Malárii, kterou přenášejí komáří rodu Anopheles, je vystaveno asi 40 % světové populace. Onemocnění je každý rok pro 1 000 000 – 2 000 000 lidí smrtelné.

Nečastěji postihuje děti do pěti let a hrůzná statistika praví, že každých 30 vteřin jedno dítě na malárii zemře. Zatím však neexistuje účinný lék. Současnost však nabízí naději: malárii snad zastaví nová vakcína. Nebo ji pomůže vyléčit tabák?

Za zákeřnou nemocí stojí parazit Plasmodium, kterého přenášejí nakažené samičky komára rodu Anopheles. Před malárií se zatím nelze nijak chránit. Ani atimalarika se nedají užívat dlouhodobě, a tak ohroženým regionům zbývá pouhá distribuce moskytiér.

Vědci se proto už po léta snaží najít účinnou vakcínu, kterou by se obyvatelstvo žijící v malarické oblasti plošně očkovalo.

Prvok leze do krvinek

„Vývoj vakcíny byl opravdu tvrdý oříšek,“ říká vedoucí studie Gavin Wright z Wellcome Trust Sangerova Institutu ve Velké Británii.

Wright se společně se svým týmem zaměřil konkrétně na druh parazita Plasmodium falciparum, který má na svědomí 9 z 10 úmrtí na malárii a způsobuje nejtěžší formu nemoci, takzvanou tropickou malárii.

Plasmodium, česky zimnička, je prvok, který v části svého životního cyklu způsobuje malárii. Aby mohl vyvolat onemocnění, musí jedno z jejích vývojových stádií vstoupit dovnitř červených krvinek. Přes ně pak proniká do dalších buněk.

„Chtěli jsme najít takový univerzální lék, který by plasmodiím toto spojení přerušil,“ říká Wright s tím, že pokud by se to podařilo, plasmodie by se už nemohla dále množit a nemoc by se zastavila.

Uzamknutí všech vchodů

Nejnebezpečnější malarický parazit je však velmi adaptabilní. Zatím všechny léky, které byly na tomto principu vyvíjeny, dokázaly zastavit vždy jen jednu cestu k proniknutí do červené krvinky.

Když plasmodiím lék jeden způsob zablokoval, našli si jednoduše k odemknutí povrchu krvinky jiný proteinový klíč.

„Zavřeli jsme plasmodiím dveře do nitra buněk,“ vysvětluje vedoucí výzkumu Wright. Vědci totiž objevili jeden „univerzální klíč“, kterým si parazit odemyká cestu do všech buněk.

 „Toto zjištění bylo naprosto nečekané,“ prohlásil Wright s tím, že pro vědu je výsledek jejich studie zásadním průlomem.

Achillova pata malárie

Univerzálním klíčem je totiž specifická molekula proteinu s názvem PfRh5, která je přítomna u všech kmenů Plasmodia falciparum.

„PfRh5 je pro parazita zřejmě nezbytný, aby mohl růst,“ uvádí Wright.  Receptorem pro PfRh5 je protein basigin (BSG protein), který je přítomný na povrchu krvinek. Experimenty dokázaly, že zablokování basiginu zabrání průniku zimniček do červených krvinek.

Pokus se podařil

Výzkum byl opravdu náročný. Plasmodia falciparum má totiž k dispozici mnoho klíčů (ligandy), které interagují s jedním ze stovek receptorů na povrchu buňky. Vědci museli odhalit, jak tento princip funguje.

„Byla to opravdu výzva,“ podotýká Wright s tím, že výzkum malarického prvoka je náročný i prostředím v laboratoři, protože ligandy vázané na receptory se rychle ničí.

Tým doktora Wrighta tedy nejdříve musel vyvinout takové chemické prostředí, které v laboratorních podmínkách stabilizovalo receptory i ligandy.

Při této metodě pak vědci pozorovali reakce na PfRh5 – při styku s receptory bílkoviny se prvok zimničky falciparum doslova přilepil k povrchu červených krvinek. Při pokusu pak vědci použili zmutované buňky, které tento protein postrádaly. Závěr byl na světě: bez PfRh5  Plasmodia falciparum byl zcela neschopný krvinky napadnout.

