Nova Esperança na Pesquisa de Vacina contra a Malária
Estudos recentes mostram que vacinas contra malária estão avançando, focando em complexos de proteínas.
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Índice
- Mecanismo de Infecção da Malária
- Composição do Complexo de Proteínas RH5
- Estudo das Respostas de Anticorpos
- Desafios no Desenvolvimento de Vacinas
- Avanços nos Candidatos a Vacinas
- Avaliação da Eficácia da Vacina
- Estudos In Vivo e Resultados
- Implicações para o Futuro do Desenvolvimento de Vacinas
- Conclusão
- Fonte original
A malária é uma doença séria causada por parasitas que são transmitidos pelas picadas de mosquitos infectados. A forma mais perigosa dessa doença vem de um parasita conhecido como Plasmodium falciparum. Esse parasita é responsável por um número significativo de mortes pelo mundo afora. Embora as tentativas de controlar a malária tenham feito as mortes caírem ao longo dos anos, recentemente teve um aumento visível nos óbitos, especialmente durante a pandemia de COVID-19.
Essa situação destaca a necessidade urgente de Vacinas seguras e eficazes contra a malária, especialmente para crianças, que são as mais vulneráveis. Duas vacinas foram aprovadas para uso em crianças pequenas: RTS,S/AS01 e R21/Matrix-M™. Ambas funcionam de maneira similar, mirando uma proteína específica presente na fase inicial do parasita da malária, ajudando o corpo a produzir anticorpos que evitam que o parasita infecte o fígado.
Mecanismo de Infecção da Malária
Apesar dos avanços no desenvolvimento de vacinas, ainda rolam desafios. Se o sistema imunológico falhar em bloquear até mesmo um único parasita, pode levar a uma infecção total. Assim que o parasita se desenvolve no fígado, ele libera mais parasitas na corrente sanguínea, onde eles se multiplicam e causam doença. Criar uma vacina que consiga impedir essa fase secundária da infecção poderia oferecer uma proteção melhor contra a malária e suas complicações, incluindo morte e transmissão para outros.
Os parasitas invadem os glóbulos vermelhos (RBCs) através de uma série de interações com seus hospedeiros. Existem vários caminhos para essa invasão, e as variações entre diferentes cepas do parasita da malária complicam o desenvolvimento de vacinas. Pesquisadores descobriram que uma proteína específica, conhecida como RH5, é crucial para a entrada do parasita nos RBCs. Ela interage com uma proteína humana chamada basigin, que está presente na superfície dos RBCs.
Estudos recentes mostraram que os anticorpos gerados em resposta ao RH5 podem inibir significativamente o crescimento dos parasitas da malária na corrente sanguínea. Ensaios clínicos de vacinas direcionadas ao RH5 mostraram promessas, levando à esperança de que essas vacinas possam ser eficazes contra várias cepas de malária.
Composição do Complexo de Proteínas RH5
A proteína RH5 não é o único componente envolvido. Ela age em conjunto com outras proteínas, incluindo CyRPA e RIPR, que juntas formam um complexo necessário para o parasita invadir os RBCs. Essas proteínas são alvos estáveis para o desenvolvimento de vacinas. A estrutura do RH5 se parece com um diamante e tem vários locais onde os anticorpos podem se ligar.
Pesquisas indicaram que os anticorpos contra essas proteínas podem tanto bloquear a interação entre o parasita e a superfície dos RBCs quanto promover a morte dos parasitas. Regiões específicas do RH5 são cruciais para a ligação à basigin e para formar uma conexão necessária para a invasão.
Diferentes estudos revelaram que anticorpos direcionados ao CyRPA e ao RIPR podem também oferecer proteção adicional, inibindo a capacidade do parasita de infectar os RBCs. O complexo formado pelo RH5, CyRPA e RIPR é vital para entender como criar uma vacina mais eficaz que possa atacar várias etapas do ciclo de vida da malária.
