マラリアワクチン：マウス研究は科学者がこれまでよりも近いことを明らかにする

マラリアを根絶することは可能ですか？

それは多くの研究者が取り組んできた問題であり、そして多くのアイデアが提案されてきた。マラリアがそれほど注目を集めているのは、それが致命的な病気の1つであり、年間2億人が感染し、年間50万人以上が死亡し、アフリカの幼児が大多数の死者を出しているためです。

この病気は人類にとって大きな負担であり、経済に悪影響を及ぼし、社会の発展にも大きな影響を及ぼしています。疾病管理予防センターによると、マラリア治療はアフリカで年間120億ドル近くかかります。報告によると、米国では年間1700件近くの症例が診断されています。通常、最近アジアやアフリカの地域に蔓延している地域でこの病気が発生しています。

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何十年もの間、研究者たちは「感染阻止ワクチン」と呼ばれる新しいアイデアに取り組んできました。このワクチンは、レシピエントを病気にかかってから守る伝統的なワクチンとは異なります。ここでは、ワクチンは、感染したヒトの宿主から蚊へのマラリアの原因となる寄生虫の伝播を阻止します。

ヒトがこのようなワクチンを接種されると、血液中に特異的抗体が産生されます。蚊が感染した人間の血液を噛んで摂取すると、寄生虫と抗体の両方が蚊の胃に吸収されます。蚊の中に入ると、抗体は寄生虫に付着してその発生を阻害します。これは蚊が他の人に病気を伝染させるのを防ぎます。

この概念は大胆ですが、大規模試験ではまだテストされていません。

リポソーム：ワクチンキャリア

ワクチンは、身体に病気を引き起こす微生物の一部を見せることによって機能します。それ自体は病気を引き起こさないが、それは微生物をタグ付けしてそれを破壊のためにそれをラベルする抗体を準備することができるように身体に侵入者の下見を与える。

強力な抗体反応を誘導する強力なワクチンを開発するためには、病気を引き起こす生物からのタンパク質の選択が重要です。科学者たちは、微生物がワクチンを急増させるために作り出す特定のタンパク質に集中しています。我々の研究のために、我々はPfs25と呼ばれるよく研究されているタンパク質を選びました。そして、それはマラリア原虫の表面にあります。

寄生虫は、蚊の中腸で発生しているときにこのタンパク質を表面に表示します。伝播遮断ワクチンの標的タンパク質としてのPfs25は、第I相試験で臨床試験されています。しかし、進歩は限られています。それは、それ自体では、Pfs25タンパク質が特異的抗体の弱い生産のみを引き起こすからです。

他のアプローチでは、研究者らは他の臨床試験のために改変されたそしてより強力なPfs25を遺伝子操作するための手段を講じた。一般に、そのようなアプローチは有望であるが、標的タンパク質が寄生虫上の天然タンパク質を正確に模倣しないといういくつかの潜在的なリスクがある。

我々は、リポソームを組み込んだ新しいタイプのワクチンが、感染防止ワクチンアジュバントの有望な候補になるかもしれないと考えています。アジュバントは免疫応答を増強する別のワクチン成分です。リポソームは、脂肪分子から作られた中空球です。

単独のＰｆｓ２５タンパク質と比較した場合のリポソームの利点は、それらが免疫細胞により多くの寄生虫タンパク質を送達するのを助け得ることである。これらの細胞はリポソームワクチンを摂取し、そしてより多くの抗体の産生を誘発し、それはその後寄生虫を破壊の標的としそして疾患を阻止する。

Jonathan Lovellのチームは、マラリアと戦うためのワクチンとしてリポソームを開発しました。 2015年、Lovell博士のチームは、タンパク質をヒスチジンタグと呼ばれる一連のアミノ酸に結合させることによってタンパク質をリポソームに固定する方法を見つけ出しました。タグはタンパク質をリポソームに付着させるアンカーのように機能する。

ビタミンB 12に似た構造を持つコバルト含有分子を加えると、リポソーム - タンパク質構造は安定になりました。

マラリアの蔓延防止

Lovellの研究室は、その表面に寄生虫タンパク質を表示する、コバルトレースのリポソームベースのワクチンを開発しました。

このワクチンを作るのは簡単です。コバルトリポソームとPfs25-ヒスチジン分子ができたら、これらの部分を混ぜ合わせるだけで、構造が自然に形成されます。このＰｆｓ２５リポソームがマウスに注射されると、それは大量の抗体を誘発する。

マウスの抗体は蚊の腸の寄生虫の発生を阻止した。そのため、感染していない蚊がマラリア原虫に感染した人を咬むと、吸い込んだ血液が寄生虫と、寄生虫が昆虫の腸内で繁殖するのを防ぐヒト抗体を運ぶことになります。

このワクチンをマウスでテストしたところ、動物は250日以上抗体を産生し続けました。この期間を通して産生されたこれらの抗体は、この期間を通してマラリア原虫の発生を防いだ。

前進する

コバルトリポソームのもう一つの貴重な特徴は、寄生虫のさまざまな発達段階からのさまざまなタンパク質を付着させて、それぞれが寄生虫の固有の部分を標的とする多くの種類の抗体の産生を引き起こす粒子を作り出すことができることです。我々の結果は、５つの異なるマラリアタンパク質がリポソーム表面に付着し得ることを示した。

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複数のタンパク質を担持するリポソームで免疫したマウスからの抗体は、寄生虫発生の多くの段階を認識した。結果は有望に見えます。将来的には、このワクチンの安全性と、それがさまざまな種類のマラリアに効くかどうかを調査する予定です。

私たちの次のステップは他の動物で私たちのワクチンをテストすることです。結局、目的はこの技術を人間の臨床試験に翻訳して、リポソーム技術と伝染阻止ワクチン戦略がマラリアの拡大を防ぐための効果的なツールであるかどうかを評価することです。

この記事はもともとWei-Chiao HuangとJonathan LovellによるThe Conversationに掲載されました。ここで元の記事を読んでください。