Ученые приблизились к созданию эффективной вакцины против малярии

Многие ученые мечтают создать безопасную и эффективную вакцину от малярии. К настощему моменту создана вакцина на основе белка AMA1, необходимого паразиту Plasmodium falciparum для проникновения в клетки крови и развития у инфицированного человека малярии. Использование белка AMA1 в вакцине подготавливает иммунную систему человека к последующей «встрече» с паразитом. Однако в природе как паразит малярии, так и его поверхностный белок AMA1 встречаются в виде нескольких штаммов. И результаты тестирования ранее созданной вакцины на основе АМА1 на человеке показали, что она эффективна только против одного специфичного штамма P. falciparum.

Ученые под руководством Шитий Дутта (Sheetij Dutta) из Института Военных Исследований Уолтера Рида (Walter Reed Army Institute of Research, США) показали, что смесь белков AMA1, полученных от нескольких штаммов паразита, может устранить основные недостатки ранее созданного варианта вакцины, основанного на этом белке. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Pathogens.

Чтобы создать вакцину, защищающую организм человека от инфицирования бо́льшим числом штаммов плазмодия, ученые протестировали различные комбинации белка AMA1, полученные от разных штаммов паразита, на способность вызывать продукцию в клетках человека различных антител, необходимых для ингибирования паразита. Результаты экспериментов подтвердили, что комбинация белков AMA1, полученных от трех разных штаммов паразита, более эффективно ингибирует P. falciparum, чем смесь из этих белков, полученных от одного или двух штаммов. Одна из комбинаций, названная Quadvax, содержащая белки AMA1, полученные от четырех разных штаммов, вызвала более мощный иммунный ответ организма, чем комбинация штамм-специфичных антител, полученных в ответ на последовательное введение четырех разных штаммов. Более того, антитела, вырабатываемые организмом при введении Quadvax, ингибировали активность разных паразитов, включая многие штаммы, которые отличались от входящих в состав Quadvax. Результаты различных лабораторных тестов показали, что антитела, образование которых было индуцировано Quadvax, ингибировали рост 26 разных штаммов паразита.

Белок AMA1, кроме значимых отличий в разных штаммах паразита, также содержит консервативные открытые участки (антигенный детерминанты) на своей поверхности. Результаты исследований показали, что вакцинация Quadvax привела к образованию антител не только против вариабельных антигенных детерминант белка AMA1, но также против консервативных. Образования этих антител не происходило, если для иммунизации применялись индивидуальные штаммы. Похоже, что применение Quadvax повысило иммуногенность (способность вызывать иммунный ответ организма) консервативных частей белка. Поскольку антигенные детерминанты идентичны во всех штаммах, синтезируемые в результате антитела являются не штамм-специфичными антителами, а антителами широкого спектра действия.

По словам ученых, их целью было исследовать возможность расширить иммунный ответ организма с помощью синтеза антител в результате комбинирования белков AMA1. «Мы обнаружили, что Quadvax индуцировал образование не только более разнообразных штамм-специфичных антител, но и повышенное количество антител против консервативных эпитопов. При смешении комбинации этих антител оказывали синергичное действие, ингибируя многие штаммы паразита. Новые консервативные эпитопы, описанные в нашей статье, могут стать мишенями, воздействие на которые может дополнительно улучшить свойства вакцины. Важно, что полученные данные помогут разработать вакцину, предотвращающую развитие малярии на этапе инфицирования паразитом клеток крови человека», – говорят ученые.

Ученые надеются, что, несмотря на большое разнообразие штаммов P. falciparum в природе, вакцина, содержащая только несколько разных штаммов белка AMA1, обеспечит универсальную защиту, направляя иммунный ответ в сторону синтеза антител против консервативных антигенных детерминант. На следующем этапе исследований планируется протестировать формулу Quadvax, предназначенную для применения у человека, на модели заболевания на приматах и на модели заражения плазмодием клеток крови человека.

Красные клетки крови человека окружены внедряющимся в них паразитом малярии (окрашены фиолетовым цветом). (фото: Sheetij Dutta, CC-BY)

По материалам Public Library of Science

Оригинальная статья:
Sheetij Dutta, Lisa S. Dlugosz, Damien R. Drew, Xiopeng Ge, Diouf Ababacar, Yazmin I. Rovira, J. Kathleen Moch, Meng Shi, Carole A. Long, Michael Foley, James G. Beeson, Robin F. Anders, Kazutoyo Miura, J. David Haynes, Adrian H. Batchelor. Overcoming Antigenic Diversity by Enhancing the Immunogenicity of Conserved Epitopes on the Malaria Vaccine Candidate Apical Membrane Antigen-1. PLoS Pathogens, 2013; 9 (12): e1003840 DOI: 10.1371/journal.ppat.1003840