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# Biologie# Immunologie

Avancées dans le développement de vaccins contre le paludisme

De nouvelles approches visent à améliorer les vaccins contre le paludisme à Plasmodium vivax.

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Plasmodium Vivax est un type de parasite qui cause le paludisme, qu'on voit surtout en dehors de l'Afrique. Chaque année, ça entraîne environ 14,5 millions de cas. Même si c'est pas aussi mortel qu'un autre type, Plasmodium falciparum, ça fait quand même beaucoup de souffrance. Y'a un gros besoin d'un vaccin efficace pour aider à prévenir cette maladie.

Les symptômes du paludisme se manifestent quand les parasites Plasmodium vivax envahissent et se multiplient dans certains types de globules sanguins. Le processus par lequel ces parasites se transforment en une autre forme, les gamétocytes, leur permet d'être absorbés par les moustiques, propagent encore plus la maladie. Un vaccin qui empêche le parasite d'entrer dans ces globules pourrait aider à prévenir à la fois les symptômes du paludisme et sa propagation.

Comment Plasmodium vivax envahit les globules sanguins

L'invasion des globules par Plasmodium vivax dépend d'une interaction spécifique. Le parasite utilise une protéine appelée protéine de liaison Duffy (PvDBP) pour se fixer à un récepteur sur la surface des globules sanguins humains, appelé l'Antigène Duffy (DARC). Cette interaction est importante pour l'invasion et est influencée par des variations génétiques chez les gens. Beaucoup de personnes en Afrique ont une version du récepteur DARC qui ne permet pas au parasite de se fixer, ce qui explique pourquoi il y a moins de cas de Plasmodium vivax là-bas.

Candidats Vaccins contre Plasmodium vivax

Les chercheurs regardent PvDBP comme une cible potentielle pour un vaccin contre le paludisme. La protéine PvDBP a une grande structure avec plusieurs parties, y compris une région cruciale semblable à la zone de liaison Duffy qui interagit avec DARC. Des études passées ont montré qu'immuniser des animaux avec cette partie de la protéine peut créer des anticorps qui bloquent l'interaction entre PvDBP et DARC. Chez les humains, des niveaux plus élevés d'anticorps contre PvDBP ont été liés à un risque d'infection plus faible.

Des études récentes ont testé différentes formes de PvDBP comme vaccins. Certains volontaires qui ont reçu ces vaccins ont montré un taux de multiplication du parasite beaucoup plus faible quand ils ont été exposés à Plasmodium vivax, comparé à ceux qui n'ont pas été vaccinés. Cependant, ces résultats indiquent aussi que les vaccins actuels ne fournissent pas une protection complète, ce qui suggère qu'il faut encore bosser pour améliorer le design des vaccins.

Études structurelles de PvDBP

Pour développer de meilleurs vaccins, les scientifiques étudient la structure de PvDBP. Comprendre comment la protéine est construite et comment elle interagit avec le récepteur DARC peut aider les chercheurs à créer des candidats vaccins plus efficaces. Grâce à ces études structurelles, ils ont découvert que PvDBP se compose de plusieurs parties, dont certaines sont cruciales pour se lier à DARC et d'autres qui pourraient contribuer à l'efficacité du vaccin.

Une zone spécifique d'intérêt est le sous-domaine 3 de PvDBP-RII. Cette partie de la protéine est essentielle pour former une structure stable et interagit avec d'autres parties de la protéine par des liaisons faibles. Les chercheurs ont redesigné ce sous-domaine pour améliorer sa solubilité et sa stabilité, ce qui facilite sa production en tant que vaccin.

Test des nouveaux candidats vaccins

La version modifiée du sous-domaine 3 a été exprimée dans des bactéries et s'est révélée beaucoup plus soluble par rapport à la version originale, ce qui permet une production plus facile. La prochaine étape a consisté à évaluer à quel point ces nouveaux candidats protéiques pouvaient bien se lier aux anticorps. La force de liaison du sous-domaine modifié et de la forme originale était similaire lors des tests en laboratoire, indiquant que la nouvelle version pouvait toujours fonctionner efficacement.

Ensuite, les chercheurs ont testé les candidats vaccins sur des lapins. Ils ont trouvé que le sous-domaine modifié et le PvDBP-RII original induisaient tous deux une forte Réponse immunitaire. L’efficacité des anticorps générés par ces vaccins a été évaluée en utilisant un modèle de Plasmodium knowlesi, un proche parent de Plasmodium vivax. Les anticorps produits par les nouveaux vaccins ont montré des performances bien meilleures pour empêcher la croissance du parasite par rapport à ceux produits par le vaccin original.

