Forskare har identifierat ett protein som är involverat i malariaparasitens livscykel, banar väg för ett nytt vaccin för att minska sjukdomsspridningen.

Malaria, en sjukdom som orsakas av överföring av Plasmodium-parasiten från vissa myggor till människor, är ansvarig för 429, 000 dödsfall varje år enligt Världshälsoorganisationen. Livscykeln för denna parasit äger rum både inuti människor och myggor, så att den snabbt sprider sig mellan de två arterna.

Många i det vetenskapliga samfundet tror att nyckeln till att eliminera sjukdomen är att stoppa människor som är infekterade med parasiten från att överföra den till potentiellt dussintals myggor, var och en av dem skulle sedan fortsätta att infektera fler människor.

Efter en tvåårig studie, forskare vid Imperial har låst upp ett innovativt sätt att bryta denna onda cirkel genom att hämma parasiternas livscykel vid tillfället för befruktning.

På ytan av reproduktionscellerna hos manliga malariaparasiter finns ett protein som kallas HAP2. En kejserligt ledd forskargrupp, i samarbete med forskare från University of Maryland, har upptäckt att genom att blockera en liten, lätt målinriktad del av HAP2-proteinet, befruktningen mellan de manliga och kvinnliga parasiterna störs. Detta resulterar i att malariaparasiter inte kan föröka sig effektivt, fungerar som en form av parasitisk preventivmedel.

Dr Fiona Angrisano, huvudförfattare till studien från Imperials institution för livsvetenskaper, sa:"Vi är verkligen uppmuntrade av de första resultaten av denna studie. Det faktum att vi kunde minska antalet befruktningshändelser genom att blockera bara en liten del av HAP2 är lovande, eftersom detta kan vara ett billigt och enkelt mål i sökandet efter vacciner som kommer att sänka överföringshastigheten för malaria."

Vid normal befruktning, parasiternas manliga och kvinnliga reproduktionsceller skulle kombineras i magen på deras myggvärd, växa, och sedan resa till myggans spottkörtlar redo att överföra den malaria som orsakar parasiten när myggan nästa biter en människa. Att störa befruktningsprocessen förhindrar parasiterna från att resa till myggans spottkörtlar, därigenom minskar överföringen av den sjukdomsframkallande parasiten till människor.

I initiala in vitro-studier, teamet skapade en antikropp som blockerar HAP2 och lade den till blod som infekterats med malaria. De observerade sedan antalet framgångsrika befruktningshändelser bland parasiterna som visade en signifikant 89,97 procents minskning jämfört med ett kontrollexperiment där ingen antikropp administrerades.

För att testa om samma effekt observerades hos djur, teamet skapade och administrerade ett vaccin till möss infekterade med malariaparasiten, med syftet att inducera möss att producera sin egen antikropp som kan blockera HAP2. De fann att administrering av det experimentella vaccinet minskade överföringen av malaria med 58,9 procent, jämfört med icke-vaccinerade möss som, när myggorna matades av de vaccinerade mössen, de plockade också upp antikroppar som kan blockera HAP2.

Till sist, studien undersökte hur det HAP2-blockerande tillvägagångssättet påverkade överföringen av parasiter mellan mänskligt blod och myggor, använda blodprover från patient med malaria, tagen från fältet i Burkino Faso, Västafrika. Patientblodet kombinerades med antikroppar som blockerar HAP2 vilket resulterade i en 75,5 procents minskning av överföringen av parasiten från människoblod till mygga.

Studera seniorförfattaren Dr Andrew Blagborough, även från institutionen för livsvetenskaper, sa:"Intressant nog, proteinet som blockeras här har strukturell likhet med andra proteiner som inte bara finns i parasiter, men också kliniskt viktiga virus som zika- och denguevirus, ger oss stor potential att översätta denna vetenskap bortom effekten av denna studie."

Dr Blagborough tillade:"Vi vill nu fördjupa oss i mekanismen för befruktning i Plasmodium-parasiten ytterligare, med hopp om att denna förståelse kommer att ha potential att utveckla nya och effektiva vacciner som minskar överföring av malaria i framtiden."