Al decenia, wetenschappers hebben geprobeerd een vaccin te ontwikkelen dat voorkomt dat muggen malaria onder mensen verspreiden.

Deze unieke benadering - waarbij geïmmuniseerde mensen antimalaria-eiwitten overdragen aan muggen wanneer ze worden gebeten - wordt een transmissieblokkerend vaccin (TBV) genoemd. Een paar malaria-TBV's zijn veelbelovend gebleken, maar ze zijn niet op grote schaal getest vanwege ongewenste bijwerkingen of beperkte effectiviteit.

Dat zou kunnen veranderen.

Een biotechnologische vooruitgang meldde maandag, 8 oktober in het journaal Natuur Nanotechnologie beschrijft hoe een door de Universiteit van Buffalo geleid onderzoeksteam een ​​eenvoudige manier heeft bedacht om de werkzaamheid van malaria-TBV's te vergroten.

Indien succesvol, het kan de verspreiding van de ziekte helpen verminderen, die meer dan 400 doden, 000 mensen per jaar, voornamelijk kleine kinderen in sub-Sahara Afrika.

"Malaria is een enorm wereldwijd probleem. Deze aanpak - met behulp van een transmissieblokkerend vaccin - kan deel uitmaken van een reeks hulpmiddelen die we gebruiken om de ziekte aan te pakken, " zegt de hoofdauteur van de studie, Jonathan Lovell, doctoraat, universitair hoofddocent biomedische technologie, een gezamenlijk programma van de UB's School of Engineering and Applied Sciences en de Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences aan de UB.

Co-auteurs zijn onder meer onderzoekers van het Walter Reed Army Institute of Research, de nationale gezondheidsinstituten, McGill University en het PATH Malaria Vaccine Initiative.

Hoe malaria wordt verspreid

TBV's gebruiken om malariastammen te bestrijden, gedeeltelijk, van hoe de ziekte wordt verspreid. Zo werkt het:een mug die de ziekte draagt, bijt een kind en brengt de malariaparasiet op haar over. Later, een niet-geïnfecteerde mug steekt het kind, en deze keer is het het meisje dat de parasiet doorgeeft aan de mug. Die mug bijt later een nieuw slachtoffer en infecteert ze met de parasiet.

De ontwikkeling van effectieve TBV's - in combinatie met bugnetten, insecticiden, antiparasitaire medicijnen en andere soorten vaccins - kunnen helpen deze vicieuze cirkel te doorbreken, voorstanders zeggen. Hoewel een TBV niet direct zou voorkomen dat een geïmmuniseerd persoon besmet raakt, het vaccin zou de kans verkleinen dat mensen in die gemeenschap malaria krijgen, hopelijk tot nul.

Voorafgaand onderzoek op dit gebied was gericht op technieken zoals genetische manipulatie en chemische binding van toxine-eiwitten om TBV-reacties te stimuleren. Elke strategie heeft potentieel, maar ze kosten ook tijd en middelen. De biotechnologie die door het door de UB geleide onderzoeksteam is gecreëerd, verschilt in relatief eenvoudige montage en algehele effectiviteit, zegt Lovell.

De levenscyclus van de malariaparasiet omvat verschillende stadia. Verschillende malaria-eiwitten vertegenwoordigen de beste vaccindoelantigenen, dat zijn eiwitten waartegen een vaccin een immuunrespons opbouwt. Om deze antigenen te zuiveren voor een vaccin, ze zijn vaak gemodificeerd met een kleine keten van aminozuren die een polyhistidine-tag wordt genoemd.

De ontdekking van het onderzoeksteam

Onderzoekers ontdekten dat de antigenen kunnen worden gemengd met nanodeeltjes die kleine hoeveelheden kobalt-porfyrine en fosfolipide bevatten. Het kobalt-porfyrine, die qua structuur vergelijkbaar is met vitamine B12, is verantwoordelijk voor het binden van het nanodeeltje aan de antigenen.

De resulterende structuur is een adjuvans van de volgende generatie, dat is een immunologisch middel dat de werkzaamheid van vaccins verbetert. Het vaccin werkt door mensen ertoe aan te zetten malaria-aanvallende antilichamen te maken, die vervolgens worden overgedragen aan de mug als deze de geïmmuniseerde mens bijt.

Bij proeven met muizen en konijnen onderzoekers toonden aan dat antilichamen van een eiwit genaamd Pfs25 de ontwikkeling van malaria-veroorzakende parasieten in de darm van muggen effectief blokkeerden. Aanvullende tests koppelden het adjuvans aan meerdere malaria-antigenen, suggererend zijn belofte voor het blokkeren van de verspreiding van malaria in talrijke stadia van de ziekte.

De volgende stap van het onderzoeksteam is om aanvullende experimenten voor te bereiden die het rechtvaardigen om de technologie naar menselijke proeven te verplaatsen.