Ratowanie istnień ludzkich dzięki walce z malarią

Malaria została opisana przez Światową Organizację Zdrowia jako choroba „utrwalająca błędne koło nierówności”. Jakie działania podejmujemy, aby ograniczyć jej rozprzestrzenianie się i zwalczać zakażenia?

Zdrowie

EC Audiovisual Service Podcasts Spotify Apple Podcasts Google Podcasts

Transcript

Podcast CORDIScovery - Odcinek #43 - Ratowanie istnień ludzkich dzięki walce z malarią Poniższy tekst jest tłumaczeniem transkrypcji przygotowanej przez SI. 00:00:00:00 - 00:00:39:14 Abigail Acton Witamy słuchaczy i słuchaczki podcastu CORDIScovery! Dzień dobry i zapraszam do wysłuchania nowego odcinka podcastu CORDIScovery! Z tej strony Abigail Acton. W dzisiejszym odcinku zajmujemy się tematem malarii i jego różnymi aspektami, począwszy od zwalczania komarów przenoszących pasożyta, aż po rozwój malarii w organizmie ludzkim. Nasi badacze stawiają czoła zróżnicowanym wyzwaniom. Jednym z celów zrównoważonego rozwoju ONZ jest zakończenie do 2030 roku epidemii AIDS, gruźlicy i malarii. 00:00:39:16 - 00:01:06:21 Abigail Acton Unia Europejska stara się wspierać realizację tego ambitnego celu finansując badania nad chorobą, dzięki którym wiemy więcej na temat tego, w jaki sposób pasożyt rozwija się w organizmie. Badania koncentrują się także na próbach ustalenia, dlaczego szczepionki na niektóre rodzaje malarii pozostają nieskuteczne i sposobach ograniczenia liczby zakażonych komarów. Zmniejszanie liczby zakażonych komarów, określanych mianem wektorów, nadal w dużej mierze opiera się na opryskach środkami owadobójczymi, w tym w pomieszczeniach, a także na moskitierach nasączonych tymi substancjami. 00:01:06:23 - 00:01:36:23 Abigail Acton Światowa Organizacja Zdrowia ostrzega jednak, że wkrótce możemy utracić możliwość korzystania z tej metody ze względu na rosnącą oporność widliszków na środki owadobójcze. WHO zwraca uwagę na konieczność opracowania innowacyjnych rozwiązań, narzędzi, technologii i podejść do zwalczania wektorów chorobowych. Oprócz trudności w tym zakresie, problemem pozostaje nietypowe zachowanie pasożyta Plasmodium falciparum w organizmie po zakażeniu. Wszystko to wynika z tego, że jego cykl życia ma wiele etapów, a jego cechy bywają zmienne pomiędzy etapami. 00:01:37:00 - 00:02:02:00 Abigail Acton Sytuacja jest również trudna w kontekście prac nad szczepionką. Malaria łożyskowa to choroba, która dotknęła blisko 13 milionów kobiet w Afryce w 2022 roku. Podstawowym problemem związanym z walką z tą chorobą jest fakt, że cząsteczka, z którą pasożyty wiążą się w łożysku, jest bardzo zmienna. Przeciwciało rozpoznające jeden wariant zakażonej cząsteczki często nie wiąże się z innymi cząsteczkami, co sprawia, że opracowanie szczepionek jest frustrująco trudne. 00:02:02:02 - 00:02:29:03 Abigail Acton Unia Europejska finansuje badania dotyczące każdej z tych dziedzin. Dzisiejsi goście opowiedzą nam o swojej pracy dotyczącej tych zagadnień oraz próbach rozwiązania tych i innych problemów. Catherine Merrick jest wykładowczynią parazytologii na Wydziale Patologii Uniwersytetu Cambridge. Bada ludzkiego pasożyta malarii, aby lepiej zrozumieć jego podstawową biologię oraz jej wpływ na zjadliwość choroby. 00:02:29:04 - 00:02:30:00 Abigail Acton Dzień dobry, Catherine. 00:02:30:00 - 00:02:32:05 Catherine Merrick Dzień dobry. Dziękuję za zaproszenie. 00:02:32:05 - 00:02:50:11 Abigail Acton Miło mi, że do nas dołączyłaś. Lars Hviid jest profesorem Wydziału Immunologii i Mikrobiologii Uniwersytetu Kopenhaskiego. Jego zainteresowania badawcze dotyczą lepszego zrozumienia, w jaki sposób ludzie stopniowo nabywają odporność chroniącą nas przed malarią, pomagając tym samym w opracowaniu szczepionek przeciwko temu śmiercionośnemu pasożytowi. Dzień dobry, Lars. 00:02:50:13 - 00:02:52:15 Lars Hviid Dzień dobry. Miło was spotkać. Dziękuję za zaproszenie. 00:02:52:19 - 00:03:08:09 Abigail Acton Cała przyjemność po mojej stronie. Hanan Lepek jest założycielem i dyrektorem generalnym spółki Senecio Robotics. Jego prace łączą zagadnienia z dziedziny biologii oraz inżynierii mechanicznej i oprogramowania, a celem jest opracowanie technologii sterylizacji komarów na szeroką skalę, co pomoże w ograniczeniu ich lokalnych populacji. Dzień dobry, Hanan. 00:03:08:11 - 00:03:09:24 Hanan Lepek Dzień dobry. Cieszę się, że tu jestem. Dziękuję za zaproszenie. 00:03:10:05 - 00:03:36:15 Abigail Acton Bardzo mi miło. Pozwól, że zacznę od ciebie, Catherine. Projekt PlasmoCycle miał na celu opracowanie nowej wiedzy na temat podstawowej biologii pasożyta malarii Plasmodium i jej wpływu na zjadliwość. Czy możesz nam opowiedzieć więcej o tym, co sprawia, że pasożyt malarii Plasmodium jest tak niezwykły? Catherine? 