Биологи создали потенциальную вакцину от малярии из водорослей

Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего успешно создали генетически модифицированные водоросли, которые производят потенциальные кандидаты для вакцины, предотвращающей передачу паразита, вызывающего малярию. Это достижение может открыть путь к разработке недорогого способа защиты миллиардов людей от одного из самых распространенных и изнурительных заболеваний в мире. Первые эксперименты, подтверждающие принцип, показывают, что такая вакцина может предотвратить передачу малярии.

Малярия — это переносимое комарами заболевание, вызываемое простейшими паразитами рода Plasmodium. Им страдают более 225 миллионов человек в тропических и субтропических регионах, что приводит к лихорадке, головным болям, а в тяжелых случаях — к коме и смерти. Хотя путешественникам в этих регионах доступны различные, часто дорогостоящие, противомалярийные препараты, вакцины, обеспечивающей высокий уровень защиты от болезни, до сих пор не существует.

Использование водорослей для производства малярийных белков, которые вызывали выработку антител против Plasmodium falciparum у лабораторных мышей и предотвращали передачу малярии, было опубликовано в открытом онлайн-журнале PLoS ONE. Разработка стала результатом междисциплинарного сотрудничества двух групп биологов из UC San Diego.

Часть сложности создания вакцины против малярии заключается в том, что требуется система, способная производить сложные трехмерные белки, похожие на те, что создает паразит, чтобы вызвать антитела, нарушающие передачу малярии.

"Малярию вызывает паразит, который производит сложные белки, но, по какой-то причине, этот паразит не добавляет к этим белкам сахара", — пояснил Стивен Мэйфилд, профессор биологии. — "Если у вас есть белок, покрытый сахарами, и вы вводите его кому-то в качестве вакцины, есть тенденция вырабатывать антитела против сахаров, а не против аминокислотной основы белка от вторгающегося организма, который вы хотите подавить".

Вместо этого биологи решили производить свои белки с помощью съедобной зеленой водоросли Chlamydomonas reinhardtii, широко используемой в исследовательских лабораториях в качестве генетического модельного организма. Два года назад команда биологов под руководством Мэйфилда опубликовала исследование, показавшее, что многие сложные человеческие терапевтические белки, такие как моноклональные антитела и гормоны роста, могут производиться Chlamydomonas.

Это заставило Джеймса Грегори, постдока в лаборатории Мэйфилда, задуматься, может ли Chlamydomonas производить и сложный белок для защиты от малярийного паразита. Два миллиарда человек живут в регионах, где присутствует малярия, что делает доставку вакцины дорогой и логистически сложной задачей, особенно если вакцина дорога в производстве.

"Слишком дорого вакцинировать два миллиарда людей с использованием существующих технологий, — объяснил Мэйфилд. — Реалистично, единственный способ, которым малярийная вакцина когда-либо будет использоваться, — это если ее можно будет производить за долю стоимости текущих вакцин. У водорослей есть этот потенциал, потому что их можно выращивать в любом месте на планете в прудах или даже в ваннах".

Сотрудничая с Джозефом Винетцем, профессором медицины и экспертом по тропическим болезням, исследователи показали, что белки, произведенные водорослями, при введении лабораторным мышам вызывали выработку антител, которые блокировали передачу малярии от комаров.

"Трудно сказать, идеальны ли эти белки, но антитела к нашему белку, произведенному водорослями, распознают нативные белки малярии и, внутри комара, блокируют развитие малярийного паразита так, что комар не может передать болезнь", — сказал Грегори.

"Эта статья говорит нам две вещи: белки, которые мы здесь создали, являются жизнеспособными кандидатами в вакцины, и у нас, по крайней мере, есть возможность произвести достаточно этой вакцины, чтобы мы могли думать о вакцинации двух миллиардов людей", — сказал Мэйфилд. — "Ни в какой другой системе вы даже не могли бы начать об этом думать".

Ученые, подавшие заявку на патент, заявили, что следующие шаги — выяснить, защищают ли эти белки из водорослей людей от малярии, а затем определить, можно ли модифицировать белки, чтобы вызвать тот же иммунный ответ, когда водоросли будут съедены, а не введены в виде инъекции.