Оптимізація аналізу мембранного живлення для Плазмодій vivax Інфекція в Anopheles albimanus

Афілійований центр вакцин та боротьби з малярією (MVDC), Калі, Валле-де-Каука, Колумбія

Науково-дослідний центр "Каукаскоко", Калі, Калі, Валле-де-Каука, Колумбія

Філія Кентського державного університету, коледж громадського здоров'я, Кент, Огайо, Сполучені Штати Америки

Науково-дослідний центр "Каукаскоко", Калі, Калі, Валле-де-Каука, Колумбія

Андрес Ф. Вальєхо,
Келлі Рубіано,
Андрес Амадо,
Емі Р. Кристосік,
Сократ Еррера,
Міріам Аревало-Еррера

Цифри

Анотація

Вступ

У осіб, які тривалий час перебувають під впливом малярійних інфекцій, розвивається імунна реакція, здатна блокувати передачу плазмодію переносникам комарів, потенційно обмежуючи поширення паразитів в природі. Розробка вакцини проти туберкульозу проти малярії вимагає кращого розуміння механізмів та основних ефекторів, що відповідають за реакції блокування передачі (ТБ). Відсутність системи культивування in vitro для плазмодію вівакс стала важливим недоліком для розробки стандартизованого методу оцінки реакцій на туберкульоз на цього паразита. У цьому дослідженні оцінювали фактори господаря, переносника та паразитів, які можуть впливати на інфекцію комарів Anopheles, з метою розробки ефективного та надійного аналізу для оцінки імунітету проти туберкульозу.

Методи/Основні висновки

Загалом 94 пацієнти, інфіковані P. vivax, були зараховані як донори паразитів або суб’єкти прямого годування комарів у двох ендемічних районах малярії Колумбії (Тієральта та Буенавентура). Інфекційність паразитів оцінювали за допомогою аналізу мембранного живлення або прямого вигодовування з використанням лабораторно вирощених комарів Anopheles. Інфекцію вимірювали за допомогою qPCR та мікроскопічно досліджуючи середні кишки комарів на 7 день на наявність ооцист.

Найкращої зараженості вдалося досягти у чотириденних комарів, яких годували щільністю 100 комарів/клітка. Мембранні аналізи годування давали статистично значущі кращі інфекції, ніж аналізи прямого годування у донорів паразитів; цитокінові профілі показали підвищений рівень IFN-γ, TNF та IL-1 у неінфекційних осіб. Інфекції комарів та дозрівання паразитів були більш надійно оцінені методом ПЛР порівняно з мікроскопією.

Висновки

Ми оцінили фактори комарів, паразитів та господарів, які можуть вплинути на результат передачі паразитів, виміряні за допомогою аналізів штучного мембранного харчування. Результати привели нас до висновку, що: 1) оптимальна зараженість комарів відбувається у комарів через чотири дні після появи при щільності клітини 100; 2) зараженість комарів найкраще оцінити за допомогою ПЛР, оскільки вона може бути недооцінена мікроскопією; 3) клітинна імунна відповідь хазяїна не суттєво впливала на зараженість комарів; та 4) не спостерігалося статистично значущої різниці у передачі між комарами, які безпосередньо харчуються людьми, та аналізами штучного мембранного годування.

Підсумок автора

Тут ми оцінили фактори хазяїна, переносника та паразитів для аналізу мембранного живлення за допомогою комарів Plasmodium vivax та Anopheles albimanus та зразків з ендемічних регіонів Колумбії. Цей метод дослідження мембранного годування дозволив більш ефективно оцінити наявність активності туберкульозу в сироватках людей з ендемічних регіонів малярії, а також у сироватках імунізованих тварин та людей. Цей метод може сприяти кращій оцінці імунних реакцій на туберкульоз, спричинених природною інфекцією, а також подальшій оцінці захисної ефективності вакцин проти туберкульозу проти малярії.

Цитування: Vallejo AF, Rubiano K, Amado A, Krystosik AR, Herrera S, Arévalo-Herrera M (2016) Оптимізація аналізу мембранного живлення для зараження плазмодієм vivax у Anopheles albimanus. PLoS Negl Trop Dis 10 (6): e0004807. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0004807

Редактор: Паулу Філемон Пімента, Фундасао Освальдо Крус, БРАЗИЛІЯ

Отримано: 18 листопада 2015 р .; Прийнято: 6 червня 2016 р .; Опубліковано: 29 червня 2016 р

Наявність даних: Усі відповідні дані знаходяться в газеті та в допоміжних файлах.

Фінансування: Ця робота була підтримана грантом від PATH (номер гранту GAT.0888-11-06147-COL). NIAID (грант ICEMR U19AI089702) сприяв зміцненню інфраструктури та логістики цього дослідження. Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Малярія передається в 97 країнах світу, де в цілому

207 мільйонів справ і

Щороку повідомляється про 528 000 смертей. Plasmodium vivax, другий за поширеністю вид паразитів малярії, ендемічний у 58 країнах, де щорічно реєструється від 16 до 22,2 млн. Випадків [1]. Особи, які постійно зазнають інфекції малярії, виробляють клінічний імунітет, який захищає їх від важких та ускладнених захворювань [2]. Цей імунітет та особливості в біології паразитів, тобто наявність гіпнозоїтів, призводить до наявності значної кількості безсимптомних інфекцій в ендемічних регіонах малярії [3]; хоча стерильний імунітет ніколи не досягається в природних умовах [4]. Люди в цих спільнотах також розвивають імунні реакції, які зменшують або повністю блокують передачу паразитів комарам Anopheles у, так званому, імунітеті, що блокує передачу (ТБ) [5], що може відігравати важливу роль у зменшенні передачі малярії в ендемічних районах [6–8].