00:03:36:17 - 00:03:59:22 Catherine Merrick Pasożyt malarii jest naprawdę niezwykły. To organizm jednokomórkowy, a ich najbliższymi przodkami są maleńkie komórki, nieco podobne do glonów żyjących na rafach koralowych. To oznacza, że różnią się w ogromnym stopniu od ludzkich komórek. Jedna z tych różnic dotyczy cyklu komórkowego, czyli procesu, w wyniku którego powstają nowe komórki. Cykl pasożyta Plasmodium jest bardzo nietypowy. Większość komórek, które badaliśmy na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci, w tym komórek drożdży i ludzkich komórek rakowych, charakteryzuje się podobną biologią. Ulegają one podziałowi w wyniku procesu, który nazywamy rozszczepieniem binarnym. 00:03:59:22 - 00:04:33:04 Catherine Merrick Kopiują swój genom, dzielą go na dwie połowy, dzięki czemu uzyskują dwa genomy, a następnie dzielą całą komórkę na pół, w wyniku czego powstają dwie komórki potomne. Wiemy naprawdę dużo na temat kolejnych etapów, ich przebiegu oraz białek, które je kontrolują. Pasożyty malarii po prostu tego nie robią. Zamiast tego tworzą 20 lub więcej komórek potomnych wewnątrz tej samej komórki macierzystej, a następnie dzielą się i pękają. Większość naszej wiedzy na temat przebiegu procesu i ich kontrolowania nie ma zastosowania do tych pasożytów. 00:04:33:06 - 00:04:51:06 Abigail Acton Co udało wam się ustalić w ramach projektu i jak do tego doszło? Czy możesz powiedzieć nam coś więcej na temat swoich badań? 00:04:51:08 - 00:05:26:09 Catherine Merrick Pierwszą rzeczą, o której chcę powiedzieć jest to, że podjęliśmy pracę nad tym projektem, ponieważ opracowałam nową technologię, która pozwoliła nam zbadać cykl komórkowy pasożytów malarii. Pierwszą innowacją było dodanie do pasożytów genu kinazy tymidynowej. Pozwoliło nam to na oznaczenie nowego DNA wytwarzanego w komórkach pasożyta podczas kopiowania genomu. Samo w sobie nie było to szczególną nowinką. Badacze od lat przeprowadzali takie doświadczenia na ludzkich komórkach, ale nie dało się ich powtórzyć na komórkach pasożyta malarii. Przełomem było odkrycie, że doświadczenie nie działało, ponieważ brakowało tego jednego genu, kinazy tymidynowej. Dodanie go ponownie pozwoliło nam przeprowadzić wszystkie te doświadczenia i badać, gdzie i kiedy został skopiowany genom. 00:05:26:11 - 00:05:45:14 Catherine Merrick Nie w sposób binarny, jak ma to miejsce w ludzkich komórkach, ale w ramach złożonego procesu podziału komórek pasożytów malarii. 00:05:45:16 - 00:06:05:09 Abigail Acton Popraw mnie, jeśli się mylę, ale brzmi to analogiczne do barwnika, dzięki któremu można wizualizować zachodzące procesy. Wcześniej nie było to możliwe. Mam na myśli to, że często słyszymy o barwnikach używanych do obserwowania mechanizmów biologicznych, w tym przypadku wykorzystałaś jednak gen do wyróżnienia pewnych procesów i ich badania. Mam rację? 00:06:05:11 - 00:06:30:22 Catherine Merrick Dokładnie tak. Można powiedzieć, że użyliśmy w zasadzie barwnika. Ze względu na fakt, że pasożyty nie miały tego genu, ich komórki ignorowały barwnik. Dodając wspomniany gen mogą dostrzec barwnik, dzięki czemu możemy go wykorzystać w roli znacznika. Używamy oznaczania nowego DNA w całych populacjach pasożytów, w pojedynczych komórkach pasożytów, a nawet w pojedynczych cząsteczkach DNA w tych komórkach, aby obserwować podstawowe parametry cyklu komórkowego. Staraliśmy się między innymi odpowiedzieć na pytanie, ile czasu zajmuje stworzenie każdego nowego genomu. 00:06:30:24 - 00:06:50:03 Catherine Merrick Ile pasożytów może ulegać jednoczesnej replikacji? Należy bowiem pamiętać, że ludzka komórka wykonuje tylko jedną czynność w jednym czasie, z kolei pasożyt może wykonywać ich kilkanaście. Próbowaliśmy nawet ustalić, jak szybko pojedyncza cząsteczka DNA ulega replikacji. Można odnieść wrażenie, że to podstawowe zagadnienia, ale dzięki odpowiedziom na te pytania byliśmy w stanie wyciągnąć istotne wnioski na przyszłość. 00:06:50:08 - 00:07:18:16 Catherine Merrick Dzięki temu mogliśmy zacząć szukać odpowiedzi na inne pytania, na przykład czy pasożyty przestaną tworzyć nowe genomy, jeśli wystawimy je na działanie leku przeciwmalarycznego? A jeśli pozbawimy je składników odżywczych, czy proces ulegnie spowolnieniu? Odpowiedzi na te pytania są ważne, ponieważ mogą mieć wpływ na przebieg choroby. Pacjenci mogą na przykład mieć bardzo niski poziom glukozy we krwi, co może zaburzać podział komórek pasożytów. Mogą też przyjmować leki przeciw malarii. Wiemy, że niektóre z tych leków mogą prowadzić do uszkodzenia DNA. Powstaje zatem pytanie - czy w wyniku ich działania kopiowanie DNA ulega zakłóceniu? 