Комары и москиты могут быть распространителями многих заболеваний, таких как малярия. Но теперь ученые придумали, как использовать этих насекомых с обратной целью - для распространения вакцины через их укусы. В ходе клинических испытаний эффективность таких москитных вакцин составила около 90%.
Это крайне интересный подход: вместо того, чтобы рассматривать комаров как проблему, кровососущих паразитов, которые причиняют дискомфорт и распространяют болезни, ученые решили взглянуть на них как на рой органических дронов, которых можно использовать для распространения защиты от болезней.
При этом даже не нужно модифицировать самих комаров. Вместо этого ученые предлагают модифицировать паразита, которого распространяют эти комары.
Модифицированный паразит
Исследовательская группа из Лондонской школы гигиены и тропической медицины обратила внимание на паразита Plasmodium falciparum (P. falciparum), который считается самым смертоносным для человека. Эти одноклеточные простейшие путешествуют в слюнных железах самок комаров Anopheles.
Когда комар кусает человека, вместе с естественными противовоспалительными и антикоагулянтными ферментами комаров в кровь попадает до 200 паразитов P. falciparum.
Через кровь паразиты перемещаются в поисках клеток печени, в которых они могут спрятаться, размножиться и трансформироваться. В течение недели каждый из этих единичных организмов выпустит почти 100 000 новых паразитов в кровоток человека, где они начнут убивать красные кровяные тельца, размножаясь циклическими волнами. Эти циклы проявляются в виде симптомов малярии: лихорадки, озноба, усталости, свертывания крови и ряда других серьезных осложнений. Во многих южных странах малярия является одной из главных причин смерти.
Именно этого аппарата решили использовать ученые. Команда изучила, как P. falciparum может быть генетически модифицирован для того, чтобы действовать как вакцина, а не как переносчик болезни.
Они остановились на подходе, который позволяет паразиту вести себя нормально вплоть до момента, когда он поселяется в клетках человеческой печени и начинает размножаться.
Примерно через шесть дней после заражения модифицированные паразиты GA2 просто прекращают свое развитие. Они не выбрасывают вторичных паразитов в кровоток. Но они выделяют множество антигенов, которые активируют иммунную систему человека сильным воспалительным ответом – ответом, который быстро срабатывает при следующем появлении немодифицированного малярийного паразита в клетке печени.
Проще говоря, модифицированные P. falciparum превращаются в прививку от своих же болезнетворных собратьев.
Испытания на людях
Ученым удалось найти 43 добровольца, готовых испытать эти новые органические вакцины. На первом этапе испытаний 20 испытуемых подверглись воздействию от 15 до 50 укусов комаров, несущих модифицированного паразита GA2. После этого ни у одного из испытуемых не было обнаружено признаков инфекции кровяной стадии, что подтверждает безопасность этого подхода.
Затем, на втором этапе, 23 испытуемых три раза с интервалом в 28 дней подвергались воздействию 50 укусов обычных комаров или комаров с модифицированными паразитами. При этом половина паразитов относилась к уже испытанному виду GA2, а вторая половина – к новой версии GA1. Паразиты версии GA1 были запрограммированы на прекращение развития всего через один день в печени, а не через шесть.
Наконец, через три недели испытуемые получить по пять укусов от комаров, несущих обычных малярийных паразитов.
Все испытуемые, которые ранее подвергались воздействию обычных комаров, заразились малярией. 13% тех, кто был привиты модифицированными паразитами GA1, избежали инфекции. Но среди тех, кто был покусан комарами с паразитами версии GA2, болезни избежали 89% участников.
Проблемы технологии
Следует признать, что в данный момент практическое применение технологии связано с рядом трудностей.
Во-первых, пересадка паразитов GA2 в живых комаров является довольно трудоемкой процедурой. Спервы модифицированные паразиты выращиваются в лаборатории на человеческих кровяных клетках, затем эта кровь скармливается комарам. после этого требуется до двух недель, прежде чем комары будут готовы распространять вакцину через укусы.
Во-вторых, выращивание достаточного количества насекомых для вакцинации целого города или региона может оказаться очень затратным делом.
Проблема заключается еще и в том, что недостаточно один раз выпустить партию комаров-носителей GA2 на свободу. Чтобы носители вакцины могли конкурировать с носителями болезни, постоянно придется выращивать и выпускать новые партии.
Наконец, стоит учитывать специфический жизненный цикл этих конкретных паразитов. Метод, который может сработать против малярии, вряд ли подойдет для распространения других типов вакцин, например, вакцины от гриппа.
Тем не менее, сама идея очень интересна. Вероятно, в будущем ученые еще вернутся к концепции использования комаров в качестве живых распространителей вакцины.
Исследование опубликовано в журнале The New England Journal of Medicine.
