Vakcína malárie: Myši studie odhaluje, že vědci jsou blíže než kdy jindy

Je možné eradikovat malárii?

Je to otázka, s níž se mnoho výzkumníků zabývalo, a bylo navrženo mnoho nápadů. Důvodem, proč malárie sbírala tolik pozornosti, je to, že je to jedna z nejsmrtelnějších nemocí, která infikuje 200 milionů lidí a zabije více než 500 000 lidí ročně, přičemž děti v Africe trpí většinou smrtelnými následky.

Onemocnění je obrovskou zátěží pro lidstvo, poškozuje ekonomiky a sociální rozvoj. Podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí stojí léčba malárie v Africe téměř 12 miliard dolarů ročně. Zprávy ukázaly, že téměř 1 700 případů je diagnostikováno každoročně ve Spojených státech, obvykle u lidí, kteří nedávno cestovali do oblastí Asie a Afriky, kde je nemoc endemická.

Viz také: Psi mohou být klíčem k včasné detekci života

Již několik desetiletí výzkumníci pracují na nové myšlence nazvané „vakcína blokující přenos“. Tato vakcína se liší od tradičních vakcín, které chrání příjemce před onemocněním. Vakcína blokuje přenos parazita, který způsobuje malárii z infikovaného lidského hostitele na komáry.

Když člověk obdrží takovou vakcínu, v krvi se vytvoří specifické protilátky. Když komár kousne krev a nakazí krev infikovaného člověka, parazit i protilátka se vezmou do žaludku komára. Jakmile je uvnitř komára, protilátka se připojí k parazitovi a inhibuje jeho vývoj. To zabraňuje přenosu komárů na jinou osobu.

Koncept je odvážný, ale dosud nebyl testován ve velkých studiích.

Liposomy: Nosič vakcín

Vakcína působí tak, že ukazuje tělu kus mikrobů způsobujících onemocnění. Část sama o sobě nezpůsobuje onemocnění, ale dává tělu náhled vetřelce, aby mohla připravit protilátky, které budou značit mikrob a označit je pro zničení.

Pro vyvinutí silné vakcíny, která vyvolává silnou protilátkovou odpověď, je volba proteinu z organismu způsobujícího onemocnění kritická. Vědci jsou doma na konkrétních bílkovinách, které mikroby produkují, aby se očkovala. Pro naši práci jsme vybrali studovaný protein zvaný Pfs25, který se nachází na povrchu parazita malárie.

Parazit zobrazuje tento protein na svém povrchu, když se vyvíjí ve střevě komára. Pfs25 jako cílový protein pro vakcínu blokující přenos byl klinicky testován ve studiích fáze I; pokrok však byl omezen. To proto, že protein Pfs25 sám o sobě vyvolává pouze slabou produkci specifických protilátek.

V jiných přístupech výzkumníci podnikli kroky k genetickému inženýrství modifikovaného a účinnějšího Pfs25 pro jiné klinické studie. Obecně jsou takové přístupy slibné, ale existuje určité potenciální riziko, že cílový protein nebude přesně napodobovat přirozený protein na parazitu.

Domníváme se, že nový typ vakcíny, který inkorporuje lipozomy, může být slibným kandidátem pro adjuvans, které blokuje transmisi. Adjuvans je další složka vakcíny, která potencuje imunitní reakci. Liposomy jsou duté kuličky vyrobené z tukových molekul.

Výhodou liposomů ve srovnání s samotným proteinem Pfs25 je, že mohou pomoci dodávat více imunitních buněk parazitovému proteinu. Tyto buňky vychytávají liposomální vakcíny a spouští produkci více protilátek, které pak cílí na parazita za účelem destrukce a blokují onemocnění.

Tým Jonathana Lovella vyvinul liposom jako vakcínu pro boj proti malárii. V roce 2015 tým Dr. Lovella přišel na to, jak ukotvit proteiny do liposomu jejich připojením k řetězci aminokyselin, který se nazývá histidinovou značkou. Značka funguje jako kotva, která připojuje protein k liposomu.

Přidání molekuly obsahující kobalt, se strukturou podobnou vitaminu B12, učinilo strukturu liposomového proteinu stabilní.

Odstranění šíření malárie

Laboratoř Lovell vyvinula vakcínu na bázi lipozomů na bázi kobaltu, která na svém povrchu zobrazuje proteiny parazita.

Vytvoření této vakcíny je jednoduché. Jakmile máme lipozomy kobaltu a molekuly Pfs25-histidinu, jednoduše tyto části smícháme a struktury se vytvoří spontánně. Když je tento Pfs25 liposom injikován myším, spouští velké množství protilátek.

Protilátky u myší blokovaly vývoj parazitů ve střevech komára. Předpokládáme tedy, že když neinfikovaný komár kousne osobu infikovanou parazitem malárie, krev, kterou vysaje, bude nosit parazita a lidské protilátky, které zabrání tomu, aby se parazit rozmnožil ve střevě hmyzu.

Když jsme testovali tuto vakcínu u myší, zvířata pokračovala v produkci protilátek déle než 250 dnů. Tyto protilátky produkované v tomto období zabraňovaly rozvoji parazita malárie v průběhu tohoto období.

Posun vpřed

Dalším cenným rysem kobaltového liposomu je, že můžeme připojit různé proteiny z různých stadií vývoje parazitů k vytvoření částic, které spouští produkci mnoha typů protilátek - každý se zaměřuje na jedinečnou část parazita. Naše výsledky ukázaly, že k povrchu liposomu může být připojeno pět odlišných maláriových proteinů.

Viz také: Vědci objevují, jak se malariální paraziti stali rezistentními vůči drogám

Protilátky z myší imunizovaných lipozomy nesoucími více proteinů rozpoznaly mnoho stadií vývoje parazitů. Výsledky jsou slibné. V budoucnu plánujeme prozkoumat bezpečnost této vakcíny a to, zda bude fungovat pro různé druhy malárie.

Naším dalším krokem je testování naší vakcíny u jiných zvířat. Cílem je nakonec přeložit tuto technologii do klinických studií u lidí a posoudit, zda je liposomová technologie a strategie vakcinace blokující přenos účinným nástrojem pro prevenci šíření malárie.

Tento článek byl původně publikován na Konverzaci Wei-Chiao Huang a Jonathana Lovella. Přečtěte si originální článek zde.