Malariaparasiter invaderar mänskliga röda blodkroppar, de stör dem sedan och infekterar andra. Forskare vid universitetet i Basel och schweiziska tropiska och folkhälsoinstitutet har nu utvecklat så kallade nanomimiker av värdcellsmembran som lurar parasiterna. Detta kan leda till nya behandlings- och vaccinationsstrategier i kampen mot malaria och andra infektionssjukdomar. Deras forskningsresultat har publicerats i den vetenskapliga tidskriften ACS Nano .

För många infektionssjukdomar finns det för närvarande inget vaccin. Dessutom, Resistensen mot för närvarande använda läkemedel sprider sig snabbt. För att bekämpa dessa sjukdomar, innovativa strategier som använder nya verkningsmekanismer behövs. Malariaparasiten Plasmodium falciparum som överförs av Anopheles-myggan är ett sådant exempel. Malaria är fortfarande ansvarig för mer än 600, 000 dödsfall årligen, drabbar särskilt barn i Afrika (WHO, 2012).

Konstgjorda bubblor med receptorer

Malariaparasiter invaderar normalt mänskliga röda blodkroppar där de gömmer sig och förökar sig. De får sedan värdcellen att spricka och infektera nya celler. Med hjälp av nanomimics, denna cykel kan nu effektivt störas:De utträdande parasiterna binder nu till nanomimikerna istället för de röda blodkropparna.

Forskare från grupper ledda av prof. Wolfgang Meier, Prof. Cornelia Palivan (båda vid universitetet i Basel) och Prof. Hans-Peter Beck (schweiziska TPH) har framgångsrikt designat och testat värdcellsnanomimik. För detta, de utvecklade en enkel procedur för att producera polymervesiklar – små konstgjorda bubblor – med värdcellsreceptorer på ytan. Framställningen av sådana polymervesiklar med vattenlösliga värdreceptorer gjordes genom att använda en blandning av två olika segmentsampolymerer. I vattenlösning, nanomimikerna bildas spontant genom självmontering.

Blockerar parasiter effektivt

Vanligtvis, malariaparasiterna förstör sina värdceller efter 48 timmar och infekterar sedan nya röda blodkroppar. I detta skede, de måste binda specifika värdcellreceptorer. Nanomimics kan nu binda de utträdande parasiterna, blockerar därmed invasionen av nya celler. Parasiterna kan inte längre invadera värdceller, dock, de är fullt tillgängliga för immunsystemet.

Forskarna undersökte interaktionen av nanomimics med malariaparasiter i detalj genom att använda fluorescens och elektronmikroskopi. Ett stort antal nanomimiker kunde binda till parasiterna och minskningen av infektion genom nanomimika var 100 gånger högre jämfört med en löslig form av värdcellsreceptorerna. Med andra ord:För att blockera alla parasiter, en 100 gånger högre koncentration av lösliga värdcellreceptorer behövs, än när receptorerna presenteras på ytan av nanomimics.

"Våra resultat kan leda till nya alternativa behandlings- och vaccinstrategier i framtiden", säger Adrian Najers första författare till studien. Eftersom många andra patogener använder samma värdcellreceptor för invasion, nanomimikerna kan också användas mot andra infektionssjukdomar. Forskningsprojektet finansierades av Swiss National Science Foundation och NCCR "Molecular Systems Engineering".