Forskere knækker koden til immunitet mod malaria

Omkring en kvart mia. mennesker bliver hvert år smittet med malaria-parasitter, og heraf dør omkring svimlende 600.000, primært i Afrika.

Forskere har i årevis forsøgt at finde metoder til at beskytte folk mod malaria, og i den henseende er forskere nu kommet et stort skridt nærmere.

En gruppe internationale forskere har nemlig identificeret nogle antistoffer i blodet hos personer, der er immune over for malaria.

Antistofferne kan måske beskytte mod alle former af alvorlig malaria ved at sigte på stedet på parasittens virulensproteiner som parasitten ikke kan ændre.

Forskerne forestiller sig, at de identificerede antistoffer kan bruges til at udvikle nye former vacciner mod malaria – enten ved at designe en vaccine, der får kroppen til at danne lignende antistoffer, eller ved at give antistofferne direkte.

”Der er stadig meget arbejde foran os, men nu har vi vist, at disse antistoffer, der bredt virker mod malaria, findes, og hvordan de fungerer. Jeg ser en fremtid, hvor disse antistoffer indgår i en vaccinestrategi, så man med vacciner kan beskytte mod malaria på flere forskellige måder,” fortæller en af forskerne bag studiet, professor Thomas Lavstsen fra Parasitologi ved Københavns Universitet.

Forskningsresultatet, der er lavet i samarbejde med forskningsgrupper i Tanzania, Uganda, USA og Spanien, er offentliggjort i Nature.

Virulensproteiner: et oplagt mål for antistoffer

Det har længe været kendt, hvordan malariaparasitten skaber problemer for mennesker, men også at mennesker kan udvikle immunitet mod alvorlig malaria.

Malariaparasitten har sin livscyklus i både mennesker og myg, og i mennesker benytter parasitten sig af nogle helt specifikke proteiner til at trænge ind i de røde blodlegemer og få dem til at hæfte sig fast på indersiden af blodkarrene.

For at undgå at blive ført med blodet til milten, som fjerner udtjente og inficerede blodlegemer, malariaparasitten benytter en virulensprotein til at hæfte fast på indersiden af blodkarrene. Denne protein muterer konstant for at sikre, at værtskroppen ikke let kan udvikle antistoffer mod det og derved sætte det ud af spil. Antistoffer mod én variant af virulensproteinet ikke nødvendigvis virker mod en anden variant.

”Vi har brugt rigtig mange år på at studere, hvad de her virulensproteiner gør, hvordan de ser ud, og hvordan deres variation er. Variationen i proteinet er så ekstrem, at de fleste forskere har antaget, at det ikke er muligt for kroppen at danne antistoffer, der beskytter mod dem alle sammen. Alligevel har vi set, at nogle mennesker udvikler immunitet over for malaria på tværs af mange varianter, og med dette studie ønskede vi at blive klogere på, hvordan det lader sig gøre,” forklarer Thomas Lavstsen.

Malaria kan ikke mutere for at undgå disse antistofferne

I studiet har forskerne undersøgt blodet hos to voksne personer, der er blevet immune over for malaria for at identificere antistoffer, der kan ramme virulensproteinet bredt på tværs af forskellige varianter.

Forskerne fandt forskellige antistoffer, som de testede mod et bredt panel af forskellige varianter af de omtalte proteiner, og her kunne de se, at hos begge de immune personer fandtes der antistoffer, som bredt virkede mod virulensproteinet og derved forhindrede malariaparasitten i at sætte sig fast på blodkarrene.

Forskerne undersøgte efterfølgende den molekylære struktur af de to identificerede antistoffer, og her kunne de se, at selvom de to antistoffer var meget forskellige, var deres funktion helt identisk.

Begge antistoffer bandt nemlig til den samme lille sekvens på tre til fire aminosyrer, som er kritisk for at binde til værtsreceptoren i blodkarceller.

”Malariaparasitten har et problem: netop disse tre til fire aminosyrer er helt essentielle for, at parasittens adhæsionsproteiner fungerer, så den kan ikke mutere dem uden at miste egenskaben at binde til blodkarrene. Derfor virker antistofferne mod alle undersøgte varianter af proteinet,” forklarer han.

Forskerne har også lavet forsøg, hvor de har konstrueret 3d-modeller af kunstigt fremstillede blodkar, og her har de vist, at antistofferne meget effektivt forhindrer malariaparasitterne i at klistre de inficerede røde blodceller fast til blodkarrene.

Kombinationsvaccine vil være ekstra effektiv

Selvom forskerne kun har undersøgt og identificeret bredt virkende antistoffer mod malaria fra to personer, der er immune over for malaria, forestiller Thomas Lavstsen, at de fleste personer, der er immune over for sygdommen har lignende antistoffer.

Det næste trin bliver da også at studere antistoffer fra flere individer for at se, hvordan kroppen udvikler disse bredspektret antistoffer til at forsvare sig bredt mod malaria. Det overordnede formål er finde de mest simple og almindelige bredt fungerende antistoffer, der effektivt blokere parasitten fra at sætte sig fast på blodkarrene.

”Sådanne antistoffer vil ikke beskytte mod smitte med malaria-parasitter, men detvil beskytte mod alvorlig sygdom,” forklarer Thomas Lavstsen.

Han uddyber, at målet er at udnytte den nye viden til at udvikle en mere effektiv vaccinestrategi.

En sådan strategi skal sigte mod at ramme alle stadier i malariaparasittens livscyklus for dermed at opnå en effektiv vaccine. Det betyder, at en fremtidig vaccine ikke kun skal forhindre, at folk bliver smittet, men også bekæmpe de parasitter, der måtte nå at inficere kroppen.

De nuværende vacciner mod malaria har som eksempel kun en begrænsede beskyttende effekt.

”Vacciner, der forhindrer alvorlig sygdom og samtidig opretholder naturligt erhvervet immunitet uden at blive udsat for sygdommen, ville være transformativ. Vores forskning har nu fastslået, at disse bredt virkende antistoffer findes, og har klargjort, hvordan de fungerer. Nu fortsætter vores arbejde i retning af noget, som har et klinisk udviklingspotentiale,” siger Thomas Lavstsen.