Ваксината за малария: изследването на мишките разкрива, че учените са по-близо от всякога

Възможно ли е да изкореним маларията?

Това е въпрос, с който много изследователи са се борили и са предложени много идеи. Причината, поради която маларията е привлякла толкова много внимание, е, че тя е една от най-смъртоносните болести, заразявайки 200 милиона души и убивайки повече от 500 000 души годишно, като бебетата в Африка страдат от по-голямата част от смъртните случаи.

Заболяването е огромна тежест за човечеството, увреждайки икономиките и социалното развитие. Според Центровете за контрол и превенция на заболяванията, лечението на маларията струва на Африка почти 12 млрд. Долара годишно. Докладите показват, че близо 1700 случая се диагностицират ежегодно в Съединените щати, обикновено при хора, които наскоро са пътували до региони на Азия и Африка, където болестта е ендемична.

Виж също: Кучетата на малярия могат да бъдат ключът към ранното, спасяване на живота

В продължение на няколко десетилетия изследователите работят по нова идея, наречена "ваксина за блокиране на предаването". Тази ваксина е различна от традиционните ваксини, които предпазват получателя от болестта. Тук ваксината блокира предаването на паразита, който причинява малария от инфектиран човешки гостоприемник до комари.

Когато човек получава такава ваксина, в кръвта се генерират специфични антитела. Когато комарът ухапа и погълне кръвта на заразения човек, паразитът и антитялото се вливат в стомаха на комарите. След като влезе вътре в комара, антитялото се прикрепя към паразита и инхибира неговото развитие. Това предотвратява предаването на комара на друго лице.

Концепцията е смела, но все още не е тествана в мащабни проучвания.

Липозоми: Ваксинален носител

Ваксината действа, като показва на тялото парче от микроба, причиняващ болестта. Самата част не причинява болест, но дава на тялото предварителен преглед на нашественика, така че да може да приготви антитела, които да маркират микроба и да го маркират за унищожаване.

За да се разработи силна ваксина, която индуцира силен отговор на антитела, изборът на протеин от болестотворния организъм е критичен. Учените се занимават с конкретни протеини, които микробите произвеждат, за да направят ваксината. За нашата работа избрахме добре изучен протеин, наречен Pfs25, който се намира на повърхността на маларийния паразит.

Паразитът показва този протеин на повърхността си, когато се развива в средата на комара. Pfs25 като целеви протеин за ваксина, блокираща предаването, е клинично изпитана при проучвания от фаза I; напредъкът обаче е ограничен. Това е така, защото самият Pfs25 протеин предизвиква само слабо производство на специфични антитела.

В други подходи изследователите са предприели стъпки за генетично инженерство на модифициран и по-мощен Pfs25 за други клинични изпитвания. Като цяло, такива подходи са обещаващи, но има известен потенциален риск целевият протеин да не имитира точно естествения протеин на паразита.

Ние вярваме, че нов тип ваксина, която включва липозоми, може да бъде обещаващ кандидат за адювант, блокиращ предаването. Адювант е друг ваксинен компонент, който потенцира имунния отговор. Липозомите са кухи сфери, направени от мастни молекули.

Предимството на липозомите, в сравнение само с Pfs25 протеина, е, че те могат да помогнат за доставянето на повече протеин от паразити към имунните клетки. Тези клетки усвояват липозомните ваксини и предизвикват производството на повече антитела, които след това се насочват към паразита за унищожаване и блокират заболяването.

Екипът на Джонатан Ловел е разработил липозома като ваксина за борба с маларията. През 2015 г. екипът на д-р Ловел измисли как да закрепи белтъците към липозома, като ги свърже с низ от аминокиселини, наречен хистидинов маркер. Тагът работи като котва, която прикрепя протеина към липозома.

Добавянето на молекула, съдържаща кобалт, със структура, подобна на витамин В12, прави структурата на липозом-протеин стабилна.

Премахване на разпространението на малария

Лабораторията на Ловел разработи ваксина, базирана на кобалт, базирана на липозоми, която показва паразитните протеини на повърхността му.

Осъществяването на тази ваксина е проста. След като имаме кобалтовите липозоми и молекулите на Pfs25-хистидин, ние просто смесваме тези части заедно и структурите се формират спонтанно. Когато този Pfs25 липозом се инжектира в мишки, той предизвиква големи количества антитела.

Антителата в мишките блокират развитието на паразити в червата на комара. Така че ние очакваме, че когато незаразеният комар ухапе човек, заразена с маларийния паразит, кръвта, която изсмуква, ще носи паразита и човешките антитела, които ще попречат на паразита да се размножи в червата на насекомите.

Когато тествахме тази ваксина при мишки, животните продължиха да произвеждат антитела за повече от 250 дни. Тези антитела, произведени през този период, предотвратяват развитието на маларийния паразит през този период.

Движа се напред

Друга ценна характеристика на кобалтовата липозома е, че можем да прикрепим различни протеини от различни етапи на развитие на паразити, за да създадем частица, която задейства производството на много видове антитела - всяка от които е насочена към уникална част от паразита. Нашите резултати показват, че пет различни протеини на малария могат да бъдат прикрепени към липозомната повърхност.

Вижте също: Учените откриват как маларийните паразити са устойчиви на наркотиците

Антителата от мишки, имунизирани с липозоми, носещи множество протеини, разпознават много етапи на развитие на паразити. Резултатите изглеждат обещаващи. В бъдеще планираме да проучим безопасността на тази ваксина и дали тя ще работи за различни видове малария.

Следващата ни стъпка е да тестваме нашата ваксина при други животни. В крайна сметка целта е да се превърне тази технология в клинични проучвания при хора и да се оцени дали липозомната технология и стратегията за ваксина за блокиране на предаването са ефективен инструмент за предотвратяване разпространението на малария.

Тази статия първоначално е била публикувана на The Conversation от Wei-Chiao Huang и Jonathan Lovell. Прочетете оригиналната статия тук.