00:07:18:18 - 00:07:32:22 Abigail Acton To wszystko brzmi absolutnie fascynująco - podstawowa mechanika. Nie dziwi w sumie fakt, że musisz znaleźć odpowiedzi na te pytania, jeśli zamierzasz wypracować rozwiązania. To w zasadzie oczywiście. Skoro mowa o rozwiązaniach, w jaki sposób wasza praca faktycznie wpłynie na przyszłe badania? 00:07:32:24 - 00:08:00:01 Catherine Merrick Cóż, nasze prace są bardzo dalekie od opracowania nowych leków przeciwko malarii. Mimo to im więcej wiemy o tym, jak dzielą się komórki tego pasożyta, tym sprawniej możemy opracowywać nowe innowacje w tym zakresie. Na przykład, aby spowodować apoptozę komórki, co robimy między innymi w chemioterapii nowotworów czy dzięki leków przeciwwirusowych, często próbujemy uderzyć w tak zwane punkty kontrolne cyklu komórkowego. 00:08:00:07 - 00:08:23:06 Catherine Merrick Chodzi o punkty, które kontrolują cykl komórkowy. Jeśli uda nam się opracować kombinacje leków przeciwmalarycznych, które zarówno uszkadzają DNA pasożyta, jak i blokują jego punkty kontrolne, to rozwiązanie może być bardziej skuteczne w eliminacji pasożytów malarii. Nie muszę chyba dodawać, jak istotne będzie takie rozwiązanie. 00:08:23:08 - 00:08:30:16 Abigail Acton To brzmi fantastycznie. Świetna sprawa. Przy okazji - to było naprawdę dobre wyjaśnienie. Dziękuję ci serdecznie za rozmowę. Doskonale to wszystko przedstawiłaś. Dziękuję za zaproszenie. Czy ktoś ma jakieś uwagi lub pytania do Catherine? Tak, Lars? 00:08:30:18 - 00:08:54:09 Lars Hviid W porządku. Mam jedno pytanie. Jak rozumiem, Catherine omawia sposób, w jaki bezpłciowe pasożyty dzielą się wewnątrz czerwonych krwinek. Jednak przed tym etapem mamy do czynienia z etapem rozwoju w wątrobie, w którym jeden pasożyt dzieli się nie na 20 pasożytów potomnych, ale na dziesiątki tysięcy pasożytów. Czy podobny proces występuje także na tym etapie? 00:08:54:09 - 00:08:55:10 Lars Hviid Czy wiesz, jak wygląda sytuacja? 00:08:55:12 - 00:09:16:09 Catherine Merrick Oczywiście, jak najbardziej. Niektórzy badacze w Portugalii zajmują się badaniem tego procesu i używają w tym celu tej samej technologii, którą opracowaliśmy, dodając gen kinazy tymidynowej. Wykorzystują w tym celu mysi model malarii, gdzie mogą przyjrzeć się stadium wątrobowemu choroby. Nie jesteśmy w stanie łatwo badać ludzkiej wątroby, ale możemy przyjrzeć się wątrobie myszy. 00:09:16:11 - 00:09:37:18 Catherine Merrick W stadiach wątrobowych, tysiące nowych pasożytów powstaje w pojedynczej komórce macierzystej, początkowo przyrastając asynchronicznie. Co ciekawe, pod koniec pasożyty wydają się dokonywać masowego synchronicznego podziału komórek. W wyniku tego procesu pojawiają się dziesiątki tysięcy pasożytów potomnych. 00:09:37:20 - 00:09:57:11 Abigail Acton To fascynujące. Zupełnie jak wielki wybuch. To okropne. Dobrze... Naprawdę cieszę się, że prowadzicie te badania. Lars, teraz kolej na ciebie. Byłeś koordynatorem projektu PAMSEQ, a praca, którą wykonałeś wraz ze swoim zespołem, potencjalnie przybliża nas do szczepionki na malarię łożyskową. Zdaję sobie sprawę, że masz nadzieję na kontynuację dotychczasowej pracy, ponieważ czujesz, że szczepionka może być w zasięgu ręki. 00:09:57:13 - 00:10:01:16 Abigail Acton Czy możesz powiedzieć nam trochę o tym, co skłoniło cię do badania właśnie tego zagadnienia? 00:10:01:18 - 00:10:30:10 Lars Hviid Cóż, malaria występująca u kobiet w ciąży, czyli malaria łożyskowa, jest naprawdę fascynującym zagadnieniem. Jest zupełnie wyjątkowa ze względu na to, że zaprzecza powszechnemu przekonaniu mówiącemu, że malaria jest chorobą wieku dziecięcego w Afryce. Osoby dorosłe są chronione, ponieważ wykształcają odporność na tę chorobę. Szczepionki przeciwko malarii dla dzieci, które są obecnie wprowadzane do obrotu w Afryce, mają na celu przyspieszenie tego procesu. 00:10:30:12 - 00:11:12:09 Lars Hviid Jednak pomimo odporności, kobiety ponownie stają się bardzo podatne na malarię, gdy zachodzą w ciążę. Nie chcę wchodzić zbyt głęboko w szczegóły, ale dzieje się tak dlatego, że łożysko jest korzystnym środowiskiem dla pasożytów, gdzie mogą się ukryć i rozwijać. Namnażają się tam wybiórczo i wywołują stan zapalny, który prowadzi do malarii łożyskowej oraz przedwczesnego porodu i zaburzeń rozwoju dzieci. Co ciekawe, choroba nie pojawia się w przypadku kolejnych ciąż, co wyraźnie wskazuje, że istnieje pewien rodzaj odporności nabytej, a proces nabywania odporności mający miejsce w dzieciństwie jest w jakiś sposób resetowany przez ciążę, a następnie kobieta przechodzi go ponownie. 00:11:12:14 - 00:11:13:20 Lars Hviid Uważam to zagadnienie za fascynujące. 