Vítězství 15 : 0

Vědci poté otestovali 15 různých kmenů Plasmodie, jejíž vzorky byly odebrány přímo od pacientů s malárií. V Británii se mohli začít radovat – po zablokování proteinu PfRh5 žádný z parazitů nebyl schopen napadnout červených krvinek.

Interakce mezi proteinem basiginem a PfRh5 je tedy klíčem pro vývoj vakcíny, která by mohla nastartovat imunitní systém k tvorbě protilátek proti PfRh5 a připravit se na přítomnost patogenů (původce nemoci).

Vakcína je sice ještě daleko, ale už nyní vědci ohlásili, že PfRh5 půjde snadno vyrábět ve velkém množství, což by mělo v případě konečného zúčtování s malárií odstranit hlavní překážku.

Tabák léčí zdraví

V Izraeli se na malárii, tedy jednoho z největších zabijáků na planetě, podívali z druhé strany a snažili se najít co nejlevnější funkční cestu k výrobě již existujícího léku – artemisininu.

Artemisinin se vyrábí z extraktu pelyňku ročního (Artemisia annua). Jeho výroba je však velice drahá. Pelyněk je divoce rostoucí rostlina, kterou nelze pěstovat průmyslově, a tak se výroba zatím jediného účinného medikamentu velice prodražuje. Stejně nákladná je i syntetická výroba artemisininu.

Vědci z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě se proto snažili najít jiný způsob pěstování artemisinu, a to v co největším množství. Jako taková šikovná rostlina jim padl do oka tabák.

Vedoucí výzkumu, profesor Alexander Vainstein ze zemědělské fakulty Hebrejské university se pokusil geneticky implantovat do tabáku artemisin, látku, kterou v přírodě produkuje jen a pouze zmíněný pelyněk roční.

Laciná produkce léku by pak umožnila snazší distribuci v malarických oblastech.

Pomůže genové inženýrství?

„Tabák je velmi efektní rostlina.

Lze ji pěstovat ve velkém množství, víme, jak se o ni starat, aby vyrostlo co největší množství biomasy, tedy listů a stonků, které se dají zpracovat,“ vysvětluje Vainstein s tím, že gen, jenž vědci derivovali z kvasnic, v tabáku skutečně artemisin produkuje.

„Na výrobu léku je potřeba velké množství rostlin, ale tabák má velmi krátký životní cyklus – během pár měsíců se na poli vystřídá množství generací, takže jde jednoduše extrahovat velké množství léku.

A to je velký přínos,“ odhaluje výhody pěstování tabáku izraelský profesor.

Výzkum trval 4 roky a skončil patentováním výroby. Stejně jako v předchozím případě se čeká na klinické testy, které budou trvat ještě následující 3 roky. Hlavně se ale čeká na sponzory, kteří by účinnou látku uvedli na trh.

Od komára pokousán

Proti malárii by se jistě dalo chránit také zvenčí. Tedy nejen moskytiérou, ale i nějakým vhodným repelentem. K takovému novému typu repelentu mají nakročeno vědci z Wageningenské univerzity v Nizozemsku.

Jistě to znáte: léto, slunce, voda a otravní komáři. Zatímco jedni mají od tohoto bzučivého hmyzu pokousané celé tělo, druzí jsou prakticky nedotčení. Podle studie holandských vědců za to můžou bakterie, které žijí na lidském těle.

Komunity mikrobů na kůži totiž hrají klíčovou roli ve tvoření specifického lidského odéru – bez nich by byl pot pro lidský čich prakticky bez vůně.

Vědci nyní tyto bakterie a další mikroorganismy žijící v pokožce vyzkoušeli v experimentu s komáry druhu Anopheles gambiae sensu stricto, kteří přenášejí malárii. Kdo tedy komárům nejvíce „chutná“?

Podle výsledků  přitahují komáry ti, kteří mají vysokou hojnost bakterií ale současně jejich nízkou diverzitu (rozmanitost).

Vědci to vysvětlují tím, že jedinci s větší rozmanitostí mikroorganismů zřejmě hostí také určitou skupinu bakterií, která produkuje látku odpuzující komáry. Výzkum se nyní zaměří právě na tento jev.

Objev konkrétní látky, která ubírá komáří atraktivitu, by mohla být klíčem k prevenci malárie.