Вакцина против малярии: исследование мышей показывает, что ученые ближе, чем когда-либо

Можно ли искоренить малярию?

Это вопрос, с которым столкнулись многие исследователи, и было предложено много идей. Причина, по которой малярия привлекла так много внимания, заключается в том, что она является одной из самых смертоносных болезней, инфицирующих 200 миллионов человек и убивающих более 500 000 человек ежегодно, при этом большинство детей в Африке страдают от младенцев.

Эта болезнь является огромным бременем для человечества, наносит ущерб экономике и социальному развитию. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, лечение малярии обходится Африке почти в 12 миллиардов долларов в год. Отчеты показывают, что ежегодно в Соединенных Штатах диагностируется около 1700 случаев заболевания, обычно среди людей, которые недавно ездили в регионы Азии и Африки, где эта болезнь является эндемической.

См. Также: Собаки, нюхающие малярию, могут стать ключом к раннему спасительному обнаружению

В течение нескольких десятилетий исследователи работали над новой идеей, называемой «вакциной, блокирующей передачу». Эта вакцина отличается от традиционных вакцин, которые защищают реципиента от заражения. Здесь вакцина блокирует передачу паразита, вызывающего малярию, от инфицированного человека-хозяина комарам.

Когда человек получает такую ​​вакцину, в крови вырабатываются специфические антитела. Когда комар кусает и глотает кровь зараженного человека, и паразит, и антитело попадают в желудок комара. Попав внутрь комара, антитело прикрепляется к паразиту и тормозит его развитие. Это предотвращает передачу комара заболеванию другому человеку.

Концепция смелая, но еще не была протестирована в крупномасштабных испытаниях.

Липосомы: переносчик вакцин

Вакцина работает, показывая организму часть болезнетворного микроба. Сама деталь не вызывает заболевания, но дает организму предварительный просмотр захватчика, чтобы он мог подготовить антитела, которые будут маркировать микроб и маркировать его для уничтожения.

Для разработки мощной вакцины, которая вызывает сильный ответ антител, выбор белка из болезнетворного организма имеет решающее значение. Ученые рассказывают о специфических белках, которые микробы производят, чтобы повысить уровень вакцины. Для нашей работы мы выбрали хорошо изученный белок Pfs25, который находится на поверхности малярийного паразита.

Паразит выводит этот белок на свою поверхность, когда он развивается в средней кишке комара. Pfs25 в качестве целевого белка для вакцины, блокирующей передачу, был клинически протестирован в фазах I испытаний; Однако прогресс был ограничен. Это потому, что сам по себе белок Pfs25 запускает только слабую выработку специфических антител.

В других подходах исследователи предприняли шаги для генетической инженерии модифицированного и более мощного Pfs25 для других клинических испытаний. В целом, такие подходы являются многообещающими, но существует некоторый потенциальный риск того, что целевой белок не точно подражает природному белку паразита.

Мы полагаем, что новый тип вакцины, которая включает липосомы, может быть многообещающим кандидатом для адъюванта, блокирующего передачу вируса. Адъювант является еще одним компонентом вакцины, который усиливает иммунный ответ. Липосомы представляют собой полые сферы, состоящие из молекул жира.

Преимущество липосом по сравнению только с одним белком Pfs25 заключается в том, что они могут помочь доставить больше белка-паразита в иммунные клетки. Эти клетки поглощают липосомные вакцины и запускают производство большего количества антител, которые затем воздействуют на паразита для уничтожения и блокируют заболевание.

Команда Джонатана Ловелла разработала липосому в качестве вакцины для борьбы с малярией. В 2015 году команда доктора Ловелла выяснила, как прикрепить белки к липосоме, прикрепив их к цепочке аминокислот, называемой гистидиновой меткой. Метка работает как якорь, который прикрепляет белок к липосоме.

Добавление кобальтсодержащей молекулы со структурой, аналогичной витамину В12, сделало структуру липосомного белка стабильной.

Устранение распространения малярии

В лаборатории Ловелла была разработана вакцина на основе липосом с кобальтовым кружевом, которая выводит на поверхность белки паразита.

Сделать эту вакцину просто. Как только мы получим липосомы кобальта и молекулы Pfs25-гистидина, мы просто смешаем эти части вместе, и структуры образуются спонтанно. Когда эта липосома Pfs25 вводится мышам, она вызывает большое количество антител.

Антитела у мышей блокировали развитие паразитов в кишечнике комара. Поэтому мы ожидаем, что когда неинфицированный комар кусает человека, зараженного малярийным паразитом, кровь, которую он всасывает, будет переносить паразита и человеческие антитела, которые будут препятствовать размножению паразита в кишечнике насекомого.

Когда мы тестировали эту вакцину на мышах, животные продолжали вырабатывать антитела в течение более 250 дней. Эти антитела, вырабатываемые в течение этого периода, предотвращали развитие малярийного паразита в течение всего этого периода.

Движение вперед

Еще одна ценная особенность липосомы кобальта заключается в том, что мы можем прикреплять различные белки с разных стадий развития паразита, чтобы создать частицу, которая запускает выработку многих типов антител, каждый из которых нацелен на уникальную часть паразита. Наши результаты показали, что пять отдельных белков малярии могут быть прикреплены к поверхности липосом.

Смотрите также: Ученые узнают, как малярийные паразиты стали устойчивыми к лекарствам

Антитела от мышей, иммунизированных липосомами, несущими множество белков, распознавали многие стадии развития паразита. Результаты кажутся многообещающими. В будущем мы планируем изучить безопасность этой вакцины и то, подойдет ли она для разных видов малярии.

Наш следующий шаг - проверить нашу вакцину на других животных. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы перевести эту технологию на клинические испытания на людях и оценить, являются ли технология липосом и стратегия вакцинации, блокирующей передачу, эффективным инструментом для предотвращения распространения малярии.

Эта статья была первоначально опубликована в «Беседе» Вей-Чао Хуаном и Джонатаном Ловеллом. Прочитайте оригинальную статью здесь.