00:11:14:00 - 00:11:33:13 Abigail Acton To faktycznie fascynujące. A jednocześnie wydaje się dziwne. Brakuje konsekwencji. Musi być ku temu jakiś powód. To zdecydowanie ciekawy temat. Czy możesz powiedzieć mi coś więcej o tym, co według ciebie może być tego powodem? Opowiedz nam o komórkach pasożytów oraz o tym, co sprawia, że trudno je zwalczyć za pomocą szczepionki. 00:11:33:15 - 00:11:59:17 Lars Hviid Jak najbardziej. Rzecz w tym, że dopiero jakieś 20 lat temu stało się jasne, że pasożyt malarii - mówię o zarodźcu sierpowatym, o którym rozmawiamy - wykorzystuje specjalną cząsteczkę w celu ukrycia swojej obecności w łożysku. Gdy układ odpornościowy dostrzeże tę cząsteczkę, uruchamia reakcję immunologiczną organizmu. Wytwarza przeciwciała, które mogą zapobiegać przyleganiu pasożyta do łożyska. 00:11:59:19 - 00:12:28:08 Lars Hviid Podczas kolejnej ciąży w organizmie kobiety znajdą się zatem te przeciwciała. Problem malarii łożyskowej nie będzie jej już dotyczył. Cząsteczka wykorzystywana przez pasożyty, nazwana VAR2CSA, jest bezużyteczna dla pasożytów, jeśli nie ma łożyska, w którym mogłyby się ukryć. Dlatego kobiety nie zaczynają wytwarzać przeciwciał, dopóki pasożyty wytwarzające cząsteczkę VAR2CSA nie pojawią się w czasie ciąży. 00:12:28:10 - 00:12:40:15 Lars Hviid Po nabyciu tych przeciwciał, kobieta jest chroniona przed chorobą. Malaria łożyskowa stanowi zatem problem głównie podczas pierwszych kilku ciąż - po tym czasie kobieta nabywa odporność. 00:12:40:17 - 00:12:47:11 Abigail Acton Skoro już udało nam się ustalić jak wyglądają przeciwciała, dlaczego nie możemy wykorzystać szczepionki do budowania odporności? 00:12:47:14 - 00:13:11:09 Lars Hviid Odkrycie cząsteczek VAR2CSA przełożyło się na koncepcję opracowania szczepionki przeznaczonej dla kobiet, które nie zaszły jeszcze w pierwszą ciążę, której celem miało być chronienie ich przed malarią łożyskową. Szczepionki przeciwko cząsteczce VAR2CSA zostały wypróbowane i powinny działać, ale tak naprawdę nie dały zbyt zachęcających wyników. Walka z cząsteczką VAR2CSA jest trudniejsza niż zakładaliśmy. 00:13:11:11 - 00:13:36:12 Lars Hviid Choć każdy pasożyt ma co najmniej jedną taką cząsteczkę, nie są one całkowicie identyczne między różnymi pasożytami. Aby jednak szczepionka była użyteczna, musi być zaprojektowana w taki sposób, by była przystosowana do tych części cząsteczki, które są zachowane we wszystkich wariantach. Nie udało się tego osiągnąć w dotychczasowych szczepionkach. Dlatego były w stanie chronić kobiety tylko przed tymi wariantami, które zostały użyte w procesie produkcji. 00:13:36:15 - 00:13:49:18 Abigail Acton Chodzi zatem o szukanie wspólnego mianownika. Zgadza się. Części, która może być celem dla szczepionki. Rozumiem, dziękuję. Jaki był zatem cel projektu i na czym polegały jego prace? Opowiedz nam trochę o technologii, z której korzystałeś - z tego co słyszałam, zespołowi udało się dokonać prawdziwego przełomu. 00:13:49:20 - 00:14:18:24 Lars Hviid Zgadza się. Zacznę od tego, że byliśmy przybici niską skutecznością szczepionki, która rozczarowała nas tak samo, jak wszystkich innych. W przeciwieństwie do specyficzności wariantowej, przeciwciała, które kobiety nabywają po przejściu malarii łożyskowej, wydają się być reaktywne krzyżowo. W rzeczywistości jest to rozbieżność między swoistością wariantu w szczepionce, a pozorną reaktywnością krzyżową po ekspozycji na patogen. 00:14:19:05 - 00:14:20:08 Abigail Acton Reaktywność krzyżowa? Możesz wyjaśnić? 00:14:20:10 - 00:14:27:14 Lars Hviid Reaktywność krzyżowa to zjawisko, które powoduje, że przeciwciało może rozpoznawać wiele różnych wariantów cząsteczki VAR2CSA. 00:14:27:15 - 00:14:28:15 Abigail Acton Ale jedynie po ekspozycji na cząsteczkę. 00:14:28:15 - 00:14:55:23 Lars Hviid Chcieliśmy więc dowiedzieć się, dlaczego tak się dzieje, ponieważ dowody potwierdzające reakcję krzyżową po naturalnej ekspozycji były dość słabe. Mieliśmy tylko kilka przeciwciał, których mogliśmy użyć, aby wykazać jej występowanie, jednak były to przeciwciała, które odkryliśmy około 20 lat temu. Pilar Quintana, doskonała badaczka, z którą współpracuję, zaproponowała, abyśmy wykorzystali nową technologię o nazwie LIBRA-seq. 00:14:56:00 - 00:15:11:16 Lars Hviid Chodziło o to, aby radykalnie zwiększyć liczbę przeciwciał, które moglibyśmy badać. Pilar udała się do laboratorium w USA, które opracowało tę technologię. Zastosowała ją do różnych wariantów naszej cząsteczki VAR2CSA. 00:15:11:19 - 00:15:13:12 Abigail Acton Dobrze... Co udało wam się ustalić? 00:15:13:14 - 00:15:40:16 Lars Hviid Udało jej się zidentyfikować około tysiąca nowych przeciwciał. To był spory przełom w porównaniu z tym, czym dysponowaliśmy do tej pory. Co więcej, większość z tych przeciwciał była reaktywna krzyżowo. Wstępny wniosek, który wyciągnęliśmy już wiele lat temu, oparty na kilku przeciwciałach, okazał się słuszny po badaniach z wykorzystaniem wielu innych komórek. 