Abordando el desafío de la malaria por P. vivax
Investigaciones recientes destacan avances en la lucha contra la malaria por P. vivax.
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Tabla de contenidos
La malaria es una enfermedad seria causada por organismos diminutos que infectan a los humanos. Es un problema de salud importante, afectando especialmente a las personas más pobres y vulnerables alrededor del mundo. El cambio climático ha empeorado la situación en los últimos años. Hay seis tipos de parásitos que causan malaria en humanos, siendo Plasmodium falciparum y Plasmodium Vivax los más significativos.
Plasmodium falciparum afecta principalmente a la gente en África subsahariana y es la principal causa de enfermedades graves y muertes por malaria. Por otro lado, Plasmodium vivax se encuentra en más regiones, incluyendo muchas áreas tropicales y subtropicales, y es responsable de la mayoría de los casos de malaria fuera de África subsahariana.
Aunque ambos tipos de parásitos tienen ciclos de vida similares, se comportan de manera diferente en formas que afectan cómo se propaga la malaria y cómo se puede controlar. Por ejemplo, Plasmodium vivax produce ciertas células más temprano en su ciclo de vida que le ayudan a propagarse más rápido. También puede crear formas inactivas llamadas hipnozoitos en el hígado, que pueden causar recaídas de la enfermedad mucho después de la infección inicial. Estas recaídas pueden llevar a oleadas repetidas de enfermedad y se estima que causan un porcentaje significativo de nuevas infecciones.
Características Únicas de P. vivax
Otro factor que complica el control de Plasmodium vivax es su preferencia por un tipo específico de glóbulo rojo, que no es común en todas las poblaciones. En África Occidental y Central, muchas personas tienen resistencia natural a P. vivax porque sus Glóbulos Rojos carecen de un receptor específico que el parásito necesita para entrar. Esta resistencia ayuda a limitar la propagación de este parásito en esas regiones.
En 2017, alrededor de 3.3 mil millones de personas estaban en riesgo de contraer Plasmodium vivax, especialmente en las Américas, partes de Asia y el Mediterráneo Oriental. Estudios recientes han mostrado que este tipo de malaria representa un riesgo significativo para la salud, especialmente para los niños pequeños y las mujeres embarazadas. Históricamente visto como "benigno", P. vivax en realidad tiene un impacto considerable en la salud, similar al más peligroso P. falciparum.
En áreas donde existen ambos parásitos, si las medidas reducen el riesgo de infección por P. falciparum, a menudo hay un aumento correspondiente en las infecciones por P. vivax. Esta tendencia resalta la importancia de prestar atención a P. vivax, que a menudo ha sido pasada por alto.
Desafíos de la Vacunación
Los esfuerzos para crear una vacuna contra P. vivax no han progresado tan rápido como los de P. falciparum, principalmente debido a obstáculos significativos en el proceso de desarrollo. Un gran reto es la falta de pruebas confiables para medir la efectividad de las posibles Vacunas, en parte porque no ha habido un buen sistema de laboratorio para estudiar P. vivax durante un largo período.
Sin embargo, ha habido avances recientes en el desarrollo de vacunas contra P. vivax. Se creó un nuevo modelo de infección controlada en humanos (CHMI) en Europa, permitiendo a los investigadores estudiar de manera segura los efectos de un clon de parásito tailandés. También se han hecho progresos en ensayos clínicos con dos vacunas dirigidas a una proteína específica en el parásito P. vivax.
Se alcanzó un hito importante cuando una de estas vacunas mostró una reducción en el crecimiento del parásito en voluntarios después de que fueron infectados deliberadamente con el parásito. Notablemente, la vacuna proporcionó protección incluso cuando se probó contra una versión diferente del parásito de la que se usó en la vacuna.
Además, los investigadores han creado un tipo de parásito P. knowlesi que puede cultivarse en el laboratorio. Esto es importante porque permite una mejor prueba de las posibles vacunas sin necesidad de sangre infectada real de P. vivax. Estos parásitos cultivados en laboratorio ahora pueden usarse para evaluar la efectividad de los anticuerpos contra P. vivax.
Direcciones Futuras de la Investigación
La investigación futura busca construir sobre estos hallazgos prometedores. Una nueva herramienta para seleccionar candidatos a vacuna será vital. Los ensayos para probar los efectos de los anticuerpos en el crecimiento del parásito han sido esenciales para la investigación de P. falciparum durante años. Parásitos transgénicos de P. knowlesi que expresan una proteína específica de P. vivax podrían ayudar a crear mejores candidatos a vacuna al identificar qué formulaciones conducen a una mejor inhibición del crecimiento del parásito.
Por ejemplo, los investigadores quieren diseñar nuevas vacunas que generen respuestas de anticuerpos más fuertes que las existentes. Este objetivo requerirá métodos de prueba fiables y precisos. Dado que las diferentes especies de parásitos de malaria se comportan de manera diferente en las pruebas de laboratorio, cada prueba debe estructurarse cuidadosamente.
En un estudio, los investigadores evaluaron la precisión de una prueba utilizada para medir la efectividad de una posible vacuna contra P. falciparum. Este estudio se centró en una proteína relacionada con la unión a glóbulos rojos. La investigación actual busca evaluar una prueba similar para P. knowlesi.
Métodos Usados en la Investigación
Para llevar a cabo esta investigación, los científicos se enfocaron en parásitos de P. knowlesi modificados para expresar una proteína de P. vivax. Estos parásitos fueron cultivados en glóbulos rojos de varios donantes humanos. Los glóbulos rojos fueron cuidadosamente preparados y se aseguraron de seguir protocolos estrictos.
