Gecontroleerde infectiestudies bij mensen in Afrika en Europa bieden mogelijkheden voor ontwikkeling malariavaccins

23 april 2021• NIEUWSBERICHT

Een studie onder leiding van immunoparasitologen van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) toont aan dat het immuunsysteem van Afrikanen en Europeanen en hun reactie op malaria verschillen. De bevindingen, die mogelijkheden bieden voor de ontwikkeling van effectieve vaccins voor malaria, zijn gepubliceerd in Nature Immunology.

Er zijn steeds meer aanwijzingen dat de menselijke immuunrespons niet alleen door onze genen wordt bepaald, maar ook door onze omgevingsfactoren. In een internationale studie werden opvallende verschillen in het immuunsysteem van Afrikanen en Europeanen gevonden. Onder leiding van Maria Yazdanbakhsh, hoogleraar cellulaire immunologie van parasitaire infecties aan het Leiden University Center for Infectious Diseases (LU-CID), identificeerden de onderzoekers specifieke clusters van immuuncellen die gelinkt werden met resistentie tegen malaria. "Dit zijn belangrijke ontdekkingen omdat vaccins worden ontwikkeld in hoge-inkomenslanden, waar de blootstelling aan micro-organismen en parasieten relatief laag is. In landen met lagere inkomens, waar het immuunsysteem van de bevolking voortdurend wordt uitgedaagd door micro-organismen en parasieten, kunnen vaccins een verminderde immuunreactie en werkzaamheid vertonen”, legt Yazdanbakhsh uit.

Gecontroleerde menselijke infecties.

"Nooit eerder is een vergelijkbare studie uitgevoerd die twee nieuwe elementen combineerden, namelijk gecontroleerde malaria-infectiestudies op gezonde vrijwilligers in Afrika, en het gebruik van massacytometrietechnieken om cellulaire immuunresponsen tot in detail te onderzoeken", verklaart Sanne de Jong, voormalig promovendus en eerste auteur van het artikel. De klinische studie vond plaats in Gabon, in samenwerking met het Instituut voor Tropische Geneeskunde Tübingen en gecoördineerd door het Centrum voor Medisch Onderzoek Lambaréné, waar Maria Yazdanbakhsh gasthoogleraar is. Gezonde Afrikaanse en Europese vrijwilligers kregen een intraveneuze injectie met malariaparasieten, geleverd door Sanaria Inc. "Terwijl de Europeanen onlangs in Gabon waren aangekomen en nog niet in contact waren geweest met malaria, waren de Gabonezen er levenslang aan blootgesteld.” Met het experiment konden individuen in kaart worden gebracht die weinig of een hoge mate van immuniteit tegen malaria hadden door de ontwikkeling van parasitaemia (de aantoonbare aanwezigheid van parasieten in het bloed). "We ontdekten dat Europeanen binnen 12 dagen malaria ontwikkelden, terwijl sommige Gabonezen vaak pas later positief testten op de parasiet, en anderen gedurende de gehele onderzoeksperiode parasietvrij bleven", aldus De Jong. Met behulp van een combinatie van technieken, zoals massacytometrie en RNA-sequencing, werden deze reacties zorgvuldig gevolgd om vast te stellen welke gerelateerd waren aan immuniteit.

Onderzoeken van immuunresponsen op ongekende diepten

Tot nu toe zijn er maar een beperkt aantal gecontroleerde studies naar malaria-infecties uitgevoerd die de immuniteitsprofielen onderzochten met massacytometrie. De meeste studies waren beperkt tot een klein aantal celtypes. De technologische vooruitgang biedt nu de mogelijkheid om de reacties op malariaparasieten in de loop van de tijd diepgaand en breed te onderzoeken. De Jong legt uit: "We konden massacytometrie-analyses uitvoeren met een nieuwe tool genaamd Cytosplore, ontwikkeld samen met de Divisie Beeldverwerking (LKEB) van het LUMC en de Technische Universiteit Delft." Mikhael Manurung, promovendus aan het LUMC, vervolgt: "De cellulaire netwerken die geïdentificeerd zijn met Cytosplore, RNA sequencing en data-integratie voor en na de infectie van vrijwilligers met parasieten, hebben ons niet alleen in staat gesteld om verschillende genexpressieprofielen, immuuncelpopulaties en reacties tussen Afrikanen en Europeanen te laten zien, maar ook om verschillen in immuuncellen aan te wijzen die de variërende mate van resistentie tegen malaria onder de Afrikanen verklaren", zegt Manurung.

Ontwikkeling van een doeltreffend malariavaccin

Er is een zeer doeltreffend vaccin nodig om het aantal ziekte- en sterfgevallen ten gevolge van malaria wereldwijd te beperken. Dit wordt belemmerd door een gebrek aan diepgaand inzicht in de natuurlijk verworven, of door vaccinatie geïnduceerde immuniteit. "Uitgebreide studies in zowel malaria-naïeve als voorheen blootgestelde proefpersonen zijn nodig om de interactie tussen het immuunsysteem en de parasiet te verduidelijken", zegt Koen Stam, data scientist gespecialiseerd in het ontleden van de menselijke immuunrespons op parasieten aan het LU-CID. Eerdere malariavaccins die een hoge werkzaamheid hadden in Noord-Amerikanen of Europeanen, vertoonden zwakkere reacties bij bevolkingsgroepen die woonden in malaria-endemische gebieden. Stam benadrukt: "Door gecontroleerde infectieproeven met Afrikaanse en Europese vrijwilligers te combineren met geavanceerde cytometrie- en sequencingtechnologieën, kregen we uitzonderlijke mogelijkheden om verschillende gradaties van immuunreacties te bestuderen. Ik ben ervan overtuigd dat onze bevindingen een leidraad zullen vormen voor de ontwikkeling van doeltreffende vaccins voor alle regio's in de wereld, ook die waar malaria endemisch is".

Lees de originele paper hier.

Lees Nature's News&Views artikel hier

Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen bij het LUMC?
Abonneer u dan op onze tweewekelijkse nieuwsbrief of neem een abonnement op het LUMC Magazine.