Vakcíny proti malárii: ovlivní nově nalezená technologie DNA vakcíny budoucí kurz?

Vývoj vakcíny proti malárii patřil mezi největší výzvy před vědou. Mosquirix^TM , a vaccine against malaria has recently been approved by WHO. Although the efficacy of this vaccine is about 37%, yet this is great step forward as this is first time any anti-malaria vaccine has seen the day. Among the other anti-malaria vaccine candidates, the DNA vaccines using adenovirus as an expression vector, with possibility to provide for multiple malarial antigens seem to have great potential as the technology employed has recently proved its worthiness in the case of Oxford/AstraZeneca (ChAdOx1 nCoV-2019) vaccine against COVID-19.  

Vakcíny proti malárie se ukázaly být výzvou kvůli složité životní historii parazita, který vykazuje různá vývojová stádia v hostiteli, expresi velkého počtu různých proteinů v různých stádiích, složité souhře mezi biologií parazita a imunitou hostitele, ve spojení s nedostatek adekvátních zdrojů a nedostatek účinné globální spolupráce kvůli prevalenci onemocnění převážně v zemích třetího světa. 

However, a few attempts have been made to generate and develop an effective vaccine against this dreadful disease. All these have been classified as pre-erythrocytic vakcíny as they involve the sporozoite protein and targets the parasite before it enters the liver cells.  The first to develop was a radiation-attenuated Plasmodium falciparum sporozoitová (PfSPZ) vakcína¹ která by poskytovala ochranu před P. falciparum infekce v malárie-naïve adults. This was developed by GSK and the Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) in the mid 1970s but did not see the light of the day as there was no significant vaccine efficacy shown. The recent Phase 2 trials that were conducted in 336 infants aged 5–12 months to determine the safety, tolerability, immunogenicity and efficacy of the PfSPZ Vaccine in infants in a high-transmission malárie setting in western Kenya (NCT02687373)²také ukázaly podobné výsledky, že ačkoli došlo k na dávce závislému zvýšení protilátkových odpovědí po 6 měsících ve skupinách s nejnižší a nejvyšší dávkou, odpovědi T buněk byly nedetekovatelné ve všech dávkových skupinách. Vzhledem k absenci významné účinnosti vakcíny bylo rozhodnuto tuto vakcínu v této věkové skupině nepokračovat. 

Další vakcínou vyvinutou společnostmi GSK a WRAIR v roce 1984 je vakcína RTS,S zvaná Mosquirix.^TM která se zaměřuje na sporozoitový protein a je první vakcínou, která prošla 3. fází zkoušky³ a první, který má být hodnocen v rámci rutinních imunizačních programů v oblastech endemických malárie. Výsledky této studie ukazují, že u dětí ve věku 5–17 měsíců, které dostaly 4 dávky vakcíny RTS,S, byla účinnost proti malárii 36 % během 4 let sledování. RTS,S obsahuje R, který se týká oblasti centrální repetice, jediného vysoce konzervovaného tetrapeptidu tandemové repetice NANP, T označuje epitopy T-lymfocytů Th2R a Th3R. Kombinovaný RT peptid je geneticky fúzován k N-konci povrchového antigenu hepatitidy B (HBsAg), „S“ (povrchové) oblasti. Tato RTS je pak koexprimována v kvasinkových buňkách za vzniku viru podobných částic vykazujících na svém povrchu jak sporozoitový protein (R opakující se oblast s T), tak S. Druhá část „S“ je vyjádřena jako nefúzovaný HBsAg, který se spontánně spojí s komponentou RTS, odtud název RTS,S.  

Another vaccine that has been developed against malárie je DNA-Ad vaccine that uses human adenoviry k expresi sporozoitového proteinu a antigenu (apikální membránový antigen 1)⁴. The phase 2 trials have been completed on 82 participants in a Phase 1-2 non-randomized open label trial to assess the Safety, Immunogenicity, and Efficacy of this vaccine in Healthy Malárie-Naïve Adults in the US. The highest sterile immunity achieved against malárie following immunization with this adenovirus-based subunit vaccine was 27%.  

V jiné studii byl lidský adenovirus změněn na šimpanzí adenovirus a další antigen, TRAP (adhezivní protein související s trombospondinem) byl fúzován se sporozoitovým proteinem a antigenem apikální membrány, aby se zvýšila ochrana.⁵. Odpověď na vakcínu u této tří antigenní podjednotkové vakcíny byla 25 % ve srovnání s -2 % u dvou podjednotkové vakcíny při srovnání.  

The above studies suggest that the use of DNA adenovirus based multi-subunit vakcíny may afford better protection (as mentioned above) and also as is the case in study shown with the recent Oxford/AstraZeneca ChAdOx1 nCoV-2019 vaccine against COVID-19 that uses genetically engineered adenovirus as a vector to express spike protein as antigen. This technology can be exploited to express multiple protein targets to target the malárie parasite before it infects the liver cells. The current approved WHO vaccine utilises a different technology. However, time will tell when we will get an effective malarial vaccine that can take care of the disease burden of the African and the South-Asian countries to allow the world to overcome this deadly disease. 

*** 

Reference:

1. Clyde DF, Most H, McCarthy VC, Vanderberg JP. Imunizace člověka proti sporozity vyvolané falciparum malárii. Am J Med Sci. 1973;266(3):169–77. Epub 1973/09/01. PubMed PMID: 4583408. DOI: https://doi.org/10.1097/00000441-197309000-00002 

2. Oneko, M., Steinhardt, LC, Yego, R. et al. Bezpečnost, imunogenicita a účinnost vakcíny PfSPZ proti malárii u kojenců v západní Keni: dvojitě zaslepená, randomizovaná, placebem kontrolovaná studie fáze 2. Nat Med 27, 1636-1645 (2021). https://doi.org/10.1038/s41591-021-01470-y 

3. Laurens M., 2019.  RTS,S/AS01 vaccine (Mosquirix™): an overview. Human Vakcíny & Immunotherapeutics. Volume 16, 2020 – Issue 3. Published online: 22 Oct 2019. DOI: https://doi.org/10.1080/21645515.2019.1669415 

4. Chuang I., Sedegah M., et al 2013. DNA Prime/Adenovirus Boost Malaria Vaccine Encoding P. falciparum CSP a AMA1 navozují sterilní ochranu spojenou s imunitou zprostředkovanou buňkami. PLOS One. Zveřejněno: 14. února 2013. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0055571 

5. Sklar M., Maiolatesi,S., et al 2021. Tři antigeny Plasmodium falciparum DNA prime—Adenovirus boost malaria vaccine regimen is superior to a two-antigen regimen and protects against controlled human malaria infection in healthy malaria-naïve adults. PLOS One. Published: September 8, 2021. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0256980 

***