Estudo das Respostas de Anticorpos
Em estudos, pesquisadores examinaram como esses anticorpos reagem quando combinados. Alguns anticorpos mostraram aumentar a eficácia uns dos outros na inibição do crescimento do parasita. Quando os pesquisadores misturaram diferentes anticorpos das respostas imunológicas geradas por esses candidatos a vacina, eles conseguiram observar uma inibição mais forte do crescimento do parasita do que quando usaram anticorpos individuais.
Por exemplo, certas combinações de anticorpos contra RH5 e CyRPA mostraram um aumento significativo na inibição do crescimento parasitário em comparação ao uso de qualquer um dos anticorpos sozinhos. Isso indica um caminho promissor para desenvolver vacinas que utilizem uma combinação de diferentes antígenos para despertar uma resposta imunológica mais robusta.
Desafios no Desenvolvimento de Vacinas
Apesar dos avanços na compreensão das respostas imunológicas a essas proteínas, o desenvolvimento de vacinas que visem todo o complexo de proteínas enfrentou obstáculos. Um problema significativo é a dominância do componente RIPR na resposta imunológica, muitas vezes ofuscando as respostas ao RH5 e ao CyRPA. Essa dominância pode levar a respostas imunológicas subótimas contra os outros antígenos cruciais.
Na busca por vacinas melhores, os pesquisadores exploraram a modificação da proteína RIPR para aumentar a resposta imunológica contra RH5 e CyRPA. Ensaios iniciais mostraram algum sucesso, indicando que porções menores da proteína RIPR poderiam ainda provocar uma resposta imunológica protetora sem ofuscar os outros componentes em vacinas combinadas.
Avanços nos Candidatos a Vacinas
Os pesquisadores criaram proteínas de fusão que combinam segmentos de RIPR com CyRPA. Essas proteínas de fusão visam simplificar a resposta imunológica, permitindo um melhor direcionamento da malária. Em estudos com animais, essas novas construções mostraram potencial para aumentar os níveis de anticorpos que são amplos e eficazes.
Quando ratos foram imunizados com combinações dessas novas proteínas de fusão e RH5, os pesquisadores observaram que a resposta imunológica permaneceu forte. Essa abordagem parece minimizar a dominância do componente RIPR enquanto mantém a resposta contra o RH5 eficaz.
Avaliação da Eficácia da Vacina
Após as imunizações, testes são realizados para avaliar a capacidade dos anticorpos de inibir o crescimento do parasita da malária em laboratório. Esses testes geralmente utilizam uma cepa de Plasmodium falciparum comumente estudada para avaliar quão bem os anticorpos conseguem bloquear o crescimento do parasita.
Em vários estudos, foi constatado que, enquanto algumas combinações dos novos componentes da vacina melhoraram os níveis gerais de anticorpos, a eficácia dessas vacinas variou. Notavelmente, combinações envolvendo as novas construções frequentemente demonstraram uma inibição de crescimento melhor em comparação com vacinas tradicionais de antígeno único, especialmente quando emparelhadas com RH5.
Estudos In Vivo e Resultados
Estudos em animais foram cruciais para entender a eficácia dessas novas vacinas. Em ensaios, ratos imunizados com proteínas de fusão e antígenos tradicionais mostraram resultados promissores na geração de uma resposta imunológica forte. As medições dos níveis de anticorpos contra todas as três proteínas-alvo indicaram uma resposta mais equilibrada, reduzindo o risco de dominância excessiva de qualquer antígeno único.
Em novos testes que avaliaram a eficácia dos anticorpos, várias combinações de anticorpos derivados dos diferentes grupos de vacinas foram analisadas pela capacidade de inibir os parasitas. Foi observado consistentemente que os anticorpos dos grupos de vacinas combinadas tinham eficácia semelhante em bloquear o crescimento, indicando que uma abordagem vacinal multifacetada poderia realmente ser benéfica.
