Беспрецедентно впервые ученые из Детского исследовательского института Сиэтла разработали генетически ослабленного паразита (GAP), который задерживает малярию человека на поздней стадии печени. Их результаты, опубликованные в JCI Insight, открывают путь к созданию новой вакцины нового поколения против Plasmodium falciparum, паразита, вызывающего самую смертоносную форму малярии у людей.
По словам доктора. Дебашри Госвами, сотрудник лаборатории Каппе в Центре глобальных исследований инфекционных заболеваний и ведущий автор статьи, кандидат на вакцину, основанный на их выводах, может предложить защиту тем, кто живет в регионах, где передача малярии широко распространен среди населения.
Необходимы более эффективные вакцины, чтобы успешно искоренить малярию – болезнь, от которой ежегодно умирают более 228 миллионов случаев и 400 000 смертей. Вакцина, которая нацелена на клинически скрытую фазу паразитарной инфекции в печени и предотвращает заражение на стадии крови, не только снизит смертность в особо уязвимых группах, таких как дети в возрасте до 5 лет, но и заблокирует цикл передачи.
"Даже самые многообещающие экспериментальные вакцины-кандидаты, которые могут обеспечить до 52% защиты в районах с интенсивной передачей малярии, нуждаются в улучшении для ликвидации малярии," Госвами сказал. "Надо стремиться к 100% защите."
Пионер в разработке вакцин против малярии GAP
Лаборатория Каппе является пионером в разработке вакцин GAP от малярии. Чтобы создать GAP, ученые отбирают гены, которые нужно удалить из ДНК паразита. Такой подход позволяет останавливать GAP в печени, не доходя до опасной стадии инфицирования крови.
Остановка этих пробелов в печени подвергает их воздействию иммунной системы и порождает мощный и эффективный иммунный ответ, который может блокировать новую инфекцию малярии с момента укуса инфекционного комара.
Вакцина GAP первого поколения, получившая название GAP3KO, успешно прошла первую фазу клинических испытаний безопасности и продолжает клиническую разработку.
GAP, останавливающие позднюю стадию печени, стремятся стать золотым стандартом в разработке вакцин
Чтобы улучшить GAP первого поколения, Госвами и ее коллеги стремились разработать GAP, который развивается на стадии печени как можно дольше, прежде чем остановить.
Лабораторные исследования малярии на грызунах показали, что GAP, останавливающие позднюю стадию печени, намного превосходят по выработке устойчивых иммунных ответов по сравнению с GAP, блокирующими раннюю стадию, такими как GAP3KO. Однако перенести их результаты на паразитов малярии человека оказалось непросто.
"Поздняя стадия остановки печени P. falciparum GAP, даст нам новый золотой стандарт вакцины против малярии," Госвами сказал.
Исследования генерируют многообещающие GAP, позволяющие с опозданием
По-прежнему воодушевленный своими более ранними открытиями, Госвами продолжил поиск гена-мишени, удаление которого позволило бы малярийному паразиту человека нормально развиваться в комаре, претерпевать значительную репликацию в клетках печени и затем останавливаться на поздней стадии печени.
В недавно опубликованной статье она и ее соавторы описывают результаты своего поиска на основе гена, который они идентифицировали в P. falciparum под названием Mei2.
"Делеция Mei2 у малярийных штаммов грызунов и человека вызвала задержку паразита на очень поздних стадиях развития печени," Госвами сказал. "Важно отметить, что мы все еще могли производить большое количество спорозоитов, паразитарной стадии, когда передается от комара человеку."
Затем команда проверила клоны P. falciparum с Mei2 GAP у химерных мышей с печенью человека, модель, используемая для исследования печени человека в лаборатории. Они обнаружили, что эти GAP реплицируются, как ожидалось, и задерживаются очень поздно на стадии развития печени и не переходят в стадию крови, как это делают паразиты дикого типа без генетической модификации.
"Обнадеживает постоянная профилактика перехода в стадию инфекции крови в лаборатории," Госвами сказал. "Впервые у нас есть жизнеспособный P. falciparum, GAP, задерживающий позднюю стадию печени, мы надеемся продвинуться в разработке вакцины против малярии."
Разработка вакцины нового поколения
Хотя Госвами предупреждает, что модели, использованные в их исследованиях, не могут полностью имитировать то, как GAP может вести себя в реальной печени человека, она считает, что есть достаточные доказательства для перевода кандидата на вакцину Mei2 GAP в раннюю фазу клинических испытаний.
"Наше исследование обеспечивает основу, на которой мы можем создать вакцину GAP следующего поколения с потенциально повышенной эффективностью против малярии," она сказала. "Достижение более высокого уровня защиты при блокировании передачи, вероятно, будет иметь важное значение для конечной цели искоренения малярии."