. Tieto bunky absorbujú lipozomálne vakcíny a spúšťajú produkciu viacerých protilátok, ktoré potom cielia parazita na deštrukciu a blokujú ochorenie.

Tím Jonathana Lovella vyvinul ako vakcínu lipozóm na boj proti malárii. V roku 2015 tím Dr. Lovella zistil, ako ukotviť proteíny do lipozómu ich pripojením k reťazcu aminokyselín nazývaných histidínová značka. Značka funguje ako kotva, ktorá viaže proteín na lipozóm.

Pridanie molekuly obsahujúcej kobalt, so štruktúrou podobnou vitamínu B12, urobilo štruktúru lipozómov a proteínov stabilnú.

Odstránenie šírenia malárie

Laboratórium Lovell vyvinulo vakcínu na báze lipozómov na báze kobaltu, ktorá na svojom povrchu zobrazuje proteíny parazita.

Tvorba tejto vakcíny je jednoduchá. Akonáhle máme kobaltové lipozómy a molekuly Pfs25-histidínu, tieto časti jednoducho zmiešame a štruktúry sa tvoria spontánne. Keď je tento Pfs25 lipozóm injikovaný myšiam, spúšťa vysoké množstvá protilátok.

Protilátky u myší blokovali vývoj parazitov v čreve komára. Takže očakávame, že keď neinfikovaný komár uštipne osobu infikovanú parazitom malárie, krv, ktorú nasaje, bude niesť parazit a ľudské protilátky, ktoré zabránia parazitom v rozmnožovaní sa v črevách hmyzu.

Keď sme testovali túto vakcínu u myší, zvieratá pokračovali v produkcii protilátok viac ako 250 dní. Tieto protilátky produkované počas tohto obdobia zabránili vývoju parazita malárie počas tohto obdobia.

Hýbať sa vpred

Ďalším cenným znakom kobaltového lipozómu je, že môžeme pripojiť rôzne proteíny z rôznych štádií vývoja parazitov, aby sme vytvorili časticu, ktorá spúšťa produkciu mnohých typov protilátok - každá zacielená na jedinečnú časť parazita. Naše výsledky ukázali, že na lipozómový povrch môže byť pripojených päť rôznych maláriových proteínov.

Viď tiež: Vedci objavujú, ako sa parazity Malarial stali odolnými voči drogám

Protilátky z myší imunizovaných lipozómami nesúcimi viaceré proteíny rozpoznávali mnoho štádií vývoja parazitov. Výsledky sa zdajú sľubné. V budúcnosti plánujeme preskúmať bezpečnosť tejto vakcíny a či bude fungovať pre rôzne druhy malárie.

Ďalším krokom je testovanie našej vakcíny u iných zvierat. Nakoniec, cieľom je pretransformovať túto technológiu na klinické štúdie u ľudí a posúdiť, či lipozómová technológia a stratégia vakcíny blokujúcej prenos je účinným nástrojom na prevenciu šírenia malárie.

Tento článok bol pôvodne publikovaný na The Conversation od Wei-Chiao Huang a Jonathana Lovella. Prečítajte si pôvodný článok.