Implicações para o Futuro do Desenvolvimento de Vacinas
As descobertas desses estudos fornecem um roteiro para futuras vacinas contra a malária. O trabalho realizado em proteínas de fusão sugere que focar em componentes menores e essenciais de múltiplos antígenos pode levar a melhores respostas imunológicas. Combinar isso com proteínas estabelecidas como o RH5 poderia aumentar a proteção geral oferecida pelas vacinas contra a malária.
À medida que os pesquisadores continuam a refinar sua compreensão de como provocar fortes respostas imunológicas, há esperança de que as vacinas que estão por vir possam reduzir significativamente a incidência de malária. Visando múltiplas etapas do ciclo de vida do parasita e incorporando insights de estudos recentes, a busca por uma vacina altamente eficaz contra a malária parece promissora.
Conclusão
Em conclusão, enquanto a malária continua sendo um desafio formidável, os avanços no desenvolvimento de vacinas baseados em uma compreensão mais profunda da resposta imunológica estão abrindo caminho para novas soluções. A combinação de várias proteínas como RH5, CyRPA e RIPR em novos candidatos a vacinas tem um grande potencial para combater essa doença de forma eficaz. À medida que a pesquisa avança, o objetivo final continua sendo a criação de uma vacina contra a malária que seja segura e eficaz e possa ser aplicada globalmente, trazendo esperança para milhões em risco dessa doença evitável.
Título: Development of an improved blood-stage malaria vaccine targeting the essential RH5-CyRPA-RIPR invasion complex
Resumo: In recent years, reticulocyte-binding protein homologue 5 (RH5) has emerged as a leading blood-stage Plasmodium falciparum malaria vaccine antigen. The most advanced blood-stage vaccine candidate in a Phase 2b clinical trial, RH5.1/Matrix-M, is based on a full-length soluble protein-with-adjuvant formulation. RH5 interacts with cysteine-rich protective antigen (CyRPA) and RH5- interacting protein (RIPR) to form an essential heterotrimeric "RCR-complex". Here, we investigated whether a vaccine candidate based on the ternary RCR-complex could substantially improve upon the leading clinical candidate RH5.1/Matrix-M in preclinical studies. Using a panel of monoclonal antibodies (mAbs) we confirm that parasite growth-inhibitory epitopes on each antigen are exposed on the surface of the RCR-complex and that mAb pairs binding to different antigens can function additively or synergistically to mediate parasite growth inhibition activity (GIA) in vitro. However, immunisation of rats with the RCR-complex consistently fails to outperform RH5.1 alone. We show this is due to immuno-dominance of RIPR coupled with the inferior potency of anti-full length RIPR polyclonal IgG antibodies as compared to the anti-RH5 and anti-CyRPA response. To address this, we identified the growth-inhibitory antibody epitopes of RIPR are clustered within C-terminal EGF-like domains of RIPR. A fusion of these EGF domains to CyRPA, called "R78C", combined with RH5.1, provided a new vaccination strategy that improves upon the levels of in vitro GIA seen with RH5.1 alone. Superiority of the combination antigen vaccine candidate was achieved by the induction of a quantitatively higher, but qualitatively similar, polyclonal antibody response that demonstrated additive GIA across the three antigen targets. These preclinical data justified the advancement of the RH5.1+R78C/Matrix-M combination vaccine to a Phase 1 clinical trial.
Autores: Simon J Draper, B. G. Williams, L. D. W. King, D. Pulido, D. Quinker, A. M. Lias, S. E. Silk, R. J. Ragotte, H. Davies, J. R. Barrett, K. McHugh, C. A. Rigby, D. G. W. Alanine, L. Barfod, M. W. Shea, L. A. Cowley, R. A. Dabbs, D. J. Pattinson, A. D. Douglas, O. R. Lyth, J. K. Illingworth, J. Jin, C. Carnot, V. Kotraiah, J. M. Christen, A. R. Noe, R. S. MacGill, C. R. King, A. J. Birkett, L. A. Soisson, K. Skinner, K. Miura, C. A. Long, M. K. Higgins
Última atualização: 2024-02-08 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.08.579322
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.08.579322.full.pdf
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