Inficiranje dobrovoljaca malarijom otkriva zašto se neki razbole, a drugi ne – i ukazuje na načine da se vakcinacijom izazove jači imunitet.
Studija o „ljudskom izazovu“ – namerno inficiranje dobrovoljaca malarijom – otkrila je ključne uvide u to kako nove, efikasnije vakcine protiv malarije mogu biti dizajnirane.
Malariju prenose određene vrste komaraca i bila je odgovorna za oko 608.000 smrtnih slučajeva 2022. godine, uglavnom u podsaharskoj Africi.
Ispitivanje je pokazalo da je princip iza većine vakcina – stvaranje antitela koja se vezuju za patogen i blokiraju njegovo ulazak u ljudske ćelije – samo deo priče o infekciji malarijom. Umesto toga, pokazalo se da antitela koja efikasno „regrutuju“ druge delove imunog sistema više štite od bolesti kod infekcije malarije.
Međunarodni istraživački tim je već izolovao jedan potencijalni put za proizvodnju ovih vrsta antitela i proizvodi eksperimentalne vakcine na više platformi kako bi identifikovao koja od njih izaziva najbolji odgovor.
Istraživanje, koje su predvodili naučnici sa Imperijal koledža u Londonu, Univerzitetske bolnice Hajdelberg i Instituta za medicinska istraživanja Kenije, objavljeno je u časopisima Immuniti and Life Science Alliance.
Vodeći istraživač, profesor Faith Osier, ko-direktor Instituta za infekcije i katedre za imunologiju i vakcinologiju malarije na Odeljenju za životne nauke na Imperial College London, i direktor Chanjo Hub-a, rekao je: „Malarija je još uvek ozbiljan teret koji ubija stotine hiljada ljudi svake godine, uglavnom dece mlađe od 5 godina. Imamo mnogo sredstava za borbu protiv ove bolesti, ali napredak je zaustavljen i jako su nam potrebne vakcine protiv malarije koje su veoma efikasne i nude dugoročnu zaštitu.
„Naša studija pokazuje da je način na koji smo razmišljali o vakcinama suviše uzak u smislu kako bi one mogle da funkcionišu. Ovi nalazi bi mogli da poboljšaju vakcine za malariju i šire, potencijalno spasivši mnoge živote širom sveta.“
Teže je osmisliti vakcine za malariju nego infekcije kao što je COVID-19, zbog složenosti parazita malarije. Virus koji izaziva COVID-19 sastoji se od oko 30 proteinskih građevnih blokova, dok malariju izaziva parazit koji se sastoji od više od 5.000.
Parazit malarije takođe prelazi kroz nekoliko različitih oblika unutar ljudskog tela i komarca dok završava svoj životni ciklus. Za imuni sistem, ovo znači da pokušavate da uđete u trag napadaču koji se stalno menja.
Klinički simptomi malarije se razvijaju kada parazit uđe u ljudska crvena krvna zrnca gde raste, umnožava se i kontinuirano inficira i uništava nove crvene krvne ćelije. Razvoj vakcine se stoga logično fokusirao na blokiranje ulaska parazita u ljudske ćelije, što se naziva inhibicija invazije.
Ovo funkcioniše tako što ometa sistem proteina u stilu „ključ i ključ“. Protein na parazitu bi mogao biti brava, dok bi drugi, na crvenim krvnim zrncima, bio ključ. Vakcine deluju tako što stvaraju antitela koja blokiraju interakciju između brave i ključa, obično lepljenjem brave na parazitu.
Identifikovanje „brave“ za malariju je bilo teško. Dve vakcine protiv malarije koje su trenutno licencirane ciljaju na jednu bravu, protein cirkumsporozoit, koji se nalazi na obliku parazita koji komarci ubrizgavaju u kožu. Efikasnost ovih vakcina se kreće od 30% do 75% i zahtevaju nekoliko ponovljenih doza, koje mogu biti teške za isporuku jer zahtevaju hlađenje i često su potrebne u udaljenim oblastima.
U nastojanju da osmisli bolje vakcine protiv malarije, tim se vratio na prve principe zasnovane na svojim zapažanjima o malariji u Africi: Zašto se neki ljudi koji su dobili infekciju nisu razboleli dok drugi jesu? Da bi saznali, sproveli su studiju izazova za ljude: namerno inficirali dobrovoljce malarijom i detaljno proučavali kako je njihov imuni sistem reagovao.
Studija o kontrolisanoj infekciji malarije kod poluimunih kenijskih odraslih (CHMI-SIKA) uključivala je 142 odrasla dobrovoljca koji su boravili u Keniji i koji su ranije više puta bili zaraženi malarijom putem ujeda komaraca.
Svi dobrovoljci su primili intravensku dozu malarije od soja koji bi se mogao izlečiti upotrebom antimalarijskih lekova ako im nije dobro. Njihovo zdravlje je zatim pomno praćeno u bezbednoj ustanovi tri nedelje.
