Maliarijos vakcina: pelių tyrimas atskleidžia, kad mokslininkai yra arčiau nei kada nors anksčiau

Ar galima naikinti maliariją?

Tai yra klausimas, su kuriuo daugelis mokslininkų suprato, ir pasiūlyta daug idėjų. Malarija sukėlė tiek daug dėmesio, kad ji yra viena iš mirtingiausių ligų, užsikrėtusi 200 milijonų žmonių ir kasmet žudoma daugiau nei 500 000, o kūdikiai Afrikoje kenčia nuo mirties atvejų.

Liga yra didžiulė našta žmonijai, kenkianti ekonomikai ir socialinei plėtrai. Pagal ligų kontrolės ir prevencijos centrus, maliarijos gydymas kainuoja Afrikai beveik 12 mlrd. USD per metus. Ataskaitos parodė, kad Jungtinėse Valstijose kasmet diagnozuojama beveik 1700 atvejų, dažniausiai žmonėms, kurie neseniai keliavo į Azijos ir Afrikos regionus, kur liga yra endeminė.

Taip pat žiūrėkite: Maliarijos šnipinėjimo šunys gali būti raktas į ankstyvą gelbėjimo nustatymą

Keletą dešimtmečių mokslininkai rengia naują idėją, vadinamą „perdavimo blokuojančia vakcina“. Ši vakcina skiriasi nuo tradicinių vakcinų, kurios apsaugo recipientą nuo ligos. Čia vakcina blokuoja parazito, sukeliančio maliariją, užsikrėtimą žmogaus užkrėstais uodais.

Kai žmogus gauna tokią vakciną, kraujyje susidaro specifiniai antikūnai. Kai uodų įkandimas ir įsiskverbia į užsikrėtusio žmogaus kraują, tiek parazitas, tiek antikūnas yra patenka į uodų skrandį. Viduje uodai, antikūnas pritvirtina prie parazito ir slopina jo vystymąsi. Tai neleidžia uodui perduoti ligos kitam asmeniui.

Ši koncepcija yra drąsus, bet dar nebuvo išbandyta didelės apimties bandymuose.

Liposomos: vakcinos nešiklis

Vakcina veikia rodydama organizmui ligos sukėlėjo mikrobiologiją. Pati dalis nesukelia ligos, bet suteikia organizmui užpuoliko peržiūrą, kad ji galėtų paruošti antikūnus, kurie žymės mikrobą ir paženklintų jį sunaikinimui.

Norint sukurti stiprią vakciną, sukeliančią stiprią antikūnų reakciją, baltymų parinkimas iš ligos sukeliančio organizmo yra labai svarbus. Mokslininkai gyvena tam tikruose baltymuose, kuriuos mikrobai gamina vakcina. Mūsų darbui pasirinkome gerai ištirtą baltymą, vadinamą Pfs25, kuris randamas ant maliarijos parazito paviršiaus.

Parazitas parodo šį baltymą ant jo paviršiaus, kai jis vystosi uodų viduryje. Pfs25 kaip tikslinis baltymas perdavimo blokavimo vakcinai buvo kliniškai išbandytas I fazės tyrimuose; tačiau pažanga buvo ribota. Taip yra todėl, kad Pfs25 baltymas pats savaime sukelia tik silpną specifinių antikūnų gamybą.

Kitais būdais mokslininkai ėmėsi priemonių genetiškai modifikuoti modifikuotus ir stipresnius Pfs25 kitiems klinikiniams tyrimams. Apskritai tokie metodai yra perspektyvūs, tačiau yra tam tikras pavojus, kad tikslinis baltymas tiksliai nesimatuoja natūralaus baltymo ant parazito.

Manome, kad naujo tipo vakcina, kurioje yra liposomų, gali būti perspektyvus transmisijos blokuojančios vakcinos adjuvanto kandidatas. Adjuvantas yra kitas vakcinos komponentas, stiprinantis imuninį atsaką. Liposomos yra tuščiaviduriai rutuliai, pagaminti iš riebalų molekulių.

Liposomų pranašumas, lyginant su tik Pfs25 baltymu, yra tas, kad jie gali padėti suteikti daugiau parazitų baltymų imuninėms ląstelėms. Šios ląstelės ima liposomines vakcinas ir sukelia daugiau antikūnų, kurie nukreipia parazitą sunaikinimui ir blokuoja ligą.

Jonathan Lovell komanda sukūrė liposomą kaip vakciną kovojant su maliarija. 2015 m. Dr. Lovell komanda suprato, kaip prijungti baltymus prie liposomos, prijungiant juos prie amino rūgščių eilutės, vadinamos histidino žyma. Žyma veikia kaip inkaro, kuris prijungia baltymą prie liposomos.

Kobalto turinčios molekulės, kurios struktūra panaši į vitamino B12, pridėjimas padarė liposomų baltymų struktūrą stabilią.

Pašalinti maliarijos plitimą

„Lovell“ laboratorija sukūrė kobalto lydytą, liposomų pagrindu pagamintą vakciną, kuri savo paviršiuje parodo parazitų baltymus.

Padaryti šią vakciną paprasta. Kai mes turime kobalto liposomas ir Pfs25-histidino molekules, mes paprasčiausiai sumaišome šias dalis ir struktūros spontaniškai. Kai šis Pfs25 liposomas švirkščiamas į peles, jis sukelia daug antikūnų.

Pelių blokai blokavo parazitų vystymąsi uodų žarnyne. Taigi tikimės, kad kai neužkrėstas uodų įkandimas užsikrėtusiu maliarijos parazitu, kraujas, kurį jis sugeria, bus parazitas ir žmogaus antikūnai, kurie užkirs kelią parazitui daugintis vabzdžių žarnyne.

Kai ištyrėme šią vakciną pelėms, gyvūnai toliau gamino antikūnus daugiau nei 250 dienų. Šie per šį laikotarpį pagaminti antikūnai užkirto kelią maliarijos parazito vystymuisi per šį laikotarpį.

Judėti pirmyn

Kita vertinga kobalto liposomų savybė yra ta, kad mes galime priskirti įvairius baltymus iš skirtingų parazitų vystymosi etapų, kad sukurtume dalelę, kuri sukelia daugelio tipų antikūnų gamybą - kiekviena nukreipta į unikalią parazito dalį. Mūsų rezultatai parodė, kad prie liposomų paviršiaus galima prijungti penkis skirtingus maliarijos baltymus.

Taip pat žiūrėkite: Mokslininkai atranda, kaip malariniai parazitai tapo atsparūs vaistams

Antikūnai iš pelių, imunizuotų liposomomis, turinčiomis daug baltymų, atpažino daugelį parazitų vystymosi etapų. Rezultatai atrodo perspektyvūs. Ateityje planuojame ištirti šios vakcinos saugumą ir ar ji veiks skirtingoms maliarijos rūšims.

Kitas žingsnis - išbandyti mūsų vakciną kitiems gyvūnams. Galiausiai siekiama, kad ši technologija būtų išversta į žmogaus klinikinius tyrimus ir įvertinama, ar liposomų technologija ir perdavimo blokavimo vakcinos strategija yra veiksminga priemonė siekiant užkirsti kelią maliarijos plitimui.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Wei-Chiao Huang ir Jonathan Lovell pokalbyje. Skaitykite originalų straipsnį čia.