Учеными из Института Велкома Сэнгера была обнаружена первая в мире мишень для вакцины против трипаносом, семейства паразитов, вызывающих разрушительные заболевания у животных и людей. Нацелившись на белок на клеточной поверхности паразита Trypanosoma vivax, исследователи смогли обеспечить длительную защиту от инфекции африканского трипаносомоза животных (ААТ) у мышей.
Исследование, опубликованное сегодня (26 мая 2021 г.) в журнале Nature, является первой успешной попыткой вызвать бесплодный иммунитет против трипаносомного паразита. Долгое время считалось, что вакцина невозможна из-за изощренной способности паразитов уклоняться от иммунной системы хозяина. Наряду с тем, что данные являются сильной мишенью для вакцины против ААТ, полученные данные повышают возможность выявления вакцинных мишеней для видов трипаносом, вызывающих смертельные инфекции человека, сонную болезнь и болезнь Шагаса..
Животных Африканский трипаносомоз (ААТ) - это заболевание, поражающее домашний скот в Африке, а в последнее время и в Южной Америке. Его вызывают несколько видов паразитов Trypanosoma, которые передаются мухами цеце, вызывая у животных лихорадку, слабость, вялость и анемию. В результате потеря веса, низкая плодовитость и снижение удоев оказывают огромное экономическое влияние на людей, которые зависят от этих животных. Говорят, что эта болезнь лежит в основе бедности в Африке1.
У людей заболевание, называемое сонной болезнью, вызывается заражением другим видом трипаносом, Trypanosoma brucei. Несмотря на то, что усилия по контролю ежегодно значительно снижают число инфекций, 65 миллионов человек по-прежнему находятся в группе риска. В Южной Америке потенциально опасная для жизни инфекция болезнь Шагаса вызывается Trypanosoma cruzi и поражает не менее 6 миллионов человек, проживающих в эндемичных районах2.
Все виды трипаносом выработали сложные антииммунные механизмы, которые позволяют паразитам процветать в своем хозяине. Например, африканские трипаносомы имеют на своей поверхности белок, который постоянно изменяется и не позволяет антителам хозяина распознавать патоген. До сих пор считалось, что вакцинация против трипаносомной инфекции по этой причине невозможна.
В этом исследовании ученые из Wellcome Sanger Institute проанализировали геном T. vivax, чтобы идентифицировать 60 белков клеточной поверхности, которые могут быть жизнеспособными мишенями для вакцин. Каждый белок был получен с использованием клеточных линий млекопитающих, а затем использован для вакцинации мышей, чтобы определить, была ли иммунная система хозяина проинструктирована идентифицировать и уничтожить паразита T. vivax.
Один белок клеточной поверхности, названный «инвариантный антиген жгутика T. vivax» (IFX), вызывал иммунитет против инфекции почти у всех вакцинированных мышей в течение как минимум 170 дней после экспериментального заражения паразитами T. vivax.
Д-р Дельфин Аутеман, первый автор исследования из Института Wellcome Sanger, сказала: «Ученые искали способ вакцинации против африканского трипаносомоза животных (ААТ) с тех пор, как паразит и переносчик были впервые обнаружены в начале 20 век. В последнее время мы много слышали о вакцинах, но по сравнению с вирусом простейшие паразиты имеют огромное количество белков, что затрудняет определение правильных целей. Некоторые из 60 протестированных нами целей вызвали частичный иммунный ответ, но только один дал долговременную защиту, что делает его многообещающим кандидатом на вакцину».
Несмотря на то, что существуют лекарства для профилактики или лечения ААТ, многие общины, нуждающиеся в них, живут в отдаленных труднодоступных местах. Считается, что зависимость от нескольких лекарств и отсутствие профессионального опыта в их применении способствуют повышению лекарственной устойчивости паразитов3. Эффективная вакцина поможет преодолеть некоторые из этих практических барьеров.
Д-р Эндрю Джексон, старший автор исследования из Ливерпульского университета, сказал: «Вакцинация против трипаносомных паразитов считалась невозможной из-за сложных механизмов иммунной защиты, которые они развили, поэтому я в восторге. что мы смогли продемонстрировать, что это может быть сделано. Помимо очевидного преимущества сильной вакцины-кандидата против трипаносомоза животных, подход к вакцине на основе генома, который мы излагаем в этом исследовании, потенциально может быть применен к другим видам трипаносом и другим семьи паразитов."
Следующим шагом будет проверка результатов с использованием модели крупного рогатого скота. В случае успеха можно будет начать работу по разработке вакцины против ААТ, которая станет важным инструментом борьбы с бедностью в пострадавших регионах.
Доктор Гэвин Райт, старший автор исследования из Института Wellcome Sanger и Йоркского университета, сказал: «Это исследование является важным первым шагом к облегчению бремени африканского трипаносомоза (ААТ) у обоих животных. и люди в Африке и Южной Америке. Защитный эффект вакцины, которую мы идентифицировали, сначала нужно воспроизвести на модели крупного рогатого скота, но я думаю, что мы можем с осторожным оптимизмом смотреть на то, что через несколько лет мы добьемся существенного прогресса в борьбе с этой разрушительной болезнью».
Майкл Пирс, руководитель программы AAT в организации по вакцинации скота GALVmed, сказал: «Трипаносомоз остается серьезной проблемой для домашнего скота и фермеров в Азии, Африке и Южной Америке, а также является серьезной проблемой для здоровья человека в Африке и Южной Америке., Варианты контроля и лечения трипаносомоза очень ограничены, а устойчивость к имеющимся в настоящее время лекарствам становится все более серьезной проблемой. Эти новые результаты Института Сэнгера являются очень важным и долгожданным событием, открывающим возможность успешной разработки вакцины для профилактики и борьбы. трипаносомоза у людей и животных».
Примечания для редакторов:
1 Более подробную информацию см. на веб-сайте Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций.