Malariaparasieten dringen menselijke rode bloedcellen binnen, ze verstoren ze dan en infecteren anderen. Onderzoekers van de Universiteit van Basel en het Zwitserse Instituut voor Tropische en Volksgezondheid hebben nu zogenaamde nanomimics van gastheercelmembranen ontwikkeld die de parasieten voor de gek houden. Dit zou kunnen leiden tot nieuwe behandelings- en vaccinatiestrategieën in de strijd tegen malaria en andere infectieziekten. Hun onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift ACS Nano .

Voor veel infectieziekten bestaat momenteel geen vaccin. In aanvulling, resistentie tegen de momenteel gebruikte medicijnen breidt zich snel uit. Om deze ziekten te bestrijden, er zijn innovatieve strategieën nodig die gebruikmaken van nieuwe werkingsmechanismen. De malariaparasiet Plasmodium falciparum die wordt overgebracht door de Anopheles-mug is zo'n voorbeeld. Malaria is nog steeds verantwoordelijk voor meer dan 600, 000 doden per jaar, vooral kinderen in Afrika (WHO, 2012).

Kunstmatige bubbels met receptoren

Malariaparasieten dringen normaal gesproken menselijke rode bloedcellen binnen, waarin ze zich verstoppen en zich voortplanten. Ze laten dan de gastheercel barsten en infecteren nieuwe cellen. Met behulp van nanomimics, deze cyclus kan nu effectief worden verstoord:de uittredende parasieten binden zich nu aan de nanomimics in plaats van aan de rode bloedcellen.

Onderzoekers van groepen onder leiding van prof. Wolfgang Meier, Prof. Cornelia Palivan (beiden aan de Universiteit van Basel) en Prof. Hans-Peter Beck (Zwitserse TPH) hebben met succes gastheercel-nanomimics ontworpen en getest. Voor deze, ze ontwikkelden een eenvoudige procedure om polymeerblaasjes - kleine kunstmatige bellen - te produceren met gastheercelreceptoren op het oppervlak. De bereiding van dergelijke polymeerblaasjes met in water oplosbare gastheerreceptoren werd gedaan door een mengsel van twee verschillende blokcopolymeren te gebruiken. In waterige oplossing, de nanomimics vormen zich spontaan door zelfassemblage.

Parasieten efficiënt blokkeren

Gebruikelijk, de malariaparasieten vernietigen hun gastheercellen na 48 uur en infecteren vervolgens nieuwe rode bloedcellen. In dit stadium, ze moeten aan specifieke gastheercelreceptoren binden. Nanomimics zijn nu in staat om de uittredende parasieten te binden, waardoor de invasie van nieuwe cellen wordt geblokkeerd. De parasieten kunnen geen gastheercellen meer binnendringen, echter, ze zijn volledig toegankelijk voor het immuunsysteem.

De onderzoekers onderzochten de interactie van nanomimics met malariaparasieten in detail met behulp van fluorescentie- en elektronenmicroscopie. Een groot aantal nanomimics kon zich aan de parasieten binden en de vermindering van infectie door de nanomimics was 100 keer hoger in vergelijking met een oplosbare vorm van de gastheercelreceptoren. Met andere woorden:om alle parasieten te blokkeren, er is een 100 keer hogere concentratie van oplosbare gastheercelreceptoren nodig, dan wanneer de receptoren op het oppervlak van nanomimics worden gepresenteerd.

"Onze resultaten kunnen in de toekomst leiden tot nieuwe alternatieve behandelings- en vaccinstrategieën", zegt Adrian Najer eerste auteur van de studie. Omdat veel andere pathogenen dezelfde gastheercelreceptor gebruiken voor invasie, de nanomimics kunnen ook worden gebruikt tegen andere infectieziekten. Het onderzoeksproject werd gefinancierd door de Zwitserse National Science Foundation en de NCCR "Molecular Systems Engineering".