Vakcina protiv malarije: Miševi otkrivaju da su znanstvenici bliže ikad

Je li moguće iskorijeniti malariju?

To je pitanje s kojim su se mnogi istraživači bavili i predložene su mnoge ideje. Razlog zbog kojeg je malarija privukla toliko pozornosti je da je to jedna od najsmrtonosnijih bolesti, zaraziti 200 milijuna ljudi i ubiti više od 500.000 godišnje, a dojenčad u Africi trpi većinu smrtnih slučajeva.

Bolest je ogroman teret za čovječanstvo, šteti gospodarstvu i društvenom razvoju. Prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti, tretmani malarije koštali su Afriku gotovo 12 milijardi dolara godišnje. Izvješća su pokazala da se u Sjedinjenim Državama godišnje dijagnosticira gotovo 1700 slučajeva, obično kod ljudi koji su nedavno putovali u regije Azije i Afrike gdje je bolest endemična.

Vidi također: Psi koji šute malarijom mogu biti ključ za rano otkrivanje spašavanja

Već nekoliko desetljeća istraživači rade na novoj ideji nazvanoj "cjepivo za blokiranje prijenosa". Ovo cjepivo se razlikuje od tradicionalnih cjepiva koja štite primatelja od dobivanja bolesti. Ovdje cjepivo blokira prijenos parazita koji uzrokuje malariju od zaraženog ljudskog domaćina do komaraca.

Kada čovjek prima takvo cjepivo, u krvi se stvaraju specifična antitijela. Kada komarac ujede i ingestira krv inficiranog čovjeka, i parazit i antitijela se uzimaju u želudac komarca. Kada se uđe u komarac, antitijela se vežu za parazita i inhibiraju njegov razvoj. To sprječava komarca da prenosi bolest na drugu osobu.

Koncept je hrabar, ali još nije testiran u velikim pokusima.

Liposomi: nosač cjepiva

Cjepivo djeluje tako što tijelu pokazuje dio mikroba koji uzrokuje bolest. Sam dio ne uzrokuje bolest, ali daje tijelu pregled napadača tako da može pripremiti antitijela koja će označiti mikroorganizam i označiti ga za uništenje.

Da bi se razvilo moćno cjepivo koje izaziva snažan odgovor antitijela, izbor proteina iz organizma koji uzrokuje bolesti je kritičan. Znanstvenici se bave određenim bjelančevinama koje mikroorganizmi proizvode kako bi ubili cjepivo. Za naš rad izabrali smo dobro proučen protein zvan Pfs25, koji se nalazi na površini malarijskog parazita.

Parazit prikazuje ovaj protein na svojoj površini kada se razvija u srednjem dijelu komarca. Pfs25 kao ciljni protein za cjepivo za blokiranje prijenosa klinički je testiran u pokusima faze I; međutim, napredak je ograničen. To je zato što, samo po sebi, Pfs25 protein izaziva samo slabu proizvodnju specifičnih antitijela.

U drugim pristupima, istraživači su poduzeli korake za genetsko inženjerstvo modificiranog i moćnijeg Pfs25 za druga klinička ispitivanja. Općenito, takvi pristupi obećavaju, ali postoji određeni potencijalni rizik da ciljni protein ne oponaša upravo prirodni protein na parazitu.

Vjerujemo da novi tip cjepiva koji uključuje liposome može biti obećavajući kandidat za adjuvant za cjepivo za blokiranje prijenosa. Adjuvant je druga komponenta cjepiva koja potencira imunološki odgovor. Liposomi su šuplje sfere napravljene od molekula masti.

Prednost liposoma, u usporedbi sa samo Pfs25 proteinom, je u tome što oni mogu pomoći isporučiti više proteina parazita imunološkim stanicama. Ove stanice unose liposomska vakcina i potiču proizvodnju više antitijela koja zatim ciljaju na parazite za uništenje i blokiraju bolest.

Tim tvrtke Jonathan Lovell razvio je liposom kao cjepivo za borbu protiv malarije. Godine 2015. tim dr. Lovella otkrio je kako usidriti proteine ​​u liposome tako što će ih povezati s nizom aminokiselina zvanih histidinska oznaka. Oznaka djeluje kao sidro koje veže protein na liposom.

Dodavanje molekule koja sadrži kobalt, sa strukturom sličnom vitaminu B12, učinilo je strukturu liposom-protein stabilnom.

Eliminiranje širenja malarije

Laboratorij Lovell razvio je vakcinu na bazi kobalta, temeljenu na liposomu, koja prikazuje proteine ​​parazita na njegovoj površini.

Izrada ovog cjepiva je jednostavna. Jednom kada dobijemo kobaltne liposome i molekule Pfs25-histidina, mi jednostavno pomiješamo ove dijelove zajedno, a strukture se spontano formiraju. Kada se ovaj liposom Pfs25 ubrizga u miševe, on aktivira velike količine antitijela.

Antitijela u miševa blokirala su razvoj parazita u crijevima komarca. Stoga očekujemo da će, kada nezaraženi komarac ujede osobu zaraženu malarijskim parazitom, krv koja je usisana nositi parazit i ljudska antitijela koja će spriječiti da se parazit umnoži u crijevima insekata.

Kada smo testirali ovo cjepivo na miševima, životinje su nastavile proizvoditi antitijela više od 250 dana. Ta protutijela proizvedena tijekom ovog razdoblja spriječila su razvoj malarijskog parazita tijekom tog razdoblja.

Ići naprijed

Još jedna vrijedna značajka kobaltnog liposoma je da možemo spojiti različite proteine ​​iz različitih faza razvoja parazita kako bismo stvorili česticu koja aktivira proizvodnju mnogih tipova antitijela - od kojih svaki cilja na jedinstveni dio parazita. Naši rezultati su pokazali da se na površinu liposoma može vezati pet različitih malarijskih proteina.

Vidi također: Znanstvenici otkrivaju kako su malarijski paraziti postali otporni na droge

Antitijela iz miševa imuniziranih liposomima koji nose više proteina prepoznala su mnoge faze razvoja parazita. Rezultati izgledaju obećavajuće. U budućnosti planiramo istražiti sigurnost ovog cjepiva i hoće li raditi za različite vrste malarije.

Naš sljedeći korak je testirati naše cjepivo kod drugih životinja. Konačno, cilj je prevesti ovu tehnologiju u klinička ispitivanja na ljudima i procijeniti je li tehnologija liposoma i strategija blokiranja prijenosa učinkovita metoda za sprječavanje širenja malarije.

Ovaj članak je izvorno objavljen na razgovoru Wei-Chiao Huang i Jonathana Lovella. Pročitajte izvorni članak ovdje.