Malaria Vaccin: muizenstudie onthult Wetenschappers zijn dichterbij dan ooit

Is het mogelijk om malaria uit te roeien?

Het is een vraag waarmee veel onderzoekers worstelen, en er zijn veel ideeën aangedragen. De reden dat malaria zo veel aandacht heeft gekregen is dat het een van de dodelijkste ziektes is, 200 miljoen mensen infecteert en jaarlijks meer dan 500.000 mensen doodt, waarbij baby's in Afrika de meerderheid van de dodelijke slachtoffers lijden.

De ziekte is een enorme last voor de mensheid, schadelijke economieën en sociale ontwikkeling. Volgens de Centers for Disease Control and Prevention kosten malariabehandelingen Afrika bijna $ 12 miljard per jaar. Uit rapporten is gebleken dat jaarlijks bijna 1700 gevallen worden gediagnosticeerd in de Verenigde Staten, meestal bij mensen die onlangs naar regio's in Azië en Afrika zijn gereisd waar de ziekte endemisch is.

Zie ook: Malaria-snuivende honden kunnen de sleutel zijn tot vroege, levensreddende detectie

Tientallen jaren hebben onderzoekers gewerkt aan een nieuw idee, een 'transmissieblokkerend vaccin'. Dit vaccin verschilt van traditionele vaccins die de ontvanger beschermen tegen het krijgen van de ziekte. Hier blokkeert het vaccin de overdracht van de parasiet die malaria veroorzaakt door een geïnfecteerde menselijke gastheer tegen muggen.

Wanneer een mens een dergelijk vaccin ontvangt, worden specifieke antilichamen in het bloed gegenereerd. Wanneer een mug bijt en het bloed van een geïnfecteerd mens opneemt, worden zowel de parasiet als het antilichaam opgenomen in de maag van de mug. Eenmaal binnen in de mug hecht het antilichaam zich aan de parasiet en remt het de ontwikkeling ervan. Dit voorkomt dat de mug de ziekte overdraagt ​​aan een andere persoon.

Het concept is gewaagd maar is nog niet getest in grootschalige proeven.

Liposomen: een vaccin-drager

Een vaccin werkt door het lichaam een ​​stukje van de ziekteverwekkende microbe te laten zien. Het onderdeel zelf veroorzaakt geen ziekte, maar geeft het lichaam een ​​voorbeeld van de indringer zodat het antilichamen kan bereiden die de microbe labelen en labelen voor vernietiging.

Om een ​​krachtig vaccin te ontwikkelen dat een sterke antilichaamrespons induceert, is de keuze van het eiwit uit het ziekteverwekkende organisme van cruciaal belang. Wetenschappers wonen in op bepaalde eiwitten die de microben produceren om het vaccin te spietsen. Voor ons werk kozen we voor een goed bestudeerd eiwit, Pfs25, dat op het oppervlak van de malariaparasiet wordt aangetroffen.

De parasiet vertoont dit eiwit op het oppervlak wanneer het zich ontwikkelt in het midden van de mug. Pfs25 als doelwiteiwit voor transmissieblokkeervaccin is klinisch getest in Fase I-onderzoeken; de voortgang is echter beperkt. Dat komt omdat het Pfs25-eiwit alleen tot een zwakke productie van specifieke antilichamen leidt.

In andere benaderingen hebben onderzoekers stappen ondernomen om een ​​gemodificeerde en krachtiger Pfs25 genetisch te engineeren voor andere klinische onderzoeken. Over het algemeen zijn dergelijke benaderingen veelbelovend, maar er is een potentieel risico dat het doeleiwit het natuurlijke eiwit op de parasiet niet exact nabootst.

Wij geloven dat een nieuw type vaccin dat liposomen incorporeert een veelbelovende kandidaat kan zijn voor een adjuvans voor het blokkeren van vaccins. Een adjuvans is een andere vaccincomponent die de immuunrespons potentieert. Liposomen zijn holle bollen gemaakt van vetmoleculen.

Het voordeel van de liposomen, in vergelijking met alleen het Pfs25-eiwit, is dat ze kunnen helpen meer parasieteiwit aan immuuncellen af ​​te leveren. Deze cellen nemen de liposomale vaccins op en veroorzaken de productie van meer antilichamen die vervolgens de parasiet op vernietiging richten en de ziekte blokkeren.

Het team van Jonathan Lovell heeft een liposoom ontwikkeld als een vaccin ter bestrijding van malaria. In 2015 ontdekte het team van Dr. Lovell hoe je eiwitten aan het liposoom kon verankeren door ze te hechten aan een reeks aminozuren, een histidine-tag genoemd. De tag werkt als een anker dat het eiwit aan het liposoom hecht.

Het toevoegen van een kobalt-bevattend molecuul, met een structuur vergelijkbaar met vitamine B12, maakte de liposoom-eiwitstructuur stabiel.

Het elimineren van de verspreiding van malaria

Het Lovell-lab ontwikkelde een op kobalt gesmeerd, op liposomen gebaseerd vaccin dat de parasieteiwitten op het oppervlak vertoont.

Het maken van dit vaccin is eenvoudig. Als we eenmaal de kobalt-liposomen en de Pfs25-histidinemoleculen hebben, mengen we deze delen eenvoudig samen en vormen de structuren spontaan. Wanneer dit Pfs25-liposoom in muizen wordt geïnjecteerd, triggert het grote hoeveelheden antilichamen.

De antilichamen in de muizen blokkeerden de ontwikkeling van parasieten in de darm van de mug. Dus we verwachten dat wanneer een niet-geïnfecteerde mug een persoon bijt die is geïnfecteerd met de malariaparasiet, het bloed dat het opzuigt de parasiet en de menselijke antilichamen zal dragen die zullen voorkomen dat de parasiet zich vermenigvuldigt in de darm van het insect.

Toen we dit vaccin bij muizen testten, bleven de dieren gedurende meer dan 250 dagen antilichamen aanmaken. Deze antilichamen die gedurende deze periode zijn geproduceerd, hebben gedurende deze periode de ontwikkeling van de malariaparasiet voorkomen.

Vooruit gaan

Een ander waardevol kenmerk van het kobaltliposoom is dat we een verscheidenheid aan eiwitten uit verschillende stadia van de ontwikkeling van parasieten kunnen hechten om een ​​deeltje te maken dat de productie van vele soorten antilichamen triggert, die elk een uniek deel van de parasiet targeten. Onze resultaten lieten zien dat vijf verschillende malaria-eiwitten aan het liposoomoppervlak konden worden gehecht.

Zie ook: Wetenschappers ontdekken hoe Malariële parasieten resistent werden tegen drugs

De antilichamen van muizen geïmmuniseerd met liposomen die meerdere eiwitten dragen, herkenden vele stadia van ontwikkeling van parasieten. De resultaten lijken veelbelovend. In de toekomst zijn we van plan om de veiligheid van dit vaccin te onderzoeken en of het zal werken voor verschillende soorten malaria.

Onze volgende stap is om ons vaccin te testen bij andere dieren. Uiteindelijk is het doel om deze technologie te vertalen naar klinische proeven bij mensen en te beoordelen of de liposoomtechnologie en de transmissie-blokkerende vaccinstrategie een effectief middel is om de verspreiding van malaria te voorkomen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation van Wei-Chiao Huang en Jonathan Lovell. Lees hier het originele artikel.