Вакцина проти малярії: дослідження мишей виявляють, що вчені ближче, ніж коли-небудь

Чи можна викорінити малярію?

Це питання, з яким зіткнулися багато дослідників, і було запропоновано багато ідей. Причина, чому малярія привернула таку велику увагу, полягає в тому, що вона є однією з найбільш смертоносних захворювань, що заражає 200 мільйонів людей і щорічно вбиває понад 500 тисяч людей.

Хвороба є величезним тягарем для людства, завдаючи шкоди економіці та соціальному розвитку. За даними Центрів з контролю та профілактики захворювань, лікування малярії коштувало Африці майже 12 мільярдів доларів на рік. Доповіді показали, що щорічно в США діагностується близько 1700 випадків, як правило, у людей, які нещодавно подорожували в регіони Азії та Африки, де хвороба є ендемічною.

Див. Також: Собаки, що нюхають від малярії, можуть стати ключем до раннього виявлення життя

Протягом кількох десятиліть дослідники працюють над новою ідеєю, що називається «вакциною, що блокує передачу». Ця вакцина відрізняється від традиційних вакцин, які захищають одержувача від хвороби. Тут вакцина блокує передачу паразита, що викликає малярію від інфікованого людини-господаря до комарів.

Коли людина отримує таку вакцину, у крові генеруються специфічні антитіла. Коли комара кусає і вживає кров інфікованого людини, паразит і антитіло вводяться в шлунок комара. Потрапляючи всередину комара, антитіло приєднується до паразита і гальмує його розвиток. Це перешкоджає комару передавати хворобу іншій людині.

Ця концепція є сміливою, але ще не була випробувана в широкомасштабних випробуваннях.

Ліпосоми: носій вакцини

Вакцина працює, показуючи тілу частину хвороботворного мікроба. Сама частина не викликає захворювання, але надає тілу попередній перегляд загарбника, щоб він міг приготувати антитіла, які будуть мічати мікроби і позначати його для знищення.

Для розробки сильної вакцини, яка індукує сильний відповідь на антитіла, вибір білка з організму, що викликає хворобу, є критичним. Вчені приїжджають до конкретних білків, які мікроби виробляють для спайк вакцини. Для нашої роботи ми вибрали добре вивчений білок Pfs25, який знаходиться на поверхні малярійного паразита.

Паразит демонструє цей білок на своїй поверхні, коли він розвивається в середній кишці комара. Pfs25 в якості цільового білка для вакцини, що блокує передачу, був клінічно випробуваний на фазах I; проте прогрес був обмежений. Це тому, що сам по собі білок Pfs25 викликає лише слабку продукцію специфічних антитіл.

В інших підходах дослідники вжили заходів для генетичної інженерії модифікованого та більш потужного Pfs25 для інших клінічних випробувань. Загалом, такі підходи є перспективними, але існує певний потенційний ризик того, що цільовий білок точно не імітує природний білок паразита.

Ми вважаємо, що новий тип вакцини, що включає ліпосоми, може бути перспективним кандидатом для вакцинного ад'юванта, що блокує передачу. Ад'ювант - це інший компонент вакцини, який потенціює імунну відповідь. Ліпосоми являють собою порожні сфери, зроблені з молекул жиру.

Перевагою ліпосом, порівняно з самим білком Pfs25, є те, що вони можуть допомогти доставити більше імунних клітин у білок паразитів. Ці клітини поглинають ліпосомні вакцини і викликають вироблення більшої кількості антитіл, які потім націлюються на паразита для руйнування і блокують захворювання.

Команда Джонатана Ловелла розробила ліпосому як вакцину для боротьби з малярією. У 2015 році команда доктора Ловелла зрозуміла, як закріпити білки в ліпосомі, приєднавши їх до ряду амінокислот, які називаються міткою гістидину. Тег працює як якір, який прикріплює білок до ліпосомі.

Додавання кобальтсодержащей молекули зі структурою, подібною до вітаміну В12, зробило структуру ліпосом-білка стабільною.

Усунення поширення малярії

Лабораторія Ловелла розробила вакцину з ліпосом на основі кобальту, що демонструє паразитні білки на його поверхні.

Виготовлення цієї вакцини просте. Як тільки ми маємо ліпосоми кобальту і молекули Pfs25-гістидину, ми просто змішуємо ці частини разом, і структури спонтанно формуються. Коли ліпосома Pfs25 вводиться мишам, вона викликає велику кількість антитіл.

Антитіла у мишей блокували розвиток паразитів у кишечнику комара. Таким чином, ми очікуємо, що коли неінфікований комар укусить людину, інфіковану малярійним паразитом, кров, яку вона всмоктує, нестиме паразита і людські антитіла, які перешкоджають розмноженню паразита в кишечнику комах.

Коли ми тестували цю вакцину на мишах, тварини продовжували виробляти антитіла більше 250 днів. Ці антитіла, вироблені протягом усього цього періоду, перешкоджали розвитку малярійного паразита протягом усього цього періоду.

Рухатися вперед

Іншою цінною особливістю кобальтової ліпосоми є те, що ми можемо приєднувати різноманітні білки з різних стадій розвитку паразитів, щоб створити частинку, яка запускає виробництво багатьох типів антитіл - кожна з яких націлена на унікальну частину паразита. Наші результати показали, що п'ять різних малярійних білків можуть бути приєднані до поверхні ліпосом.

Див. Також: Вчені дізнаються, як малярійні паразити стали стійкими до ліків

Антитіла мишей, імунізованих ліпосомами, що несуть множинні білки, визнавали багато стадій розвитку паразитів. Результати здаються перспективними. У майбутньому ми плануємо дослідити безпеку цієї вакцини і чи буде вона працювати для різних видів малярії.

Наступним кроком є ​​тестування вакцини в інших тварин. Зрештою, мета полягає в тому, щоб перевести цю технологію на клінічні випробування на людях та оцінити, чи є ліпосома та вакцинна стратегія, що блокує передачу, ефективним інструментом запобігання поширенню малярії.

Ця стаття спочатку була опублікована на The Conversation Wei-Chiao Huang та Jonathan Lovell. Читайте оригінальну статтю тут.