Malaria Vaccine: Mus Studie afslører, at forskere er tættere end nogensinde

Er det muligt at udrydde malaria?

Det er et spørgsmål, som mange forskere har ramt, og mange ideer er blevet foreslået. Årsagen til, at malaria har fået så meget opmærksomhed, er, at det er en af ​​de dødeligste sygdomme, der smitter 200 millioner mennesker og dræber mere end 500.000 årligt, med spædbørn i Afrika, der lider af de fleste dødsfald.

Sygdommen er en stor byrde for menneskeheden, skadelige økonomier og social udvikling. Ifølge centrene for sygdomsbekæmpelse og forebyggelse kostede malariabehandlinger Afrika næsten 12 milliarder dollars om året. Rapporter har vist, at næsten 1.700 tilfælde diagnosticeres årligt i USA, normalt hos personer, der for nylig har rejst til regioner i Asien og Afrika, hvor sygdommen er endemisk.

Se også: Malaria-sniffing hunde kan være nøglen til tidligt livreddelsesdetektion

I nogle årtier har forskere arbejdet på en ny ide kaldet en "transmissionsblokerende vaccine." Denne vaccine er forskellig fra traditionelle vacciner, der beskytter modtageren mod at få sygdommen. Her blokerer vaccinen overførslen af ​​parasitten, der forårsager malaria fra en inficeret menneskelig vært til myg.

Når et menneske modtager en sådan vaccine, genereres specifikke antistoffer i blodet. Når en myg bidder og indtager blodet fra et inficeret menneske, bliver både parasitten og antistoffet optaget i mygens mave. En gang inde i myggen fastgør antistoffet til parasitten og hæmmer dets udvikling. Dette forhindrer myggen i at overføre sygdommen til en anden person.

Konceptet er modigt, men er endnu ikke testet i storforsøg.

Liposomer: En vaccinebærer

En vaccine virker ved at vise kroppen et stykke af den sygdomsfremkaldende mikrobe. Selve delen forårsager ikke sygdom, men giver kroppen et eksempel på invaderingen, så den kan forberede antistoffer, der vil mærke mikroben og mærke den til destruktion.

For at udvikle en kraftig vaccine, der fremkalder et stærkt antistofrespons, er valget af protein fra den sygdomsfremkaldende organisme kritisk. Forskere kommer ind på bestemte proteiner, som mikroberne producerer for at spike vaccinen. For vores arbejde valgte vi et godt undersøgt protein kaldet Pfs25, som findes på overfladen af ​​malariaparasiten.

Parasitten viser dette protein på overfladen, når det udvikler sig i mygens midgut. Pfs25 som målprotein til transmissionsblokerende vaccine er klinisk testet i fase I forsøg; Fremskridt er dog begrænset. Det skyldes, at Pfs25-proteinet i sig selv udløser kun svag produktion af specifikke antistoffer.

I andre tilgange har forskere taget skridt til at genetisk manipulere en modificeret og mere potent Pfs25 til andre kliniske forsøg. Generelt er sådanne tilgange lovende, men der er en vis potentiel risiko for, at målproteinet ikke nøjagtigt efterligner det naturlige protein på parasitten.

Vi mener, at en ny type vaccine, der inkorporerer liposomer, kan være en lovende kandidat til en transmissionsblokerende vaccineadjuvans. En adjuvans er en anden vaccinkomponent, som forstærker immunresponsen. Liposomer er hule kugler fremstillet af fedtmolekyler.

Fordelen ved liposomerne, sammenlignet med blot Pfs25-proteinet alene, er, at de kan bidrage til at levere mere parasitprotein til immunceller. Disse celler optager liposomale vacciner og udløser produktionen af ​​flere antistoffer, som derefter målretter mod parasitten for destruktion og blokerer sygdommen.

Jonathan Lovells team har udviklet et liposom som en vaccine til at bekæmpe malaria. I 2015 fandt Dr. Lovell's team ud af, hvordan man ankret proteiner til liposomet ved at vedhæfte dem til en streng af aminosyrer kaldet et histidin tag. Taggen fungerer som et anker, der lægger proteinet til liposomet.

Tilsætning af et koboltholdigt molekyle med en struktur svarende til vitamin B12 gjorde liposom-proteinstrukturen stabil.

Eliminerer spredning af malaria

Lovell lab udviklede en koboltslange liposombaseret vaccine, der viser parasitproteinerne på overfladen.

At gøre denne vaccine er enkel. Når vi har koboltliposomer og Pfs25-histidinmolekylerne, blandes vi simpelthen disse dele sammen, og strukturerne dannes spontant. Når dette Pfs25 liposom injiceres i mus, udløser det høje mængder af antistoffer.

Antistofferne i musene blokerede udviklingen af ​​parasitter i myggens tarm. Så vi forventer, at når en uinficeret myg bidder en person, der er smittet med malaria parasitten, vil blodet der suger op, bære parasitten og de menneskelige antistoffer, der forhindrer parasitten i at vokse i insektets tarm.

Da vi testede denne vaccine i mus, fortsatte dyrene til at producere antistoffer i mere end 250 dage. Disse antistoffer produceret igennem denne periode forhindrede udviklingen af ​​malariaparasiten i hele denne periode.

Bevæger sig fremad

Et andet værdifuldt træk ved koboltliposomet er, at vi kan vedhæfte en række proteiner fra forskellige stadier af parasitudvikling for at skabe en partikel, der udløser produktionen af ​​mange typer antistoffer - hver rettet mod en unik del af parasitten. Vores resultater viste, at fem forskellige malaria proteiner kunne bindes til liposomoverfladen.

Se også: Forskere opdager, hvordan malariale parasitter blev resistente over for narkotika

Antistofferne fra mus immuniseret med liposomer, der bærer flere proteiner, anerkendte mange stadier af parasitudvikling. Resultaterne virker lovende. I fremtiden planlægger vi at undersøge sikkerheden ved denne vaccine og om det vil fungere for forskellige arter af malaria.

Vores næste skridt er at teste vores vaccine hos andre dyr. Til sidst er målet at omsætte denne teknologi til menneskelige kliniske forsøg og vurdere, om liposomteknologien og transmissionsblokerende vaccinestrategi er et effektivt redskab til forebyggelse af spredning af malaria.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Wei-Chiao Huang og Jonathan Lovell. Læs den oprindelige artikel her.