Se produjeron anticuerpos monoclonales para dirigirse específicamente a la proteína de P. vivax. Estos anticuerpos pasaron por múltiples pasos de purificación para asegurar que fueran efectivos para las pruebas. Se estableció el ensayo de inhibición del crecimiento para probar qué tan bien estos anticuerpos podían detener el crecimiento de los parásitos.
En el ensayo, se probaron varias concentraciones de los anticuerpos junto con los parásitos. Los investigadores monitorearon el crecimiento de los parásitos durante un período específico. Cada prueba mostró qué tan efectivos fueron los anticuerpos al medir la actividad de una enzima específica producida por los parásitos.
Análisis Estadístico
Una vez que se completaron los experimentos, los investigadores analizaron los datos. Usaron varios métodos estadísticos para evaluar cómo diferentes factores afectaron el crecimiento del parásito. Por ejemplo, observaron cómo la elección del anticuerpo y su concentración influenciaron los resultados. También evaluaron cuánto variabilidad existía entre diferentes condiciones de prueba.
Al entender estas variaciones, los investigadores esperaban mejorar los futuros estudios de vacunas. Descubrieron que factores como el día de la prueba y el lote específico de glóbulos rojos utilizados jugaron un papel significativo en los resultados. Esta información ayudará a estandarizar la investigación futura para asegurar consistencia y fiabilidad en los resultados.
Resultados y Observaciones
La investigación reveló diferencias notables en cómo los anticuerpos se desempeñaron bajo diversas condiciones. Los hallazgos destacaron la importancia de realizar múltiples pruebas para entender el panorama completo de la efectividad de los anticuerpos. Cada prueba ofreció datos valiosos, permitiendo a los investigadores comparar respuestas y obtener una comprensión más profunda.
Es importante señalar que el estudio indicó que usar anticuerpos policlonales humanos llevó a resultados diferentes en comparación con los anticuerpos monoclonales. Esta diferencia sugiere que el tipo de anticuerpo utilizado puede afectar significativamente los resultados de un ensayo de inhibición del crecimiento.
Implicaciones para el Desarrollo de Vacunas
Con un enfoque creciente en P. vivax, desarrollar vacunas efectivas contra este tipo de malaria es más crucial que nunca. La investigación subraya la necesidad de métodos robustos para evaluar nuevos candidatos a vacuna. Al identificar las formulaciones más efectivas, los investigadores pueden avanzar hacia la creación de vacunas que protejan contra la malaria por P. vivax.
Además, dado que la malaria sigue siendo una amenaza significativa para la salud global, establecer metodologías de prueba confiables es esencial. Los investigadores buscan agilizar procesos que evalúen las vacunas de manera efectiva, asegurando que cualquier vacuna futura cumpla con altos estándares antes de estar disponible para el uso público.
Conclusión
En resumen, la malaria representa una seria amenaza para la salud, particularmente debido a su naturaleza compleja y los desafíos asociados con el control de su propagación. P. vivax, en particular, está ganando atención ya que representa una carga significativa en muchas regiones. Aunque el desarrollo de vacunas para P. vivax ha encontrado desafíos, los avances recientes muestran esperanza para el progreso futuro.
A través de investigaciones colaborativas y estudios específicos, los científicos continúan esforzándose por desarrollar vacunas efectivas contra la malaria. Al abordar las características únicas del parásito P. vivax, los investigadores están trabajando para crear un futuro más seguro y saludable para las comunidades en riesgo. Los estudios en curso sobre ensayos de inhibición del crecimiento y candidatos a vacunas jugarán un papel vital en moldear el panorama de los esfuerzos de prevención de la malaria.
Con un compromiso colectivo para mejorar el control de la malaria, los investigadores son optimistas sobre encontrar soluciones que, en última instancia, conducirán a tasas de infección reducidas y mejores resultados de salud en todo el mundo.
Título: Evaluation of Precision of the Plasmodium knowlesi Growth Inhibition Assay for Plasmodium vivax Duffy-Binding Protein-based Malaria Vaccine Development
Resumen: Recent data indicate increasing disease burden and importance of Plasmodium vivax (Pv) malaria. A robust assay will be essential for blood-stage Pv vaccine development. Results of the in vitro growth inhibition assay (GIA) with transgenic P. knowlesi (Pk) parasites expressing the Pv Duffy-binding protein region II (PvDBPII) correlate with in vivo protection in the first PvDBPII controlled human malaria infection (CHMI) trials, making the PkGIA an ideal selection tool once the precision of the assay is defined. To determine the precision in percentage of inhibition in GIA (%GIA) and in GIA50 (antibody concentration that gave 50 %GIA), ten GIAs with transgenic Pk parasites were conducted evaluating four different anti-PvDBPII human monoclonal antibodies (mAbs) at different concentrations, and three GIAs were conducted testing eighty anti-PvDBPII human polyclonal antibodies (pAbs) at 10 mg/mL. A significant assay-to-assay variation was observed, and the analysis revealed a standard deviation (SD) of 13.1 in the mAb and 5.94 in the pAb dataset for %GIA, with a LogGIA50 SD of 0.299 (for mAbs). Moreover, the ninety-five percent confidence interval (95%CI) for %GIA or GIA50 in repeat assays was calculated in this investigation. These results will support the development of future blood-stage malaria vaccines, specifically second generation PvDBPII-based formulations.
Autores: Kazutoyo Miura, J. E. Mertens, C. A. Rigby, M. Bardelli, D. Quinkert, M. M. Hou, A. Diouf, S. E. Silk, C. E. Chitnis, A. M. Minassian, R. W. Moon, C. A. Long, S. J. Draper
Última actualización: 2024-01-24 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.23.576905
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.23.576905.full.pdf
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