Новая вакцина против малярии нацелена на комплекс оплодотворения паразита, чтобы блокировать передачу инфекции

от

Исследователи из WEHI впервые визуализировали ключевой белковый комплекс у малярийных плазмодиев, обнаружив новую мишень для вакцин нового поколения, которые могут помочь остановить распространение болезни.

Используя передовую криоэлектронную микроскопию, команда получила первую подробную структуру белкового комплекса, необходимого для оплодотворения малярийного плазмодия.

Открытие, опубликованное в журнале Science, привело к разработке многообещающего кандидата в мРНК-вакцины, который останавливает размножение малярийного плазмодия внутри комаров, прерывая цикл передачи до того, как он достигнет человека. Исследование озаглавлено «Крио-ЭМ структура эндогенных белков Plasmodium falciparum Pfs230 и Pfs48/45, образующих комплекс оплодотворения».

Малярия остаётся одним из самых смертоносных инфекционных заболеваний в мире, ежегодно унося более 600 000 жизней.

В течение многих лет учёные знали, что два ключевых белка, которые появляются на поверхности малярийного плазмодия — Pfs230 и Pfs48/45 — важны для передачи заболевания.

Ведущий исследователь доктор Мелани Дитрих сказала, что новое исследование впервые показало, как эти белки взаимодействуют, открыв новую мишень для вакцины.

«Наш подход в области структурной биологии стал ключевым. Используя криоэлектронную микроскопию, мы смогли визуализировать полный комплекс оплодотворения непосредственно из паразита, а не его версию, созданную в лаборатории», — сказала доктор Дитрих, постдокторант WEHI.

Профессор Вай-Хонг Там, руководитель лаборатории WEHI, сказал, что, зафиксировав комплекс оплодотворения непосредственно из паразита, команда обнаружила точные точки контакта, которые делают передачу возможной.

«Мы использовали эти данные для разработки вакцины, которая показала большие перспективы в нацеливании на эти точки контакта», — сказал профессор Там.

В отличие от многих исследований в области структурной биологии, которые полагаются на белки, полученные в лаборатории из бактериальных, насекомых или млекопитающих клеток, новое исследование успешно очистило комплекс оплодотворения непосредственно из малярийных плазмодиев — технически сложный подход, который обеспечивает соответствие структуры её истинной биологической форме.

Исследование выявило критические точки контакта для связывания белков Pfs230 и Pfs48/45. Когда они были удалены у генетически модифицированных паразитов, оплодотворение не происходило, и передача была заблокирована, что открыло новую мишень для вакцины.

Опираясь на структурное открытие, команда разработала мРНК-вакцину нового поколения, которая была разработана в сотрудничестве с Центром мРНК в Институте фармацевтических наук Монаша (MIPS).

В доклинических исследованиях вакцина вызывала высокий уровень антител, которые распознавали паразита и блокировали передачу у комаров до 99,7%.

Профессор Колин Пауто из MIPS сказал, что для его команды это была захватывающая возможность использовать свой опыт в разработке мРНК-вакцин для решения важной новой задачи в области вакцинации против малярии.

«Опираясь на опыт работы в Центре мРНК, команда MIPS переключила внимание на решение новой задачи в области вакцинации против малярии», — сказал профессор Пауто.

«Успех программы по созданию малярийной вакцины иллюстрирует универсальность технологии мРНК, которая имеет множество применений, помимо вакцин против COVID. Было особенно приятно работать над этим проектом с командой WEHI, расположенной в прецинкте Парквилля, где обмен опытом помог разработать новый подход к профилактике малярии», — добавил он.

Стратегическое преимущество борьбы с паразитом внутри комара

Нацеливание на паразита внутри комара даёт стратегическое преимущество из-за так называемого узкого места популяции.

Хотя малярийные плазмодии многочисленны у человека-хозяина, только небольшая часть развивается в половые формы и успешно оплодотворяется внутри комара. Это узкое место означает, что даже умеренное сокращение численности паразитов на этом этапе может оказать значительное влияние на передачу инфекции.

Вакцины, блокирующие передачу инфекции, такие как вакцина, разработанная в ходе этого исследования и нацеленная на малярийного паразита внутри комара, предлагают стратегический способ остановить распространение малярии, когда её численность наиболее низка, а жизненный цикл наиболее уязвим.

Команда представляет мРНК-вакцину как часть многоэтапной стратегии, нацеленной на паразита как в комаре, так и в человеке-хозяине.

Сочетая вакцины, блокирующие передачу инфекции, с вакцинами, действующими на стадии крови или печени у людей, исследователи надеются создать комплексную защиту, которая могла бы значительно снизить бремя малярии и приблизиться к её ликвидации.

Профессор Там сказал, что сотрудничество между WEHI и MIPS подчёркивает силу Мельбурнского биомедицинского прецинкта и потенциал технологии мРНК для быстрой трансформации фундаментальной науки в инновации в области вакцинации.

«Способность разрабатывать, формулировать и тестировать кандидатов в вакцины в рамках единой исследовательской экосистемы ускорила путь от открытия до доклинической проверки», — сказала она.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте