Malaria under graviditeten er den primære årsag til lav fødselsvægt blandt afrikanske børn. Nu har danske forskere fundet ud af, hvordan de kan lave en vaccine til specifikt at ramme malariaparasitten i den gravide kvinde.
Malariaparasitten er er en avanceret dræber, som menneskeheden trods sine mange indsatser endnu ikke har lært at få skovlen under.
En af årsagerne er blandt andet, at malariaparasitten har udviklet en lang række måder at beskytte sig selv på i menneskekroppen.
En af disse måder indebærer, at malariaparasitten gemmer sig i en blodcelle, hvor den udtrykker et stort overfladeprotein, som får blodcellen til at sætte sig fast på sukkermolekyler i moderkagen hos gravide.
Når malariaparasitten er ude af den frie cirkulation i blodet, er den gemt væk for immunforsvaret og meget svær at slå ihjel.
Det kan dog være, at malariaparasitten nu endelig bliver overmandet af sundhedsforskningen. I hvert fald har forskere fra blandt andet Danmark meget nøjagtigt kortlagt strukturen af det protein, som malariaparasitten benytter til at hæfte sig fast i moderkagen.
Opdagelsen baner vejen for udvikling af vacciner mod malaria, specifikt når malariaparasitten forsøger at inficere den gravide kvinde.
"Forskere har siden 2003 forsøgt at kortlægge strukturen af dette protein, men det har vist sig at være noget nær en umulig opgave. Det er dog lykkedes os nu, hvilket betyder, at vi med de moderne vaccineudviklingsværktøjer, som vi råder over i dag, allerede nu er i færd med at udvikle og afprøve en vaccine, der angriber parasitten på netop dette sted, hvor den hidtil har været urørlig," fortæller en af forskerne bag studiet, professor Ali Salanti fra Københavns Universitet.
Forskningen er offentliggjort i Nature Communications.
Malaria blandt gravide er et enormt sundhedsproblem i Afrika
Malaria er i 2021 stadig blandt de største sundhedsproblemer i Afrika.
Foruden at slå hundredetusinde af børn ihjel hvert eneste år er parasitten også skyld i, at børn af malariainficerede mødre bliver født med en gennemsnitlig kropsvægt, der er 400 gram mindre, end den bør være.
Konsekvensen er enorm, fordi der er en klar sammenhæng mellem det at være født med en lav kropsvægt og en endeløs række af både kognitive og helbredsmæssige problemer senere i livet.
Malariaparasitten gør meget simpelt det, at den hos den gravide gemmer sig for kroppens immunforsvar ved at udtrykke proteinet VAR2 på overfladen af de røde blodlegemer. På den måde kan kvindens immunforsvar ikke ramme malariaparasitten, selvom hun selv tidligere har været inficeret med malaria og derfor har udviklet immunitet.
"Det er et kæmpe reservoir for malaria i Afrika. Hos førstegangsgravide har kvinden ikke før set VAR2-proteinet, og derfor har hun ikke udviklet immunitet over for det," forklarer Ali Salanti.
Opfører sig ikke som andre proteiner – og det er et problem
Faktisk var det Ali Salanti selv, der i 2003 opdagede det omtalte protein.
Med det samme indså han det store potentiale i at udvikle en vaccine, som målrettet lærte immunforsvaret VAR2-proteinet at kende.
Problemet var dog, at proteinet er hypervariabelt og hele tiden muterer, så det ser forskelligt ud fra infektion til infektion. Det gjorde, at forskerne i starten af 00’erne slet ikke havde værktøjerne til at kortlægge proteinet, så de kunne finde ud af, hvordan de kunne udvikle en vaccine imod det.