00:15:40:19 - 00:15:59:04 Abigail Acton Och, to niesamowite. To naprawdę świetna sprawa. Lars, wiem, że praca, którą wykonujesz, jest naprawdę fundamentalna. Rozumiem też, że istotnie poszerza naszą zdolność do analizowania znacznie większej liczby tych przeciwciał. Co chcesz osiągnąć na kolejnym etapie badań, jeśli otrzymasz finansowanie? 00:15:59:06 - 00:16:23:08 Lars Hviid W porządku. Musimy przede wszystkim ustalić, dlaczego te naturalnie nabyte przeciwciała reagują krzyżowo, podczas gdy przeciwciała indukowane szczepionką tego nie robią. Wydaje nam się, że znamy powody, ale oczywiście musimy mieć pewność. Jeśli wyobrazimy sobie cząsteczkę VAR2CSA jako kawałek sznurka lub liny, to podczas szczepienia w praktyce bierzemy krótki kawałek tego sznurka i podajemy go w celu uodpornienia organizmu. 00:16:23:13 - 00:16:45:01 Lars Hviid Wytworzone przeciwciała mogą więc rozpoznać tylko ten mały fragment. W rzeczywistości cząsteczka ta jest znacznie bardziej złożona niż kawałek sznurka. Jest poskręcana niczym węzeł. Naszym zdaniem elementy rozpoznawane przez przeciwciała to małe fragmenty na sznurku, które znajdują się daleko od siebie, gdy cząsteczka jest rozwinięta. 00:16:45:05 - 00:17:05:07 Lars Hviid Po splątaniu zbliżają się do siebie. Gdy podajemy szczepionkę, niszczymy elementy rozpoznawane przez ważne przeciwciała, w wyniku czego szczepionka nie jest reaktywna krzyżowo. Obecnie badamy to zagadnienie. Jeśli okaże się, że mamy rację, musimy dowiedzieć się, jak możemy sprawić, by cząsteczka była bardziej widoczna dla przeciwciał. 00:17:05:07 - 00:17:11:17 Lars Hviid Mamy jednak nadzieję, że nasze prace sprawią, że problem malarii i malarii łożyskowej zniknie. 00:17:11:19 - 00:17:28:14 Abigail Acton Oczywiście, to przecież niezwykle ważny cel. I mam świadomość, że wasza praca jest prawdziwym przełomem. Mam nadzieję, że posłuży innym naukowcom do rozwoju rozwiązań i pozwoli na opracowanie skutecznej szczepionki na tę straszną chorobę. Dziękuję bardzo, Lars. 00:17:28:19 - 00:17:32:12 Abigail Acton Czy są jakieś pytania do Larsa? Hanan? Zgadza się. Wydaje mi się, że tak. 00:17:32:14 - 00:17:35:10 Hanan Lepek Jeśli mogę, mam bardzo naiwne pytanie. 00:17:35:10 - 00:17:38:18 Abigail Acton Absolutnie je uwielbiam, zawsze są świetne. Dzięki nim nie muszę pytać o te rzeczy sama. 00:17:38:19 - 00:17:41:10 Lars Hviid Zaczynam się bać. 00:17:41:12 - 00:18:05:02 Hanan Lepek Interesujące jest dla mnie to, że kobiety zachodzące w kolejne ciąże mają mniejsze szanse na zarażenie się malarią. Zgadza się? Czy w takim razie nie możemy w jakiś sposób oszukać pasożyta przy pomocy jakiejś pigułki lub innego leku, aby przekonać go, że kobieta jest w ciąży, choć w rzeczywistości w niej nie jest? Nie możemy w ten sposób zmniejszyć szans na zarażenie się malarią? 00:18:05:04 - 00:18:27:13 Lars Hviid Cóż, to bardzo dobre pytanie. Jeśli chodzi o pasożyty... Nie trzeba próbować ich oszukiwać - moim zdaniem zawsze próbują ustalić, czy ich żywicielka jest w ciąży. Nieustannie próbują wydzielać cząsteczkę VAR2CSA. Ale jeśli dostaną się do organizmu osoby niebędącej w ciąży, niezależnie od tego czy jest to kobieta, dziecko czy mężczyzna, 00:18:27:14 - 00:18:37:03 Lars Hviid pasożyty obumierają i dlatego nie wywołują odpowiedzi immunologicznej. W efekcie osoby takie jak ty i ja nigdy nie wytworzą przeciwciał, nawet jeśli zachorujemy na malarię. 00:18:37:05 - 00:18:57:00 Abigail Acton Okej. W porządku, świetnie. Dziękuję bardzo, Lars. I naprawdę mam nadzieję, że będziecie mogli kontynuować prace. To bardzo istotne zagadnienie. Haman, kolej na ciebie. Przyglądaliśmy się bliżej biologii. Przyglądaliśmy się koncepcji poszukiwania rozwiązania. Ale najbardziej podstawową rzeczą, którą możemy zrobić, jest ograniczenie liczby komarów. 00:18:57:02 - 00:19:19:07 Abigail Acton W ramach projektu RoboSIT wykorzystaliście sztuczną inteligencję i inne narzędzia w celu hodowli i rozpowszechniania bezpłodnych samców komarów w celu ograniczania populacji wektorów. To oczywiście nie były łatwe zadania. Czy możesz nam powiedzieć nieco więcej o konwencjonalnych sposobach ograniczania liczby komarów, zanim opracowaliście waszą innowację? 00:19:19:09 - 00:19:42:05 Hanan Lepek Jak najbardziej. W Afryce została przeprowadzona kampania, w ramach której do ludzi trafiło wiele moskitier, które wraz z pestycydami doskonale radzą sobie ze zwalczaniem komarów. Są świetnym rozwiązaniem problemu dorosłych komarów. Problem w tym, że po opryskach pestycydy rozpływają się w powietrzu. 00:19:42:07 - 00:20:05:01 Hanan Lepek Pozostają wszystkie jaja, larwy i poczwarki, które wciąż się rozwijają. Poza tym problemem, większość tych substancji nie jest obojętna dla zdrowia. Do tego doszedł problem pojawiania się oporności na pestycydy, a opracowywanie nowych substancji jest bardzo żmudnym i długim procesem, obwarowanym wieloma przepisami. 00:20:05:03 - 00:20:27:11 Hanan Lepek W końcu dochodzimy do sukcesu programu hodowli bezpłodnych sterylnych muszek owocowych. Na przykład w Gwatemali, gdzie znajduje się jeden z największych na świecie ośrodków wykorzystujących technikę SIT - technikę hodowli bezpłodnych owadów - hoduje się około miliarda bezpłodnych muszek owocowych tygodniowo. Moim zdaniem to najlepszy sposób ograniczania populacji komarów, szczególnie z gatunku Anopheles, które roznoszą pasożyty malarii. 00:20:27:13 - 00:20:51:20 Lars Hviid Komary. Oddzielenie samic od samców stanowi naprawdę duże wyzwanie. Zwykle jest to znacznie łatwiejsze w przypadku dorosłych osobników. Musimy zatem oddzielić samce od samic. Możemy to robić często w stadiach dorosłości. Komary są ponadto bardzo delikatne. Po zakończeniu procesu chcemy wypuścić je do środowiska, na ulicach i w innych miejscach. 00:20:51:22 - 00:20:57:24 Abigail Acton Dobrze... Doskonale. Zatem na tym polega cel prac. Tak wygląda koncepcja. Czym zajmuje się zespół projektu RoboSIT? 00:20:58:01 - 00:21:23:11 Hanan Lepek Gdy poznaliśmy tę koncepcję, zaczęliśmy analizować, czemu nie została dotychczas wykorzystana na skalę globalną. Okazuje się, że potrzeba wielu rąk do pracy. Hodowla komarów wymaga wielu pracowników. Należy wypuszczać na wolność wyłącznie samce, ponieważ samice żądlą. Zatem wypuszczamy samce komarów. Samce znajdują samice, łączą się w pary. 00:21:23:13 - 00:21:49:12 Hanan Lepek Następnie nie mają potomstwa. A ponieważ samica komara zwykle znajduje parę tylko raz w życiu, wypuszczanie na wolność bezpłodnych samców raz w tygodniu sprawia, że ich liczebność spada w ciągu kilku tygodni lub miesięcy, w zależności od wstępnej liczebności. Konieczna jest praca wielu ludzi i powtarzalność. Wykorzystujemy w związku z tym sztuczną inteligencję i automatyzację. 00:21:49:14 - 00:22:14:20 Hanan Lepek Kiedy patrzysz na dorosłego komara, bardzo łatwo jest ustalić, czy masz do czynienia z samcem, czy z samicą. Rozpoznawanie jest proste. Wystarczy, że zobaczycie jedno zdjęcie. W mgnieniu oka można stać się ekspertem. W pewnym momencie zdałem sobie sprawę, że po narodzinach komary muszą pozostać przez jakiś czas bez ruchu, aby wyschnąć. Gdy wychodzą z wody, nie mają egzoszkieletu. 00:22:14:22 - 00:22:32:15 Hanan Lepek Po prostu stoją przez jakiś czas. W tym czasie są nieruchome. Gdy to robią, można łatwo stwierdzić, czy mamy do czynienia z samcem czy samicą. Wtedy zrozumiałem, że musimy znaleźć sposób na unieruchomienie komarów w celu ich identyfikacji, musimy użyć techniki, aby zidentyfikować samce i samice. 00:22:32:19 - 00:22:39:02 Abigail Acton Co jest później? Jak wygląda proces po identyfikacji? Jak oddzielacie samce od samic? 00:22:39:04 - 00:23:11:23 Hanan Lepek Mówiąc w skrócie, zbudowaliśmy zautomatyzowaną fabrykę składającą się z trzech elementów. Na pierwszym z nich zajmujemy się końcowym stadium rozwoju komarów. Komary dojrzewają pod wodą. Nasze komary przepływają przez kanały powietrzne i trafiają do stacji, gdzie rozpoznajemy i sortujemy poszczególne osobniki, następnie kierujemy je przez kolejny kanał powietrzny do porowatego przenośnika taśmowego - wykorzystujemy powietrze w celu ich przyciągania. 00:23:12:00 - 00:23:38:19 Hanan Lepek W efekcie komary stoją na przenośniku taśmowym. Nie mogą odlecieć, ale mogą się poruszać. Nie są w stanie użyć skrzydeł, aby odlecieć. Wyobraźcie sobie fabrykę, która pakuje ciasteczka. Jest w niej przenośnik taśmowy, na którym znajdują się miliony ciasteczek. Na stanowisku rozpoznawania obrazów komputer wskazuje ciasteczka na przenośniku taśmowym, a następnie zbiera je i wkłada je do pudełek. 00:23:38:19 - 00:23:59:17 Lars Hviid Następnie ciastka trafiają do supermarketów. To bardzo podobna koncepcja. Obecnie jesteśmy w stanie bezdotykowo pozyskiwać miliony komarów, identyfikować je w czasie rzeczywistym z wydajnością ponad 300 komarów na sekundę. Pozwolę sobie powtórzyć. Przeszło 300 komarów na sekundę. 00:23:59:19 - 00:24:01:12 Abigail Acton Dzięki temu odróżniacie samce od samic. 00:24:01:18 - 00:24:11:11 Hanan Lepek Owszem. Mówimy o wydajności nieosiągalnej dla jakiegokolwiek człowieka lub dowolnego ręcznego procesu na świecie. 00:24:11:13 - 00:24:13:24 Abigail Acton Co następnie dzieje się z samcami? 00:24:14:01 - 00:24:27:22 Hanan Lepek Najpierw usuwamy samice, a następnie przenośnik ulega rozwidleniu - samce trafiają do specjalnych pojemników. Pojemniki są następnie wystawione na działanie promieniowania. 