Ученые успешно протестировали новый подход к вакцине от малярии в экспериментах на животных. Они использовали генетически модифицированных малярийных паразитов, которые нормально развивались в комаре, но значительно медленнее в мышах.

При последующем заражении немодифицированными патогенами грызуны были защищены от тяжелых заболеваний, и типичные симптомы малярии не проявлялись. Результаты были опубликованы в EMBO Molecular Medicine .

Вакцинация против тропического инфекционного заболевания малярии является предметом интенсивных исследований во всем мире. Однако в настоящее время не существует вакцины, которая была бы достаточно надежной и доступной.

Ученые с медицинского факультета Гейдельбергского университета, Центра инфекционных заболеваний при университетской клинике Гейдельберга (UKHD) и Немецкого центра исследований инфекций (DZIF) разработали новый подход и уже успешно опробовали его в экспериментах на животных .

Они использовали генетически модифицированных малярийных паразитов, которые размножались у мышей так медленно после передачи комарами, что иммунная система животных была способна успешно с ними бороться. Была сформирована иммунная память, которая в разной степени защищала вакцинированных животных от тяжелых симптомов при последующих инфекциях малярии. Результаты могут поддержать разработку надежных вакцин в будущем.

Доктор Джулия Сэттлер, первый автор опубликованной сейчас статьи, искала способ максимально подготовить иммунную систему к заражению плазмодиями. «Возбудитель развивается из так называемых спорозоитов, которые передаются через укус комара, через печеночные стадии в кровяные, которые вызывают тяжелые симптомы.

«Поэтому полностью «безвредная» инфекция должна работать лучше, чем, например, отдельные белковые фрагменты патогенов», — говорит она.

Медленное развитие устойчиво активирует иммунную систему
Исследования в базе данных генов помогли в поиске «безвредного» паразита Plasmodium: половина из примерно 5000 генов паразита уже расшифрована и в определенной степени описана. Известно, какие из этих генов могут влиять на скорость развития паразита в крови.

Команде удалось создать 17 линий паразита грызунов Plasmodium berghei, в каждой из которых один из этих генов развития был выключен. Некоторые из этих линий на самом деле развивались значительно медленнее, но в основном нормально в комаре и печени инфицированных мышей.

Две линии были успешно побеждены иммунной системой мышей. «Эти два основных кандидата на вакцину были также самыми медленными линиями. Им потребовалось примерно в три-четыре раза больше времени, чтобы развиться и размножиться, чем немодифицированным плазмодиям», — говорит доктор Сэттлер.

Самая медленная линия достигла самого безопасного эффекта вакцинации: при последующих заражениях немодифицированными патогенами через три, шесть или двенадцать месяцев ни одно из вакцинированных животных не погибло; они либо были полностью защищены от малярии, либо у них развивались лишь легкие симптомы, которые проходили сами по себе.

Передача человеку осложняется
Команда под руководством профессора Фридриха Фришкнехта, руководителя исследовательской группы в Центре инфектологии UKHD и ученого в области исследований DZIF «Малярия и забытые тропические болезни», в настоящее время работает над переносом метода на людей. Исследователи уже создали две линии возбудителя малярии человека, Plasmodium falciparum, с более медленной скоростью роста. Однако Plasmodium falciparum не размножается у мышей.

«Хотя мы можем производить генетически модифицированных паразитов, заражающих человека, они не проходят полный цикл развития в лабораторных условиях. Это затрудняет отфильтровывание наиболее подходящих вариантов.

«До сих пор мы использовали кровь и клеточные культуры , но это едва ли сопоставимо с ситуацией в живых организмах», — говорит профессор Фришкнехт. «Мы считаем наш подход многообещающим, но нам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем мы сможем проверить его на людях. Тем не менее, он уже дает нам ценную информацию для разработки надежных вакцин».

Срочно нужна надежная вакцина
Около 250 миллионов человек ежегодно заболевают малярией, около 95% из них в Африке. Более 600 000 человек умирают от нее каждый год, в основном дети в возрасте до 5 лет. Возбудители переносятся комарами и изначально поражают клетки печени в организме. Там они развиваются в агрессивную форму, которая проникает в эритроциты, где она массово размножается и разрушает клетки крови.

Это вызывает часто опасные для жизни симптомы малярии: повторяющиеся приступы лихорадки, анемию, закупорку сосудов и даже отказ органов и кому. Рано или поздно возбудители вырабатывают устойчивость к лекарствам.

Вакцинация была бы лучше. Однако современные подходы к вакцинации с использованием фрагментов определенных патогенных белков или дегенерированных полных паразитов либо обеспечивают лишь неудовлетворительную защиту от тяжелых течений болезни, либо слишком дороги.