Koristeći viruse koji inficiraju bakterije da bi otkrili proteine koje je proklijao ozloglašeni parazit, naučnici su usavršili moguće ciljeve vakcine za šistosomijazu, zanemarenu tropsku bolest koja trenutno pogađa oko 600 miliona ljudi širom sveta, uzrokujući 280.000 smrtnih slučajeva godišnje.
Tim sa sjedištem u Brazilu iskoristio je metodu nazvanu displej faga, koja je prvi put opisana 1980-ih, kako bi ispitala parazite Schistosoma koji uzrokuju bolest, brže i sveobuhvatnije nego što su to mogli prethodni, spori istraživački napori.
„Često čujete argument da vakcina protiv šistosomijaze nije izvodljiva“, kaže Serđo Verjovski-Almeida, molekularni biolog sa Butantan instituta u Sao Paulu, Brazil, i viši autor studije.
Ali svaki patogen ima signalne oznake koje imuni sistem osobe može naučiti da prepozna, ako je napunjen vakcinom. Trik je u pronalaženju na koji protein da ciljate, da biste podstakli jak imuni odgovor.
Skrining patogena koji izazivaju bolesti za potencijalne ciljeve vakcine je skupa i dugotrajna vežba koja obično otkriva samo mali deo karakterističnih proteina patogena, izraženih na njegovoj spoljnoj površini.
Takođe, postoji mali finansijski podsticaj za farmaceutske kompanije da ulažu u razvoj vakcina za tropske bolesti koje pogađaju najsiromašnije ljude na svetu ako ne mogu da nadoknade svoje troškove – stoga su ove bolesti tako dugo zanemarene.
Šistosomijazu, takođe poznatu kao puževa groznica ili vodeni stomak, izazivaju parazitski crvi koji inficiraju puževe kao i ljude. Širi se u područjima sa lošom higijenom i sanitarnim uslovima gde je voda kontaminirana jajima crva, koja se izlegu i formiraju larve koje prodiru u kožu ljudi.
Jednom u krvotoku osobe, larve se transformišu u odrasle crve koji se zadržavaju u venama creva, izazivajući bolest dve do šest nedelja nakon početne infekcije.
Da bi razotkrio zverske parazite, brazilski tim se okrenuo displeju faga, tehniku koja je došla do izražaja poslednjih godina, a koristi se za profilisanje patogena koji izazivaju Chagasovu bolest, leptospirozu, pa čak i COVID-19.
„Fažni displej nikada nije bio korišćen za ovu svrhu u istraživanju parazitskih bolesti, što obično uključuje predizbor nekoliko meta za testiranje kandidatskih vakcina“, objašnjava molekularni biolog Instituta Butantan Murilo Sena Amaral.
Metoda uključuje korišćenje bakteriofaga za proučavanje interakcija protein-protein. U ovom slučaju, istraživači su okupili vojsku bakteriofaga konstruisanih da nose delove DNK koji kodiraju svih 11.641 poznatih proteina crva Schistosoma mansoni iz svake faze njihovog životnog ciklusa.
Bakteriofagi koji pokazuju ove proteine Schistosoma su zatim inkubirani sa uzorcima krvne plazme sa 10 rezus makaka zaraženih S. mansoni, jednom od nekoliko vrsta Schistosoma crva koje izazivaju različite oblike bolesti.
Ako se bakteriofag nađe u skladu sa antitelima koja proizvode rezus majmuni kao odgovor na njihovu infekciju, ti fagi bi mogli da se odvoje i analiziraju.
Ukupno, istraživači su otkrili 99,6 procenata od 119.747 DNK sekvenci koje kodiraju proteine šistozoma u plazmi majmuna – i otkrili da su neki bili posebno obilni, što sugeriše da su ključni proteini koji pokreću imuni odgovor na infekcije šistozoma.
„Naša otkrića su otkrila veliki deo imunološkog odgovora i otvorila obećavajuće izglede za razvoj efikasne vakcine“, kaže Verjovski-Almeida.
Na primer, istraživači su otkrili da su proteini ekstracelularnih parazita bili izraženiji u ranim fazama infekcije, dok su intracelularni proteini postali izraženiji kasnije.
Imajte na umu, međutim, da je ova identifikacija proteina samo prva prekretnica u dugom procesu razvoja funkcionalne vakcine. Proteini od interesa, ili trake njihovih genetskih kodova, moraju biti upakovane sa adjuvansom, sastojkom koji se koristi za jačanje imunoloških odgovora na vakcine, i testirani da bi se videlo da li funkcioniše u formulaciji.
Pilot test vakcinacije na miševima koji je testirao izbor najperspektivnijih kandidata za proteine, spojenih zajedno, ali ne upakovanih kao tipična vakcina, uspeo je da smanji broj crva koje su imunizovane životinje nosile.
Dakle, rani rezultati su ohrabrujući, ali evidencija o vakcinama protiv šistosomijaze govori o potpunoj realnosti razvoja vakcine.
Do danas, većina vakcina zasnovanih na proteinima za šistosomijazu nije uspela u kliničkim ispitivanjima da izazovu jak imuni odgovor ili zaštite od bolesti.
Samo jedan kandidat za vakcinu je stigao u završnu fazu ispitivanja kliničkog ispitivanja, gde su podaci pokazali da je bezbedna, ali ne i efikasna. Nade se polažu u drugu vakcinu koja ne zaostaje u fazi II testiranja, iako bi se mogla suočiti sa istom sudbinom.
Dobra stvar je što nakon ove studije, istraživači imaju mnogo više kandidata za istraživanje ako jedan ne uspe.