00:24:27:24 - 00:24:31:03 Abigail Acton W efekcie stają się bezpłodne. Tracą płodność w wyniku napromieniowania. 00:24:31:04 - 00:24:59:01 Hanan Lepek Zgadza się? Dobrze... Dokładnie tak jest. Następnie dostarczamy je dystrybutorom - na przykład firmom zajmującym się dezynsekcją, które wypuszczają je na wolność w terenie. Dzięki temu przy pomocy jednej fabryki jesteśmy w stanie objąć duży obszar. W ten sposób cały proces zostaje uprzemysłowiony. Pod koniec tygodnia zmieniamy tryb oprogramowania, a następnie zbieramy samice i zabieramy je z powrotem do pierwszego pomieszczenia. 00:24:59:06 - 00:25:05:09 Hanan Lepek Dzięki temu mamy zarówno samce, jak i samice na następny tydzień. Mamy więc do czynienia z cyklicznym procesem. 00:25:05:09 - 00:25:07:09 Abigail Acton Zasadniczo można powiedzieć, że wykorzystujecie ponownie samice. 00:25:07:11 - 00:25:07:23 Hanan Lepek Zgadza się. 00:25:07:23 - 00:25:16:09 Abigail Acton Jak rozumiem, rozmawiałeś z niektórymi uczestnikami konferencji COP na temat wykorzystywania bezpłodnych komarów w Afryce. Czy możesz powiedzieć nam o tym coś więcej? 00:25:16:15 - 00:25:43:24 Hanan Lepek W porządku. Przedstawiliśmy naszą technologię Izraelowi, przedstawicielom izraelskiej delegacji technologicznej, podczas ostatniego szczytu COP w Baku. To było naprawdę niesamowite doświadczenie. Spotkaliśmy ludzi z całego świata, przedstawicieli różnych ludów, zwyczajów, kultur. Wszyscy byli zainteresowani kwestią klimatu. Malaria występuje nie tylko w Afryce, a komary przenoszą różne choroby, takie jak malaria, czikungunia, denga i wiele innych. 00:25:44:01 - 00:26:14:06 Hanan Lepek Spotkaliśmy się z grupą przedstawicieli Ghany,Ugandy, Burkina Faso i Tanzanii. Wszyscy byli zainteresowani potencjałem tej techniki ze względu na problemy z malarią. Niektórzy znają już koncepcję SIT, ale mają problemy ze zwiększaniem skali. Nietrudno się dziwić, że możliwość wykorzystania sztucznej inteligencji do czegoś dobrego i rozwoju tego rozwiązania jest dla nas wszystkich świetną wiadomością. 00:26:14:06 - 00:26:27:15 Hanan Lepek Już teraz prowadzimy rozmowy z wybranymi przedstawicielami, a także z reprezentacją ONZ, która nam pomaga. Mam nadzieję, że już wkrótce uda się wdrożyć tę technologię w Afryce. 00:26:27:17 - 00:26:46:08 Abigail Acton Cóż, dziękuję! Jestem pod wrażeniem. Dziękuję bardzo za wyjaśnienia. To było naprawdę bardzo interesujące. To wspaniałe rozwiązanie. Bardzo ci dziękuję za czas poświęcony na opowiedzenie o twojej interesującej pracy. Cieszę się, że mogliśmy poruszyć ten temat z wielu różnych punktów widzenia. Moim zdaniem mamy dzięki temu dużo lepszy ogląd na sytuację. Dziękuję, że współtworzyliście dzisiejszy odcinek podcastu CORDIScovery. 00:26:46:10 - 00:26:47:14 Hanan Lepek Dziękuję bardzo. 00:26:47:16 - 00:26:49:03 Lars Hviid Dziękuję raz jeszcze za zaproszenie. 00:26:49:05 - 00:26:56:11 Abigail Acton Dziękuję za zaproszenie. Cała przyjemność po mojej stronie. Trzymam kciuki za wasze projekty. Tylko tyle mogę dodać. Doskonale. Do usłyszenia. 00:26:57:14 - 00:27:19:08 Abigail Acton Jeśli podobał Ci się ten podcast, obserwuj nas na platformach Spotify i Apple Podcasts, a także na innych platformach, z których korzystasz na co dzień. Zajrzyj też na stronę naszego podcastu w serwisie CORDIS. Zachęcam też do zasubskrybowania naszego podcastu – dzięki temu nie ominą cię informacje na temat najciekawszych badań naukowych finansowanych przez UE. Jeśli lubisz nas słuchać, możesz powiedzieć o nas znajomym! Rozmawialiśmy już między innymi o uczeniu pszczół do latania przez obręcze. 00:27:19:10 - 00:27:40:24 Abigail Acton Posłuchaj odcinka na temat ukrytego świata interakcji, aby dowiedzieć się, po co to robimy. Zapraszamy do przesłuchania pozostałych 42 odcinków – z pewnością znajdziesz w nich coś, co pobudzi twoją ciekawość. Być może chcesz poznać działania innych zespołów projektów finansowanych ze środków Unii Europejskiej w zakresie zmniejszania śmiertelności malarii? Zapraszamy do serwisu CORDIS, gdzie znajdziesz rezultaty badań realizowanych w ramach inicjatyw Horyzont 2020 i Horyzont Europa, które dotyczą tego obszaru. 00:27:41:01 - 00:28:02:10 Abigail Acton Znajdziesz tam artykuły i wywiady, a także analizy i wyniki badań dotyczących wielu dziedzin i zagadnień – od neutronów po neurony. Z pewnością znajdziesz tam coś dla siebie. Być może uczestniczysz w projekcie lub chcesz uzyskać dofinansowanie. W naszym serwisie dowiesz się, czym zajmują się inni badacze w twojej dziedzinie. Zajrzyj na nasz portal i poznaj badania, które zmieniają świat. 00:28:02:12 - 00:28:15:11 Abigail Acton Czekamy także na wiadomości, informacje i opinie. Możesz skontaktować się z nami pod adresem [e-mail]. Do usłyszenia!