Tests d'inhibition de croissance

Pour mesurer à quel point les vaccins empêchaient la croissance du parasite du paludisme, les scientifiques ont réalisé des tests spécifiques. Ils ont pris des échantillons de sang des lapins après la vaccination et ont testé comment les anticorps présents dans ces échantillons pouvaient arrêter la croissance des parasites. Les résultats ont montré que les nouveaux candidats vaccins avaient une capacité beaucoup plus élevée à inhiber la croissance des parasites que le vaccin original. Ça suggère que le redesign du sous-domaine 3 en une forme plus soluble était une stratégie réussie.

Qualité des anticorps

L'équipe de recherche a aussi vérifié si la meilleure performance des nouveaux vaccins venait de la production de plus d'anticorps ou d'anticorps de meilleure qualité. Ils ont découvert que même si les nouveaux candidats produisaient plus d’anticorps, la qualité des anticorps produits par les nouveaux et les anciens vaccins était similaire. Ça veut dire que l'augmentation de l’efficacité du nouveau candidat était surtout due à la plus grande quantité d'anticorps disponibles pour lutter contre les parasites.

Conclusion

La recherche sur le développement d'un vaccin contre Plasmodium vivax est en cours. En comprenant la structure des protéines impliquées, les scientifiques ont fait d'importants progrès dans la création de nouveaux candidats vaccins. Le sous-domaine 3 redesigné de PvDBP a montré des promesses en étant plus soluble, stable et efficace pour générer une forte réponse immunitaire.

Cette approche innovante représente un grand avancement dans la lutte contre le paludisme. Avec des tests et développements continus, il y a de l'espoir pour un vaccin efficace qui peut prévenir les souffrances causées par cette maladie répandue. Les résultats sont prometteurs pour de futures applications cliniques visant à réduire la transmission du paludisme et à protéger les populations vulnérables de ses impacts.

Directions futures

Le succès des nouveaux candidats vaccins encourage d'autres recherches. Les études futures devront se concentrer sur des essais à plus grande échelle pour évaluer la sécurité et l'efficacité de ces vaccins chez les humains. De plus, les chercheurs doivent explorer d'autres aspects de la réponse immunitaire et comment ils peuvent être exploités pour améliorer l'efficacité des vaccins. En s'appuyant sur ces découvertes, il y a un grand potentiel pour développer un vaccin contre le paludisme qui peut réduire ou éliminer considérablement les cas d'infections à Plasmodium vivax dans le monde entier.

Continuer les efforts dans ce domaine nécessitera une collaboration entre différents domaines, y compris la biologie moléculaire, l'immunologie et la santé publique, pour apporter des solutions innovantes contre le paludisme.

Source originale

Titre: Structure-guided design of a Plasmodium vivax Duffy binding protein-based vaccine immunogen

Résumé: Plasmodium vivax remains one of the major causative agents of human malaria and a vaccine is urgently required. It is an obligate intracellular parasites and replication within red blood cells is essential for development of disease and for transmission. The interaction between PvDBP on the parasite surface and the DARC receptor on human reticulocytes is essential for a Plasmodium vivax blood stage infection. Human vaccination with the RII region of PvDBP slowed parasite replication, showing that PvDBP is a promising vaccine candidate. However, it did not induce sterile protection, and further development is required to generate a vaccine which protects from clinical malaria. In this study, we develop a vaccine immunogen containing a region of PvDBP-RII, known as subdomain 3, which contains the epitope for a broadly-reactive growth-inhibitory antibody, DB9. We used structure-guided approaches to resurface subdomain 3 such that it folds as an isolated molecule. We show that this engineered subdomain 3 is more stable and more easily produced than PvDBP-RII and induces a more effective growth-inhibitory antibody response. We therefore present an improved PvDBP-based immunogen for use in blood stage vaccines to prevent malaria due to Plasmodium vivax. One sentence summaryStructure-guided design leads to a more effective Duffy-binding protein-based vaccine immunogen to prevent Plasmodium vivax.

Auteurs: Matthew K Higgins, N. M. Barber, T. Pholcharee, A. M. Lias, D. Quinkert, J. Nugent, L. D. W. King, S. J. Draper

Dernière mise à jour: 2024-06-26 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.23.600241

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.23.600241.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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