Vaksin Malaria: Studi Tikus Mengungkapkan Ilmuwan Lebih Dekat Dari Sebelumnya

Apakah mungkin untuk memberantas Malaria?

Ini adalah pertanyaan yang dihadapi banyak peneliti, dan banyak gagasan telah diajukan. Alasan malaria telah mendapatkan begitu banyak perhatian adalah bahwa itu adalah salah satu penyakit paling mematikan, menginfeksi 200 juta orang dan membunuh lebih dari 500.000 setiap tahun, dengan bayi di Afrika menderita sebagian besar kematian.

Penyakit ini merupakan beban besar bagi kemanusiaan, merusak ekonomi dan perkembangan sosial. Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit, biaya pengobatan malaria di Afrika hampir $ 12 miliar per tahun. Laporan telah menunjukkan bahwa hampir 1.700 kasus didiagnosis setiap tahun di Amerika Serikat, biasanya pada orang yang baru-baru ini bepergian ke wilayah Asia dan Afrika di mana penyakit ini endemik.

Lihat juga: Anjing Malaria Mengendus Mungkin Menjadi Kunci Deteksi Dini, Menyelamatkan Nyawa

Selama beberapa dekade, para peneliti sedang mengerjakan ide baru yang disebut "vaksin penghambat transmisi". Vaksin ini berbeda dari vaksin tradisional yang melindungi penerima dari penyakit. Di sini, vaksin memblokir penularan parasit yang menyebabkan malaria dari inang manusia yang terinfeksi ke nyamuk.

Ketika seorang manusia menerima vaksin seperti itu, antibodi spesifik dihasilkan dalam darah. Ketika nyamuk menggigit dan mencerna darah manusia yang terinfeksi, parasit dan antibodi dibawa masuk ke dalam perut nyamuk. Begitu berada di dalam nyamuk, antibodi menempel pada parasit dan menghambat perkembangannya. Ini mencegah nyamuk dari menularkan penyakit ke orang lain.

Konsepnya berani tetapi belum diuji dalam uji coba skala besar.

Liposom: Pembawa Vaksin

Vaksin bekerja dengan menunjukkan pada tubuh sepotong mikroba penyebab penyakit. Bagian itu sendiri tidak menyebabkan penyakit tetapi memberikan tubuh pratinjau penyerang sehingga dapat menyiapkan antibodi yang akan menandai mikroba dan memberi label untuk dihancurkan.

Untuk mengembangkan vaksin yang kuat yang menginduksi respon antibodi yang kuat, pilihan protein dari organisme penyebab penyakit sangat penting. Para ilmuwan memiliki protein tertentu yang diproduksi oleh mikroba untuk mempercepat vaksin. Untuk pekerjaan kami, kami memilih protein yang dipelajari dengan baik bernama Pfs25, yang ditemukan di permukaan parasit malaria.

Parasit menampilkan protein ini pada permukaannya ketika berkembang di midgut nyamuk. Pfs25 sebagai protein target untuk vaksin penghambat transmisi telah diuji secara klinis dalam uji coba Fase I; Namun, kemajuannya terbatas. Itu karena, dengan sendirinya, protein Pfs25 hanya memicu lemahnya produksi antibodi spesifik.

Dalam pendekatan lain, para peneliti telah mengambil langkah-langkah untuk merekayasa genetik Pfs25 yang dimodifikasi dan lebih kuat untuk uji klinis lainnya. Secara umum, pendekatan seperti itu menjanjikan, tetapi ada beberapa risiko potensial bahwa protein target tidak persis meniru protein alami pada parasit.

Kami percaya bahwa jenis vaksin baru yang menggabungkan liposom mungkin merupakan kandidat yang menjanjikan untuk adjuvan vaksin penghambat transmisi. Adjuvant adalah komponen vaksin lain yang mempotensiasi respons imun. Liposom adalah bola berongga yang terbuat dari molekul lemak.

Keuntungan dari liposom, dibandingkan dengan hanya protein Pfs25 saja adalah bahwa mereka dapat membantu memberikan lebih banyak protein parasit ke sel-sel kekebalan. Sel-sel ini menyerap vaksin liposom dan memicu produksi lebih banyak antibodi yang kemudian menargetkan parasit untuk dihancurkan dan memblokir penyakit.

Tim Jonathan Lovell telah mengembangkan liposom sebagai vaksin untuk memerangi malaria. Pada 2015, tim Dr. Lovell menemukan cara untuk melabuhkan protein ke liposom dengan menempelkannya ke untaian asam amino yang disebut tag histidin. Tag bekerja seperti jangkar yang menempelkan protein ke liposom.

Menambahkan molekul yang mengandung kobalt, dengan struktur yang mirip dengan vitamin B12, membuat struktur protein liposom stabil.

Menghilangkan Penyebaran Malaria

Laboratorium Lovell mengembangkan vaksin berbasis-liposom berbasis kobalt yang menampilkan protein parasit di permukaannya.

Membuat vaksin ini sederhana. Setelah kita memiliki liposom kobalt dan molekul Pfs25-histidin, kita hanya mencampur bagian-bagian ini bersama-sama, dan struktur terbentuk secara spontan. Ketika liposom Pfs25 ini disuntikkan ke tikus, ia memicu jumlah antibodi yang tinggi.

Antibodi pada tikus menghalangi perkembangan parasit di usus nyamuk. Jadi kami berharap bahwa ketika nyamuk yang tidak terinfeksi menggigit seseorang yang terinfeksi parasit malaria, darah yang disedotnya akan membawa parasit dan antibodi manusia yang akan mencegah parasit berkembang biak di usus serangga.

Ketika kami menguji vaksin ini pada tikus, hewan-hewan terus memproduksi antibodi selama lebih dari 250 hari. Antibodi ini diproduksi sepanjang periode ini mencegah perkembangan parasit malaria sepanjang periode ini.

Bergerak kedepan

Fitur lain yang berharga dari liposom kobalt adalah bahwa kita dapat melampirkan berbagai protein dari berbagai tahap perkembangan parasit untuk menciptakan partikel yang memicu produksi banyak jenis antibodi - masing-masing menargetkan bagian unik dari parasit. Hasil kami menunjukkan bahwa lima protein malaria yang berbeda dapat melekat pada permukaan liposom.

Lihat juga: Para Ilmuwan Temukan Bagaimana Parasit Malaria Menjadi Tahan terhadap Obat

Antibodi dari tikus yang diimunisasi dengan liposom yang mengandung banyak protein mengakui banyak tahap perkembangan parasit. Hasilnya tampak menjanjikan. Di masa depan kami berencana untuk mengeksplorasi keamanan vaksin ini dan apakah itu akan bekerja untuk berbagai jenis malaria.

Langkah kami selanjutnya adalah menguji vaksin kami pada hewan lain. Akhirnya, tujuannya adalah untuk menerjemahkan teknologi ini ke uji klinis manusia dan menilai apakah teknologi liposom dan strategi vaksin penularan melalui transmisi merupakan alat yang efektif untuk mencegah penyebaran malaria.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh Wei-Chiao Huang dan Jonathan Lovell. Baca artikel asli di sini.