Исследование показало, что искусственные антитела могут защитить от малярии

Plasmodium falciparum

Спорозоит малярии (Plasmodium sp.) от комара, цветная сканирующая электронная микрофотография (SEM). Стадия спорозоита – это бесполая репродуктивная стадия малярийного паразита у комара Anopheles sp. Спорозоиты развиваются у комара после того, как комар питается инфицированным человеком, содержащим гаметоциты малярии.

Добавьте малярию в растущий список инфекционных заболеваний, которые однажды можно будет предотвратить с помощью лабораторных антител. В ходе необычного исследования девять человек, получивших эти моноклональные антитела, были намеренно подвергнуты воздействию комаров, которые переносят паразита, вызывающего малярию. Никто не заразился, и защита действует более шести месяцев.

На данном этапе исследования, данных слишком мало, чтобы сделать твердые выводы об эффективности моноклональных препаратов, и это не настоящий тест, но люди, работающие в этой области, впечатлены доказательством принципа, потому что это открывает новые возможности для предотвращения смертельного заболевания.

Хотя производство моноклональных антител является дорогостоящим, что может сделать их недоступными для многих развивающихся стран, эта работа может также послужить основой для усилий по разработке вакцины против малярии, которая будет лучше, чем широко используемая в настоящее время. Это демонстрирует важность нацеливания иммунных реакций на критическую область белка, продуцируемого спорообразной стадией Plasmodium falciparum, простейшего, ответственного за большинство смертей от малярии в мире. Профилактическое антитело связывается с небольшой частью белка циркумспорозоита (CSP), который покрывает поверхность этих спорозоитов. “Это первое исследование, в котором фактически оценивается эффективность антител против цели CSP у людей”, – говорит Хедда Вардеманн, иммунолог, изучающий антитела против малярии в Немецком исследовательском центре рака.

Уже существуют лекарства, которые могут временно защитить людей от P. falciparum – их принимают многие путешественники в районы, пораженные малярией. Лекарства также используются некоторыми группами населения, проживающими в регионах с сезонами малярии, которые обычно связаны с дождями и увеличением популяции комаров. А оконные сетки и инсектициды могут помешать комарам питаться нашей кровью и заражать нас. Но P. falciparum по-прежнему поражает по меньшей мере 200 миллионов человек в год и, по оценкам, убивает около 400 000 человек.

Исследовательская группа впервые выделила антитело P. falciparum CSP от человека, который получил экспериментальную вакцину против малярии. Мигрируя между комарами и людьми, паразит имеет сложный, многоступенчатый жизненный цикл, и антитела блокируют спорозоиты от заражения клеток печени, где они превращаются в другую форму, которая может разрушать эритроциты и вызывать заболевания.

P. falciparum печально известен развитием устойчивости к противомалярийным препаратам, что подрывает его способность предотвращать или лечить заболевания. Предыдущие исследования, в которых анализировался генетический состав 6500 изолятов P. falciparum, показали, что 99,9% идентичны в целевой области CSP этого антитела. “Высококонсервативная” природа области CSP означает, что паразит нуждается в ней для выживания, и поэтому, рассуждали исследователи, он не может легко мутировать, чтобы избежать антител.

Команда, возглавляемая иммунологом Робертом Седером из Исследовательского центра вакцин Национального института аллергии и инфекционных заболеваний, затем сконструировала клетки яичников китайского хомяка для массового производства модифицированной версии антител, что более чем удвоило время его хранения в теле перед деградацией. В исследовании, подтверждающем принцип действия, команда ввела антитела людям, а затем позволила комарам, переносящим P. falciparum, контактировать с их руками. Ни у одного из людей, получивших антитела в этом “контрольном” исследовании, не было уровня паразита в крови, в то время как у пяти из шести человек в необработанной контрольной группе он был, сообщила исследовательская группа в журнале New England Journal of Medicine. Все быстро получили лечение, и никто не заболел.

