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# Biologia# Imunologia

Avanços no Desenvolvimento de Vacinas contra Malária

Novas abordagens buscam melhorar as vacinas contra a malária causada pelo Plasmodium vivax.

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Índice

Plasmodium Vivax é um tipo de parasita que causa malária, mais comum fora da África. Todo ano, rolam cerca de 14,5 milhões de casos. Embora não seja tão mortal quanto outro tipo, o Plasmodium falciparum, ainda causa muito sofrimento. Tem uma necessidade grande de uma vacina eficaz pra ajudar a prevenir essa doença.

Os sintomas da malária aparecem quando os parasitas Plasmodium vivax invadem e se multiplicam em certos tipos de células do sangue. O processo desses parasitas se transformando em outra forma, os gametócitos, permite que sejam absorvidos pelos mosquitos, espalhando a doença ainda mais. Uma vacina que impeça o parasita de entrar nessas células do sangue poderia ajudar tanto a prevenir os sintomas da malária quanto sua disseminação.

Como o Plasmodium vivax invade as células do sangue

A invasão das células do sangue pelo Plasmodium vivax depende de uma interação específica. O parasita usa uma proteína conhecida como proteína de ligação Duffy (PvDBP) pra grudar em um receptor na superfície das células do sangue humano chamado Antígeno Duffy (DARC). Essa interação é importante pra invasão e é afetada por variações genéticas nas pessoas. Muitas pessoas na África têm uma versão do receptor DARC que não permite que o parasita grude, o que explica a menor quantidade de casos de Plasmodium vivax nessas áreas.

Candidatos a Vacinas contra o Plasmodium vivax

Os pesquisadores estão de olho no PvDBP como um possível alvo pra uma vacina contra a malária. A proteína PvDBP tem uma estrutura grande com várias partes, incluindo uma região crucial semelhante à de ligação Duffy que interage com o DARC. Estudos anteriores mostraram que imunizar animais com essa parte da proteína pode gerar anticorpos que bloqueiam a interação entre PvDBP e DARC. Em humanos, níveis mais altos de anticorpos contra PvDBP foram associados a um risco menor de infecção.

Estudos recentes testaram diferentes formas de PvDBP como vacinas. Alguns voluntários que receberam essas vacinas mostraram uma taxa de multiplicação do parasita bem menor quando expostos ao Plasmodium vivax, em comparação com aqueles que não foram vacinados. No entanto, esses resultados também indicam que as vacinas atuais não oferecem proteção completa, sugerindo que ainda tem muito trabalho a ser feito pra melhorar o design das vacinas.

Estudos estruturais do PvDBP

Pra desenvolver vacinas melhores, os cientistas estão estudando a estrutura do PvDBP. Entender como a proteína é construída e como ela interage com o receptor DARC pode ajudar os pesquisadores a criar candidatos a vacinas mais eficazes. Através desses estudos estruturais, descobriram que o PvDBP é composto por várias partes, com algumas áreas sendo cruciais pra se ligar ao DARC e outras que podem ajudar na eficácia da vacina.

Uma área específica de interesse é o subdomínio 3 do PvDBP-RII. Essa parte da proteína é essencial pra formar uma estrutura estável e interage com outras partes da proteína através de ligações fracas. Os pesquisadores redesenharam esse subdomínio pra melhorar sua solubilidade e estabilidade, facilitando a produção como vacina.

Testando os novos candidatos a vacinas

A versão modificada do subdomínio 3 foi expressa em bactérias e mostrou ser bem mais solúvel comparada à versão original, permitindo uma produção mais fácil. O próximo passo envolveu avaliar quão bem esses novos candidatos a proteína podiam se ligar a anticorpos. A força de ligação do subdomínio modificado e da forma original foi encontrada como similar quando testada no laboratório, indicando que a nova versão ainda poderia funcionar de maneira eficaz.

Depois disso, os pesquisadores testaram os candidatos a vacina em coelhos. Eles descobriram que o subdomínio modificado e o PvDBP-RII original induziram uma forte resposta imunológica. A eficácia dos anticorpos gerados por essas vacinas foi avaliada usando um modelo de Plasmodium knowlesi, um parente próximo do Plasmodium vivax. Os anticorpos produzidos pelas novas vacinas mostraram um desempenho significativamente melhor em prevenir o crescimento do parasita em comparação com aqueles produzidos pela vacina original.

Ensaios de inibição do crescimento

Pra medir quão bem as vacinas evitavam o crescimento do parasita da malária, os cientistas realizaram testes específicos. Eles pegaram amostras de sangue dos coelhos após a vacinação e testaram como os anticorpos nessas amostras podiam parar o crescimento dos parasitas. Os resultados mostraram que os novos candidatos a vacina tinham uma capacidade muito maior de inibir o crescimento do parasita do que a vacina original. Isso sugere que o redesign do subdomínio 3 em uma forma mais solúvel foi uma estratégia bem-sucedida.

Qualidade dos anticorpos

A equipe de pesquisa também focou se a melhor performance das novas vacinas vinha da geração de mais anticorpos ou de anticorpos de melhor qualidade. Eles descobriram que, enquanto os novos candidatos geravam mais anticorpos, a qualidade dos anticorpos produzidos tanto pelas novas quanto pelas vacinas originais era similar. Isso significa que a eficácia aumentada do novo candidato se deveu principalmente à maior quantidade de anticorpos disponíveis pra combater os parasitas.

Conclusão

A pesquisa pra desenvolver uma vacina contra o Plasmodium vivax continua. Através do entendimento da estrutura das proteínas envolvidas, os cientistas deram passos importantes na criação de candidatos a vacinas melhorados. O subdomínio 3 redesenhado do PvDBP mostrou-se promissor por ser mais solúvel, estável e eficaz em gerar uma forte resposta imunológica.

Essa abordagem inovadora reflete um avanço significativo na luta contra a malária. Com testes e desenvolvimentos contínuos, há esperança de uma vacina eficaz que possa prevenir o sofrimento causado por essa doença tão disseminada. Os resultados são promissores pra aplicações clínicas futuras com o objetivo de reduzir a transmissão da malária e proteger populações vulneráveis de seus impactos.

Direções Futuras

O sucesso dos novos candidatos a vacinas estimula mais pesquisas. Estudos futuros precisarão focar em testes em larga escala pra avaliar a segurança e eficácia dessas vacinas em humanos. Além disso, os pesquisadores têm a tarefa de explorar outros aspectos da resposta imunológica e como podem ser aproveitados pra melhorar a eficácia das vacinas. Ao construir sobre essas descobertas, há um grande potencial pra desenvolver uma vacina contra a malária que possa reduzir ou eliminar casos de infecções por Plasmodium vivax em todo o mundo.

Esforços contínuos nessa área vão exigir colaboração entre várias áreas, incluindo biologia molecular, imunologia e saúde pública, pra trazer soluções inovadoras pra combater a malária.

Fonte original

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

Resumo: 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.

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

Última atualização: 2024-06-26 00:00:00

Idioma: English

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

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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