Австралийские ученые с помощью криоэлектронной микроскопии расшифровали структуру белкового комплекса малярийного плазмодия, образующегося в процессе его полового размножения в комарах. Это помогло создать мРНК-вакцину, блокирующую образование белкового комплекса. В будущем препарат может стать частью общей стратегии по борьбе с малярией, воздействующей на все стадии жизненного цикла малярийного плазмодия, пишут ученые в статье для Science.
У малярийного плазмодия сложный жизненный цикл: в комарах рода Anopheles происходит половое размножение микроорганизмов, а в организме человека — бесполое. Именно из-за такого сложной биологии непросто создать эффективную вакцину от малярии: на каждой стадии своего развития малярийный плазмодий имеет разные антигены. Вакцина, блокирующая половое размножение плазмодия в комаре, выгодна тем, что существенно ограничит распространение инфекции с многочисленными спорозоитами, которые образуются в процессе полового размножения. Такие вакцины вводят человеку, но размножение плазмодия нарушается именно в организме комара, когда он пьет кровь с антителами.
Мелани Дитрих (Melanie H. Dietrich) из Университета Мельбурна с коллегами еще на шаг приблизилась к созданию вакцины против передачи малярии. Ученые использовали криоэлектронную микроскопию, чтобы посмотреть, как устроен белковый комплекс, образующийся в процессе полового размножения плазмодия в комарах. В этом комплексе белок Pfs48/45 связывается с доменами 13 и 14 белка Pfs230. Хотя о том, что эти белки важны в половом размножении плазмодия, было известно и ранее, как именно устроен образующийся комплекс, не было понятно.
Затем исследователи создали мРНК-вакцину, при введении которой образуются антитела против доменов 13 и 14. Таким образом можно заблокировать формирование всего белкового комплекса Pfs230-Pfs48/45.
В доклинических исследованиях иммуногенность мРНК-вакцины проверили на мышах — препарат вызвал выработку специфических антител. Кроме этого, ученые посмотрели, насколько хорошо антитела блокируют передачу инфекции. Для этого они кормили самок комаров Anopheles кровяной культурой с добавлением антител к доменам 13 и 14. В этих экспериментах антитела смогли уменьшить передачу инфекции (число ооцист) на 47 процентов.
Хотя новой вакцине еще предстоит долгий путь до полевых испытаний, исследователи считают, что она станет частью комбинированной стратегии по борьбе с малярией, которая воздействует как на передачу паразитов комарами, так и и на размножение малярийного плазмодия внутри человека.
Ученые не первый раз пытаются создать вакцину от малярии на основе мРНК. Мы рассказывали о вакцине, которая на мышах показала 88-процентную эффективность при трехкратной иммунизации с интервалом в девять недель.