Пандемия вмешалась в первоначальный план исследования, чтобы дать участникам антитела и через несколько недель подвергнуть их воздействию инфицированных комаров. Два человека не были заражены паразитом в течение 36 недель. Исследователи говорят, что их успешная защита предполагает, что однократная инфузия моноклональных антител может защитить людей более чем на 6 месяцев.

Седер предполагает, что путешественники, военные или медицинские работники, которые посещают малярийные регионы в течение длительного периода времени, будут получать моноклональные антитела1, которые компании могут производить оптом. В идеале, по его словам, клиника должна вводить относительно низкую дозу антител путем подкожной инъекции, что намного проще и дешевле, чем относительно высокие дозы, которые были введены в кровоток в этом исследовании.

Более широкое применение моноклональных противомалярийных препаратов позволит применять их в географических регионах с высоким бременем заболеваний. Антитела могут быть особенно полезны для детей, поскольку у них недостаточно развит естественный иммунитет, и для беременных женщин, которые подвергаются повышенному риску тяжелого заболевания инфекцией P. falciparum2. Седер признает, что у людей, которые неоднократно подвергались воздействию P. falciparum, развиваются сложные иммунные реакции на паразита, что ставит под угрозу экспериментальные вакцины против малярии, которые хорошо зарекомендовали себя в клинических испытаниях на не болевших людях.

В 2019 году три африканские страны начали крупномасштабные испытания экспериментальной вакцины против малярии под названием RTS, S / AS01, в которой используются различные части CSP. По состоянию на апрель в рамках этой пилотной программы 650 000 детей младшего возраста были даны четыре дозы RTS, S / AS01. В предыдущих клинических испытаниях RTS, S / AS01 снизил уровень инфекции у полностью иммунизированных детей на 50% через 1 год, но к четвертому году этот показатель снизился до 28%. Вардеманн говорит, что она надеется, что более масштабные исследования моноклональных препаратов, такие как исследование Седера, помогут исследователям вакцин определить, какие части CSP могут стимулировать еще более эффективный или устойчивый иммунный ответ.

Рипли Баллу, доктор медицины, руководит усилиями по вакцинации и профилактике ВИЧ и был пионером в разработке RTS, S, отмечает, что производство моноклональных препаратов в дозах, используемых в исследовании Седера, будет стоить более 100 долларов США на человека весом 50 кг, что слишком дорого для большинства стран.

Седер соглашается. Он разрабатывает новое моноклональное антитело, которое в два, три раза сильнее, и его команда планирует протестировать его в следующем году в клинических испытаниях в Мали. Он также надеется, что будущие поколения моноклонеров будут еще более эффективнее. “Допустим, мои антитела более чем на 90 процентов эффективны в течение 6 месяцев при одной подкожной инъекции”, – говорит Седер. “Может ли страна использовать этот инструмент для искоренения малярии?”

1 Моноклональное антитело (mAb или moAb) – это антитело, полученное путем клонирования уникального лейкоцита. Все последующие антитела, полученные таким образом, восходят к уникальной родительской клетке. Моноклональные антитела могут обладать одновалентным сродством, связываясь только с одним и тем же эпитопом (частью антигена, которая распознается антителом). Напротив, поликлональные антитела связываются с несколькими эпитопами и обычно производятся несколькими различными линиями плазматических клеток, секретирующих антитела.

2 Plasmodium falciparum – одноклеточный простейший паразит человека, самый смертоносный вид плазмодия, вызывающий малярию у людей. Паразит передается через укус самки комара Anopheles и вызывает самую опасную форму болезни-малярию falciparum. На его долю приходится около 50% всех случаев малярии. Поэтому P. falciparum считается самым смертоносным паразитом у людей. Он также связан с развитием рака крови (лимфомы Беркитта) и классифицируется как канцероген группы 2А.

Джон КоэнДжон Коэн

Джон Коэн – штатный научный сотрудник Science

Читайте также: