Malaria Vaksine: Musstudie avslører at forskere er nærmere enn noen gang

Er det mulig å utrydde malaria?

Det er et spørsmål som mange forskere har grepet, og mange ideer har blitt foreslått. Årsaken til at malaria har fått så mye oppmerksomhet er at det er en av de dødeligste sykdommene, smittet 200 millioner mennesker og dreper mer enn 500.000 årlig, med spedbarn i Afrika som lider av de fleste dødsfall.

Sykdommen er en stor byrde for menneskeheten, skadelige økonomier og sosial utvikling. Ifølge senter for sykdomskontroll og forebygging koster malaria behandlinger Afrika nesten 12 milliarder dollar per år. Rapporter har vist at nesten 1700 tilfeller diagnostiseres årlig i USA, vanligvis hos personer som nylig har reist til regioner i Asia og Afrika hvor sykdommen er endemisk.

Se også: Malaria-sniffing hunder kan være nøkkelen til tidlig, livreddelsesdeteksjon

I noen tiår har forskere jobbet med en ny ide som heter "transmisjons-blokkerende vaksine." Denne vaksinen er forskjellig fra tradisjonelle vaksiner som beskytter mottakeren mot å få sykdommen. Her blokkerer vaksinen overføringen av parasitten som forårsaker malaria fra en infisert menneskelig vert til mygg.

Når et menneske får en slik vaksine, genereres spesifikke antistoffer i blodet. Når en mygg biter og inntar blodet fra et smittet menneske, tas parasitten og antistoffet opp i myggens mage. En gang inne i mygga festes antistoffet til parasitten og hemmer utviklingen. Dette forhindrer mygget fra å overføre sykdommen til en annen person.

Konseptet er fet, men har ennå ikke blitt testet i storforsøk.

Liposomer: En Vaksinebærer

En vaksine fungerer ved å vise kroppen et stykke av sykdomsfremkallende mikrobe. Delen selv forårsaker ikke sykdom, men gir kroppen en forhåndsvisning av invaderingen, slik at den kan forberede antistoffer som vil merke mikroben og merke den til destruksjon.

For å utvikle en kraftig vaksine som fremkaller en sterk antistoffrespons, er valget av protein fra den sykdomsfremkallende organismen kritisk. Forskere går inn på bestemte proteiner som mikrober produserer for å spike vaksinen. For vårt arbeid valgte vi et godt studert protein kalt Pfs25, som finnes på overflaten av malariaparasitten.

Parasitten viser dette proteinet på overflaten når det utvikler seg i myggens midgut. Pfs25 som målprotein for transmisjonsblokkerende vaksine har blitt klinisk testet i fase I-studier; Fremskritt har imidlertid vært begrenset. Det skyldes at Pfs25-proteinet i seg selv bare utløser svak produksjon av spesifikke antistoffer.

I andre tilnærminger har forskere tatt skritt for å genetisk manipulere en modifisert og mer potent Pfs25 for andre kliniske studier. Generelt er slike tilnærminger lovende, men det er noen potensiell risiko for at målproteinet ikke akkurat etterligner det naturlige proteinet på parasitten.

Vi tror at en ny type vaksine som inkorporerer liposomer, kan være en lovende kandidat for en transmisjons-blokkerende vaksineadjuvans. En adjuvans er en annen vaksine komponent som forsterker immunresponsen. Liposomer er hule sfærer laget av fettmolekyler.

Fordelen med liposomene, sammenlignet med bare Pfs25-proteinet alene, er at de kan bidra til å levere mer parasittprotein til immunceller. Disse cellene opptar liposomale vaksiner og utløser produksjonen av flere antistoffer som deretter retter seg mot parasitten for destruksjon og blokkerer sykdommen.

Jonathan Lovells team har utviklet et liposom som en vaksine for å bekjempe malaria. I 2015 fant Dr. Lovells team ut hvordan man anker proteiner til liposomet ved å knytte dem til en streng aminosyrer kalt en histidin-tag. Koden fungerer som et anker som fester proteinet til liposomet.

Tilsetning av et koboltholdig molekyl, med en struktur som ligner vitamin B12, gjorde liposom-proteinstrukturen stabil.

Eliminerer spredning av malaria

Lovell lab utviklet en koboltslakket, liposombasert vaksine som viser parasittproteiner på overflaten.

Å gjøre denne vaksinen er enkel. Når vi har koboltliposomer og Pfs25-histidinmolekylene, blander vi bare disse delene sammen, og strukturene dannes spontant. Når dette Pfs25 liposomet injiseres i mus, utløser det høye mengder antistoffer.

Antistoffene i musene blokkerte utviklingen av parasitter i myggens tarm. Så vi forventer at når en uinfisert mygg biter en person som er smittet med malariaparasitten, vil blodet som suger opp, bære parasitten og de menneskelige antistoffene som forhindrer at parasitten multipliserer i insektets tarm.

Når vi testet denne vaksinen i mus, fortsatte dyrene å produsere antistoffer i mer enn 250 dager. Disse antistoffene produsert gjennom denne perioden forhindret utviklingen av malariaparasitten gjennom hele denne perioden.

Går videre

Et annet verdifullt trekk ved koboltliposomet er at vi kan feste en rekke proteiner fra forskjellige stadier av parasittutvikling for å skape en partikkel som utløser produksjonen av mange typer antistoffer - hver rettet mot en unik del av parasitten. Våre resultater viste at fem forskjellige malariaproteiner kunne festes til liposomoverflaten.

Se også: Forskere oppdager hvordan malarial parasitter ble resistente mot narkotika

Antistoffene fra mus immunisert med liposomer som bærer flere proteiner, anerkjente mange stadier av parasittutvikling. Resultatene synes lovende. I fremtiden planlegger vi å undersøke sikkerheten til denne vaksinen, og om den vil fungere for forskjellige arter av malaria.

Vårt neste skritt er å teste vår vaksine hos andre dyr. Til slutt er målet å oversette denne teknologien til menneskelige kliniske studier og vurdere om liposomteknologien og transmisjonsblokkerende vaksine-strategien er et effektivt verktøy for å forhindre spredning av malaria.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Wei-Chiao Huang og Jonathan Lovell. Les den opprinnelige artikkelen her.