Walka z malarią na wielu frontach

Dlaczego tak trudno jest znaleźć szczepionkę przeciwko malarii łożyskowej? Czy wiesz, jak wielkim wyzwaniem jest napromieniowanie 300 komarów na sekundę? Jak działa replikacja zachodząca w naszych organizmach?

Jednym z celów zrównoważonego rozwoju ONZ jest zakończenie do 2030 roku epidemii AIDS, gruźlicy i malarii. Unia Europejska pomaga w realizacji tego ambitnego założenia poprzez finansowanie badań nad tą chorobą.

Nasi dzisiejsi goście zajmują się zwalczaniem malarii na wielu frontach, począwszy od badań przyczyn braku skuteczności szczepionki przeciwko malarii łożyskowej, przez analizy rozwoju pasożyta po zakażeniu, a kończąc na próbie zmniejszenia liczby zarażonych komarów.

Catherine Merrick jest wykładowczynią parazytologii Wydziału Patologii na Uniwersytecie Cambridge. Bada ludzkiego pasożyta malarii, aby lepiej zrozumieć jego podstawową biologię oraz jej wpływ na zjadliwość choroby. Zagadnienia te badała w ramach projektu PlasmoCycle.

Lars Hviid jest profesorem Wydziału Immunologii i Mikrobiologii na Uniwersytecie Kopenhaskim. Jego projekt PAMSEQ pozwolił nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób ludzie stopniowo nabywają odporność chroniącą nas przed malarią, pomagając tym samym w opracowaniu szczepionek przeciwko temu śmiercionośnemu pasożytowi.

Hanan Lepek jest założycielem i dyrektorem generalnym spółki Senecio Robotics. Jego prace łączą zagadnienia z dziedziny biologii oraz inżynierii mechanicznej i oprogramowania, a celem jest opracowanie technologii sterylizacji komarów na szeroką skalę, co pomoże w ograniczeniu ich lokalnych populacji. Badacz był koordynatorem projektu RoboSIT.

Czekamy na Wasze opinie!

Jeśli chcesz podzielić się z nami swoją opinią na temat naszych podcastów, napisz do nas! Wszelkie komentarze, pytania lub sugestie prosimy przesyłać na adres [e-mail].

Słowa kluczowe

PAMSEQ, RoboSIT, PlasmoCycle, komary, bezpłodne komary, pasożyt, malaria łożyskowa, szczepionki