Ovo je proizvelo ono što profesor Osier naziva „zlatnim rudnikom“ informacija. Glavni nalaz je bio da proizvodnja antitela za „blokiranje brave“ nije ono što razdvaja grupe dobrovoljaca koji su se razboleli od onih koji nisu.
Umesto toga, dobrovoljci koji su proizvodili antitela koja su bila dobra u „regrutovanju“ drugih delova imunog sistema, kao što su makrofagi, neutrofili i prirodne ćelije ubice, imali su veću verovatnoću da budu zaštićeni od razvoja kliničkih simptoma malarije.
Tim je takođe otkrio da igra nije gotova kada su crvena zrnca napadnuta. Otkrili su da parazit ostavlja trag proteina na površini inficiranih, pa čak i neinficiranih crvenih krvnih zrnaca koje detektuju ista antitela koja su dobra u regrutovanju drugih komponenti imunog sistema. Ovaj deo studije objavljen je u časopisu Nature Communications 2022.
Profesor Ozier je rekao: „Antitela su ‘dirigenti’ orkestra — drugi delovi imunog sistema ne mogu da deluju bez njihovog uputstva. Antitela stoga mogu imati dvostruku ulogu, u borbi protiv infekcije i regrutovanju drugih da završe simfoniju.
„Sada imamo novi pravac za istraživanje vakcine: ovog puta pronalaženje ‘pravog’ proteina na patogenu za koji će se ova ‘provodnička’ antitela vezati. Zahvaljujući obilju podataka iz ispitivanja na ljudskom izazovu, već imamo kandidata za ovo, i rade na stvaranju i testiranju nekoliko eksperimentalnih vakcina.
„Rad pruža ubedljivu demonstraciju moći studija ljudskih izazova u pružanju ne samo detaljnih podataka, već i u otvaranju potpuno novih puteva za hitno potrebna istraživanja za dizajniranje boljih vakcina.
Profesor Osier takođe vodi novi centar za proizvodnju vakcina vredan 6,5 miliona funti. Chanjo Hub je akademsko-industrijsko partnerstvo predvođeno Afrikom, dizajnirano da katalizuje lokalni ekosistem neophodan za uspostavljanje proizvodnje vakcina u Africi, sa pilot projektima u Keniji i Gani.
Sada proizvodi eksperimentalne vakcine protiv malarije zasnovane na proteinima identifikovanim u studiji. Tim se nada da će program poslužiti kao prototip za razvoj i jačanje kapaciteta za proizvodnju vakcina u zemljama sa niskim i srednjim prihodima.
Histesh Vaghjiani, generalni direktor partnerske kompanije Tasa Pharma, rekao je: „Tasa Pharma je uzbuđena što će sarađivati sa profesorom Faith Osierom i Chanjo Hub-om na unapređenju i lokalizaciji proizvodnje vakcina u Africi.
„Ovo partnerstvo predstavlja ključni korak ka postizanju samodovoljnosti u dostupnosti vakcina i pokreće nas ka revolucionarnom razvoju potencijalne nove vakcine protiv malarije za region. Zajedno smo spremni da pozitivno utičemo na javno zdravlje u Africi, vodeći napred. nova era otpornosti zdravstvene zaštite.“
Dr Eluem Bliden, izvršni direktor partnera Avril Biopharma, rekao je: „Uzbuđen sam što ću podržati ovu revolucionarnu inicijativu koju predvode profesorka Osier i njen tim na Imperial College London sa našim tehnologijama rekombinantne proizvodnje. End-to-end razvoj sledeće- generacija vakcine protiv malarije u Africi, od strane afričkih naučnika, industrijalaca i regulatora, ključna je prekretnica za ovaj projekat, katalitička uloga Chanjo Hub-a je ključna za njegov uspeh.
Filip Probert, vođa tehnologije u partnerskom CPI (Centar za procesne inovacije), rekao je: „Uzbuđeni smo što radimo sa profesorom Osierom na razvoju efikasnijih vakcina protiv malarije za zemlje sa nižim srednjim prihodima. Ovo je izuzetno uzbudljiv projekat za nas da raditi, a uticaj koji bi ovo moglo imati u spašavanju stotina hiljada života svake godine je zapanjujući.
„Pozajmivši naše znanje i stručnost u razvoju i proizvodnji novih terapija vakcinama, cilj nam je da ubrzamo razvoj ove terapije koja spašava živote, proširujući njen domet na lokacije širom sveta.“
Dr Ebenizer Ansa, direktor CSIR-a (Savet za naučna i industrijska istraživanja), rekao je: „Naša interakcija sa profesoricom Ozier i njenim timom tokom posete CSIR-u bila je zaista uzbudljiva. Njena strast za izgradnju kapaciteta u razvoju vakcina u Africi koristeći sečenje Edge tehnologija je odličan izvor inspiracije za naš tim u Gani. Ova inicijativa će nesumnjivo povećati prihvatanje i upotrebu vakcina u ovom regionu.“
