Usprawnienie procesu tworzenia szczepionek
Mimo wielu lat badań ciągle nie wiadomo dokładnie, które odpowiedzi immunologiczne należy wzbudzić, aby zapobiegać malarii. Większość badań dotyczących tworzenia szczepionek polega więc na metodzie prób i błędów. Istnieje zgoda co do tego, że biomarkery zastępcze odporności wyraźnie usprawniłyby kliniczne tworzenie szczepionek i pomogły eliminować nieadekwatnych kandydatów na wcześniejszych etapach. Wyjaśnienie mechanizmów odporności na malarię i identyfikacja odpowiednich biomarkerów przyspieszyłoby badania nad szczepionkami poprzez dostarczenie wskaźników skuteczności, którymi można by się kierować w tworzeniu przyszłych szczepionek. W tym kontekście, naukowcy finansowanego przez UE projektu SYSMALVAC (Identifying correlates of protection to accelerate vaccine trials: systems evaluation of two models of experimentally-induced immunity to malaria) postanowili zbadać mechanizmy immunologiczne odporności na malarię i zidentyfikować sygnatury ochronne. Aby to osiągnąć, połączono technologie omiczne z metodami biologii systemów. Projekt SYSMALVAC zgromadził badaczy pracujących nad dwoma jak dotąd najbardziej skutecznymi strategiami szczepienia przeciw malarii, mianowicie szczepionką RTS,S, która przeszła niedawno badanie kliniczne III fazy i otrzymała pozytywną ocenę naukową Europejskiej Agencji Leków, oraz metodą chemioprofilaktyki chlorochinowej sporozoitami zarodźca sierpowego (CPS). Obie strategie dawały jednolitą ochronę zarówno podczas badań terenowych, jak i w warunkach eksperymentalnych. Naukowcy przeanalizowali profile transkryptomiczne oraz odczyty immunologiczne ludzkich ochotników poddanych immunizacji, a dane zintegrowano przy użyciu analitycznego narzędzia bazującego na sztucznej inteligencji. Zmapowano ponad 1700 białek w sieci oddziaływań białkowych ludzkiej odpowiedzi immunologicznej na malarię. Interpretacja tej sieci pomogła odkryć główne procesy fizjologiczne warunkujące ochronę po zastosowaniu szczepionki RTS,S oraz immunizacji CPS. Zidentyfikowane biomarkery zostały później dopracowane i zwalidowane w oparciu o model eksperymentalnie indukowanej odporności naczelnych niebędących ludźmi. Długoterminowo, wnioski i wiedza wyniesiona z projektu SYSMALVAC doprowadzą do stworzenia platformy immunologicznej do oceny skuteczności szczepionek, co zaowocuje zmniejszeniem kosztów i czasu trwania takich badań.
Słowa kluczowe
Szczepionki, biologia systemów, odporność, malaria, biomarkery, transkryptomika, modele obliczeniowe, ochrona