In de grootste studie in zijn soort, vijf nieuwe doelwitten voor malariavaccins zijn ontdekt door wetenschappers van het Wellcome Trust Sanger Institute en hun medewerkers. Onderzoekers bestudeerden de malariaparasiet in zijn meest kwetsbare stadium - bij het binnendringen van menselijke rode bloedcellen - en identificeerden vijf doelen die leiden tot een vermindering van het vermogen van de parasiet om rode bloedcellen binnen te komen.

De resultaten, vandaag (23 oktober) gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences (PNAS) laten zien dat toekomstige malariavaccins het meest effectief kunnen zijn als ze zich richten op meerdere parasietfactoren.

Bijna de helft van de wereldbevolking loopt het risico op malaria en jaarlijks worden meer dan 200 miljoen mensen besmet. De ziekte veroorzaakte in 2015 de dood van bijna een half miljoen mensen wereldwijd.

Ondanks het grote aantal doden, er is momenteel geen zeer effectief vaccin beschikbaar tegen malaria. In de afgelopen 50 jaar, de meeste pogingen om vaccins te ontwikkelen waren alleen gericht op afzonderlijke doelwitten.

In de nieuwe studie wetenschappers hebben vijf doelen ontdekt voor de toekomstige ontwikkeling van malariavaccins, waarvan zij suggereren dat ze in combinatie moeten worden gericht. Een effectief vaccin is dringend nodig vanwege een groeiend probleem van resistentie tegen geneesmiddelen bij de parasiet.

Het team screende 29 potentiële doelwitten waarvan werd gedacht dat ze allemaal een rol speelden bij het vermogen van de parasiet om menselijke rode bloedcellen binnen te dringen. Invasie van rode bloedcellen is een essentiële stap in de levenscyclus van de parasiet, en is een stadium waarin de parasiet het meest kwetsbaar is en wordt blootgesteld aan het immuunsysteem.

Onderzoekers verhoogden konijnenantilichamen tegen alle 29 doelwitten, testte vervolgens de antilichamen tegen twee verschillende stammen van de dodelijke Plasmodium falciparum malaria, een uit Afrika en een uit Azië. Van de 29 antilichamen, het team ontdekte er vijf die het vermogen van de parasiet om rode bloedcellen binnen te dringen in beide malariastammen verminderden.

Dr. Gavin Wright, een auteur van het Wellcome Trust Sanger Institute, zei:"Het produceren van een succesvol vaccin tegen parasieten is een uitdaging omdat het zeer complexe organismen zijn met veel componenten, waardoor het moeilijk is om te weten welke te richten. Door het genoom van de parasiet te bestuderen en achteruit te werken, in een proces dat bekend staat als omgekeerde vaccinologie, we hebben vijf doelwitten voor vaccins ontdekt die, indien gecombineerd, belofte voor verdere ontwikkeling."

Mensen die van nature aan malaria worden blootgesteld, kunnen in de loop van de tijd immuniteit ontwikkelen. Het team werkte samen met medewerkers in de VS en Mali om te zien of de vijf antilichamen die ze identificeerden, geassocieerd waren met natuurlijke bescherming tegen malaria bij mensen.

Wetenschappers ontdekten dat alleen, geen enkel antilichaam bood bescherming tegen malaria bij mensen, combinaties van de antilichamen beschermden echter wel tegen de parasiet.

Om te onderzoeken wat er op cellulair niveau gebeurde, onderzoekers gebruikten videomicroscopie om te zien hoe de parasiet probeert rode bloedcellen binnen te dringen, met en zonder de aanwezigheid van antilichamen. Het team ontdekte dat de verschillende antilichamen de parasiet in verschillende stappen aanvielen toen het de rode bloedcel binnendrong. Wetenschappers ontdekten dat het koppelen van antilichamen die elk in verschillende stappen werkten, tot een effectievere combinatie leidde.

Professor Pietro Cicuta, een auteur van de Universiteit van Cambridge, zei:"Met behulp van videomicroscopie, we konden de verschillende antilichamen zien die de parasiet in verschillende stadia aanvielen toen deze probeerde rode bloedcellen binnen te dringen. Deze resultaten geven inzicht in een nieuwe, synergetische kijk op de ontwikkeling van vaccins. Wij geloven dat een nieuw vaccin het meest effectief zou zijn als het wegversperringen op verschillende punten langs het pad van de parasiet in de rode bloedcellen zou plaatsen."

Dokter Julian Rayner, hoofdauteur van het Wellcom Trust Sanger Institute, zei:"Deze studie was alleen mogelijk vanwege de schaal van het bestuderen van meerdere vaccindoelen, en de enorme samenwerking. Door meerdere expertises samen te brengen, van genomics tot grote veldstudies van patiënten in Mali, en tot geavanceerde videomicroscopie die individuele parasieten observeert, we hebben verschillende nieuwe doelwitten voor vaccins ontdekt die nader onderzoek rechtvaardigen. Het is een geweldig voorbeeld van collaboratieve internationale wetenschap en de potentiële impact ervan.**"