Vaccinerer mennesker for at beskytte myg mod malaria

I årtier, forskere har forsøgt at udvikle en vaccine, der forhindrer myg i at sprede malaria blandt mennesker.

Denne unikke tilgang-hvor immuniserede mennesker overfører antimalarialproteiner til myg, når de bliver bidt-kaldes en transmissionsblokerende vaccine (TBV). Et par malaria TBV'er har vist løfte, men de er ikke blevet testet bredt på grund af uønskede bivirkninger eller begrænset effektivitet.

Det kan ændre sig.

Et bioteknologisk fremskridt rapporterede mandag, 8. oktober kl. i journalen Naturnanoteknologi beskriver, hvordan et universitet ved Buffalo-ledet forskerhold har udtænkt en enkel måde at øge effektiviteten af ​​malaria TBV'er.

Hvis det lykkes, det kan hjælpe med at reducere spredningen af ​​sygdommen, som dræber mere end 400, 000 mennesker årligt, for det meste små børn i Afrika syd for Sahara.

"Malaria er et enormt globalt problem. Denne tilgang-ved hjælp af en transmission, der blokerer for transmission-kan være en del af en række værktøjer, som vi bruger til at tackle sygdommen, "siger undersøgelsens hovedforfatter, Jonathan Lovell, Ph.d., lektor i biomedicinsk teknik, et fælles program for UB's School of Engineering and Applied Sciences og Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences ved UB.

Medforfattere omfatter forskere fra Walter Reed Army Institute of Research, National Institutes of Health, McGill University og PATH Malaria Vaccine Initiative.

Hvordan spredes malaria

Brug af TBV'er til at bekæmpe malariastængler, delvis, fra hvordan sygdommen spredes. Sådan fungerer det:En myg, der bærer sygdommen, bider et barn og overfører malariaparasitten til hende. Senere, en ikke-inficeret myg bider barnet, og denne gang er det pigen, der sender parasitten til myggen. At myg senere bider et nyt offer og inficerer dem med parasitten.

Udviklingen af ​​effektive TBV'er - kombineret med bugnet, insekticider, antiparasitære lægemidler og andre typer vacciner-kan hjælpe med at bryde denne onde cyklus, siger fortalerne. Selvom en TBV ikke direkte ville forhindre en immuniseret person i at blive smittet, vaccinen ville reducere chancerne for, at mennesker, der bor i dette samfund, får malaria, forhåbentlig til nul.

Tidligere forskning på dette område har fokuseret på teknikker som genteknologi og kemisk binding af toksinproteiner for at øge TBV -responsen. Hver strategi har potentiale, men de er også tid- og ressourcekrævende. Bioteknologien skabt af det UB-ledede forskerhold adskiller sig i sin relative lette montering og generelle effektivitet, Lovell siger.

Malariaparasitens livscyklus omfatter mange stadier. Forskellige malariaproteiner repræsenterer de bedste vaccinemålantigener, som er proteiner, som en vaccine opbygger et immunrespons mod. For at rense disse antigener for en vaccine, de modificeres ofte med en lille kæde af aminosyrer kaldet et polyhistidin-tag.

Forskergruppens opdagelse

Forskere opdagede, at antigenerne kunne blandes med nanopartikler indeholdende små mængder cobalt-porphyrin og phospholipid. Kobolt-porfyrin, som ligner struktur i vitamin B12, er ansvarlig for at binde nanopartiklen til antigenerne.

Den resulterende struktur er en næste generations adjuvans, som er et immunologisk middel, der øger effektiviteten af ​​vacciner. Vaccinen virker ved at få mennesker til at lave malaria-angrebende antistoffer, som derefter overføres til myggen, da den bider det immuniserede menneske.

I test med mus og kaniner, forskere viste, at antistoffer fra et protein kaldet Pfs25 effektivt blokerede udviklingen af ​​malariafremkaldende parasitter inde i tarmene på myg. Yderligere tests parrede adjuvansen med flere malariaantigener, tyder på sit løfte om at blokere spredningen af ​​malaria på mange stadier af sygdommen.

Forskergruppens næste trin er at forberede yderligere eksperimenter, der vil retfærdiggøre at flytte teknologien til forsøg med mennesker.