Die Malariaforschung hat, ausgehend vom Tessin, dank einer von Dr. koordinierten Studie einen wertvollen Schritt nach vorn gemacht. Caroline Junqueira dell 'Institut für Biomedizinische Forschung (IRB) von Bellinzona, verbunden mitUniversität der italienischen Schweiz (USI)Das Werk, in der wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht Naturhat eine neue Gruppe von Antigenen des für Malaria verantwortlichen Parasiten identifiziert, die eine wichtige Grundlage für die Entwicklung von Impfstoffen darstellen könnten, welche einen breiteren und länger anhaltenden Schutz bieten als die derzeit verfügbaren.
Die Studie befasst sich mit einem der größten Hindernisse in der Malaria-Impfstoffforschung: der Identifizierung von Zielstrukturen, die von CD8+ T-Lymphozyten erkannt werden, Immunzellen, die in der Lage sind, vom Parasiten infizierte Zellen zu erkennen und zu zerstören.
Eine detaillierte Karte der Antigene des Parasiten
Um dies zu erreichen, nutzten die Forscher die Immunopeptidomik, eine Methodik, die Immunologie und Proteomik integriert, um Proteinfragmente zu identifizieren, die auf der Oberfläche infizierter Zellen exponiert sind und dem Immunsystem präsentiert werden.
Die Analyse identifizierte 453 einzigartige Peptide, die 166 Plasmodium- Proteinen zugeordnet werden können . Davon gehören 75 zu den sogenannten Haushaltsgenen, essentiellen Elementen für das Überleben des Parasiten, die sich durch eine hohe Konservierung zwischen verschiedenen Plasmodium- Arten auszeichnen.
Dies ist aus Sicht der Impfstoffentwicklung ein besonders interessantes Merkmal, da diese Proteine in mehreren Stadien des Lebenszyklus des Parasiten exprimiert werden, sowohl in der Leber- als auch in der Blutphase.
Warum die Entdeckung wichtig ist
Eine der Einschränkungen der derzeit verfügbaren Impfstoffe ist ihr unvollständiger und begrenzter Schutz. Die aktuell verwendeten Präparate zielen primär auf Plasmodium falciparum ab , den Erreger der meisten Malariafälle in Afrika, und wirken hauptsächlich in den frühesten Stadien der Infektion.
Die IRB-Studie legt die Möglichkeit nahe, Impfstoffe zu entwickeln, die Antigene angreifen, die verschiedenen Plasmodium- Arten gemeinsam sind und in mehreren Infektionsstadien vorkommen. Dies könnte letztendlich zu einer breiteren und stabileren Immunantwort führen.
Die Rolle der CD8+ T-Lymphozyten
Im Mittelpunkt der Forschung steht die Aktivierung von CD8+ T-Lymphozyten, Zellen, die für die Immunabwehr unerlässlich sind, da sie bereits vom Parasiten infizierte Zellen erkennen und eliminieren können, bevor sich die Infektion weiter ausbreitet.
Die Forscher beobachteten, dass mehrere identifizierte Peptide über verschiedene Varianten von HLA-Klasse-I-Molekülen präsentiert werden, darunter HLA-A, HLA-B, HLA-C und sogar das nicht-klassische Molekül HLA-E. Dies deutet darauf hin, dass dieselben Antigene von Individuen mit unterschiedlichen genetischen Merkmalen erkannt werden können, wodurch sich das Potenzial zukünftiger Impfstoffe für sehr heterogene Bevölkerungsgruppen erhöht.
Die Ergebnisse wurden in mehreren experimentellen Modellen bestätigt.
Die Validierung der identifizierten Antigene erfolgte anhand von Proben von Personen, die sowohl mit Plasmodium vivax als auch mit Plasmodium falciparum infiziert waren.
Parallel dazu wurden in der Forschung auch spezifische Immunreaktionen in Tiermodellen mit anderen Plasmodium- Arten hervorgehoben . Bei nicht-menschlichen Primaten beispielsweise stimulierten verschiedene Antigene nach Infektion oder Immunisierung mit abgeschwächten Parasiten T-Lymphozyten sowohl im Blut als auch in der Leber.
Die vielversprechendsten Ergebnisse stammten ebenfalls aus Studien an Nagetieren, bei denen gezeigt werden konnte, dass zwei der identifizierten Antigene eine durch CD8+ T-Lymphozyten vermittelte Immunantwort auslösten, die in der Lage war, die Parasitenlast zu reduzieren und somit eine Schutzwirkung zu erzielen.
Zwei Malariaarten im Mittelpunkt der Studie
Die Forschung befasst sich hauptsächlich mit den beiden Hauptarten, die für Malaria beim Menschen verantwortlich sind.
Plasmodium falciparum ist die häufigste Form auf dem afrikanischen Kontinent und ist mit den schwersten Krankheitsverläufen assoziiert. Plasmodium vivax hingegen ist in Amerika und weiten Teilen Asiens vorherrschend und weist andere biologische Merkmale auf, darunter die Fähigkeit, ausschließlich Retikulozyten zu infizieren – unreife rote Blutkörperchen, die RNA enthalten und nur eine begrenzte Proteinsynthese aufrechterhalten.
Frühere Untersuchungen derselben Arbeitsgruppe hatten gezeigt, dass diese infizierten Retikulozyten HLA-Klasse-I-Moleküle exprimieren, wodurch es CD8+ T-Lymphozyten möglich wird, die infizierten Zellen zu erkennen.
Die Aussichten für künftige Impfstoffe
Obwohl vor einer klinischen Anwendung noch weitere Studien erforderlich sind, bietet die in Nature veröffentlichte Forschung eine neue Plattform für die Entwicklung von Malariaimpfstoffen auf der Grundlage von Antigenen, die von verschiedenen Arten des Parasiten geteilt werden und in verschiedenen Stadien seines biologischen Zyklus aktiv sind.
Die Identifizierung hochkonservierter Zielstrukturen könnte zur Entwicklung universellerer Impfstrategien als der derzeitigen beitragen, mit dem Ziel, die Schutzdauer zu verlängern und die Wirksamkeit gegen verschiedene Formen der Krankheit zu verbessern.
Die Arbeit des IRB in Bellinzona stellt somit einen bedeutenden Beitrag zur internationalen Malariaforschung dar und liefert der wissenschaftlichen Gemeinschaft einen Katalog von Antigenen, der als Ausgangspunkt für zukünftige Generationen von Impfstoffen dienen kann.
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