"Når vi snakker om mutationer i COVID-19, taler vi om måske tre mutationer i bindingsdomænet, men hos malariaparasitterne er det næsten halvdelen af de aminosyrer, der udgør proteinet, som er forskellige fra malariaparasit til malariaparasit. Derfor er det ikke let at lave en vaccine, der bredt dækker alle varianterne. For at kunne det skulle vi først have en fuldstændig kortlægning af proteinet, og det har ikke før nu været muligt at lave," siger Ali Salanti.
Knækkede koden til at finde strukturen på VAR2
Siden 2003 har et hav af forskere brugt enorme summer og ressourcer på at kortlægge VAR2.
Hvad den brede skare af internationale forskere ikke kunne løse, har de danske forskere med Salanti i spidsen nu gjort.
Det har de gjort ved at benytte en række forskellige videnskabelige teknikker og metoder, herunder mikroskopiteknikken cryoEM, og en ny generation af proteinkemikere og strukturkemikere, som har gået til opgaven på nye måder.
"Faktisk er det sådan, at forskere fra National Institute of Health i USA samtidig med os knækkede koden. Det gør, at der med en måneds mellemrum er blevet publiceret to forskellige studier, der præcist kortlægger, hvordan VAR2 ser ud, og hvilke aminosyrer der interagerer med sukkermolekylerne i moderkagen," fortæller Ali Salanti.
Udvikler vaccine med revolutionerende vaccineplatform
Ali Salanti fortæller, at opdagelsen er intet mindre end et gennembrud, når det drejer sig om muligheden for at udvikle en vaccine mod graviditets-malaria.
Der er dog nogle forhindringer, som skal løses for en eventuel vaccine.
For det første er det primære marked for en malariavaccine Afrika. Det betyder, at vaccinen skal være stabil og kunne opbevares ved stuetemperatur og ikke minus 80 eller minus 20 grader.
Derudover skal vaccinen give et langvarigt respons, så læger kan vaccinere kvinder og piger, inden de bliver gravide, så kvinderne er beskyttet mod malaria igennem hele graviditeten
Hvis vaccinen først bliver givet til kvinden, når hun er gravid, kan hun allerede være inficeret med malaria, og så er det for sent. Samtidig nytter det ikke noget, hvis vaccinen kun virker i et halvt til et helt år, fordi ingen rigtig ved, hvornår de bliver gravide.
Går specifikt efter VAR2-proteinet
I erkendelse af at nuværende vaccineplatforme ikke formår at inducere kraftige og vedvarende immunresponser, har et forskningshold under Ali Salanti i over 10 år arbejdet på at udvikle en ny vaccineplatform, som formentlig er mere ideel til netop levering af en sådan malariavaccine. Forskningsgruppen har med succes udviklet en viruslignende partikel-vaccineplatform, som i teorien er lige så effektiv som den succesfulde HPV-vaccine mod livmoderhalskræft.
Vaccineplatformen er udviklet på Københavns Universitet og har dannet fundamentet for spinout-virksomheden AdaptVac. Platformen bliver også i øjeblikket brugt til at udvikle en meget lovende vaccine mod COVID-19 i samarbejde med Bavarian Nordic. Vaccinen er i øjeblikket i klinisk afprøvning i Holland.
Udviklingen af en vaccine mod COVID-19 med AdaptVacs platform har valideret, at platformen virker efter hensigten, og forskerne har allerede brugt selvsamme platform til at udvikle en ny vaccine, der går specifikt efter VAR2-proteinet i malaria.
"Med COVID-19 har vi fundet ud af, at man godt kan arbejde hurtigt, når det gælder vaccineudvikling. Det gør vi også med en vaccine mod malaria. Forsøgene med vaccinen er allerede startet op, og nu skal der ske noget inden for området. Problemet med Malaria er dog, at der ikke findes nogen gode dyremodeller at teste sine vacciner i. Derfor står vi nu over for nogle års arbejde med prækliniske studier, inden vi ved, hvordan vaccinen skal være, for at den i mennesker kan give det bedst mulige modsvar mod malariaparasitten," siger Ali Salanti.