Крім того, фактори комарів видаються критичними, наприклад генетичне різноманіття, оскільки лише обмежена кількість видів анофелінів є компетентними переносниками, і не всі самки даного виду однаково сприйнятливі до зараження [19]. Крім того, такі характеристики комарів, як тривалість життя, рН, температура середньої кишки [20, 21] та мікробіота, є критично важливими для успішного зараження [22, 23]. Крім того, фактори-господарі, такі як ступінь імунітету проти малярії, дієта та стан харчування, а також медикаментозне лікування можуть впливати на передачу плазмодію комарам.

Аналізи проти комарів на туберкульоз [SMFA та аналіз мембранного вигодовування (MFA)] дозволяють епідеміологічні дослідження для визначення поширеності активності туберкульозу в ендемічних спільнотах [24, 25] або для оцінки активності туберкульозу антитіл, вироблених штучно шляхом вакцинації специфічними антигенами паразитів або компонентами комарів. перевірено як кандидати проти вакцини проти туберкульозу [26, 27].

Епідеміологічні дослідження, проведені в Африці, вказують на наявність протитуберкульозного імунітету. Подібним чином дослідження, проведені в Азії [28] та Латинській Америці [29, 30], вказують на високу поширеність активності туберкульозу P. vivax в ендемічних спільнотах. З іншого боку, кілька поверхневих антигенів P. falciparum було запропоновано та протестовано як кандидати проти вакцини проти туберкульозу. Антиген паразита PfS25 експресується в ооцистах/оокінетах, які індукують повну туберкульозну активність і в даний час перебувають у клінічній розробці [31, 32]. Антиген гаметоцитів, який бере участь у процесі запліднення Pfs48/45, також перебуває у клінічній розробці [32]. У випадку з P. vivax розробка вакцини проти туберкульозу виявилася складною через технічні обмеження, обумовлені відсутністю методів культури паразитів. Для цього виду найдосконалішим кандидатом на вакцину проти туберкульозу є Pvs25, який показав індукцію високої туберкульозної активності в доклінічних дослідженнях та має клінічний препарат, випробуваний у фазі 1 дослідження [27, 33]. Однак кілька кандидатів на вакцину проти P. vivax, включаючи Pvs48/45, Pvs230 та Pvs47, перебувають у стадії розробки [26, 32]

Додатковим обмеженням для вивчення туберкульозу P.vivax є дефіцит лабораторних колоній чутливих до комарів Anopheles P. vivax, що обмежує дослідження щодо імунітету проти туберкульозу P. vivax [30]. Anopheles albimanus широко поширений на американському континенті - від південних районів Мексики до північного Перу. Цей вид комарів був виявлений природним чином зараженим як P. vivax, так і P. falciparum і вважається основним переносчиком малярії в Латинській Америці. Незважаючи на те, що він менш сприйнятливий [34], цей вид комарів легко колонізується, і він вже кілька років використовується в лабораторних умовах у різних центрах з виробництва малярійних спорозоїтів та досліджень туберкульозу [30, 35–37].

Це попереднє дослідження, орієнтоване на оптимізацію наявного в даний час МЗС P. vivax в Ан. albimanus [30] та порівняння контрольованих аналізів MFA та DFA з метою подальшого встановлення оптимальних умов для надійного визначення поширеності та інтенсивності туберкульозної активності, наявної у спільнотах, які природно піддаються дії малярії P. vivax. Крім того, для оцінки відповідей, викликаних вакцинацією кандидатами проти вакцини проти туберкульозу P. vivax, може бути використаний оптимізований MFA P. vivax.

Методи

Заява про етику

Протокол був схвалений Комітетом з етики Міжнародного центру вакууму (CECIV). Зразки у добровольців збирали анонімно і не пов’язували з особистістю донора. Письмова інформована згода (ІС) була отримана від кожного добровольця під час зарахування. Всі добровольці були дорослими.

Зразки гаметоцитів плазмодія vivax

Зразки крові, що містять паразитів P. vivax, були отримані із симптоматичного характеру (лихоманка (пахвова температура> 37,5 ° C), нездужання, озноб та/або головний біль) та мікроскопічно підтверджених пацієнтів з малярією P. vivax, які звертались до амбулаторій з питань малярії в Тієралта, Кордова та Буенавентура, Колумбія, з січня по серпень 2014 року. Загалом 94 донори паразитів, чоловіки та жінки у віці 18–65 років, були набрані з амбулаторних центрів та підписані інформованою згодою (IR), затвердженою IRB, до зарахування (Рис. 1). У кожного добровольця відібрано 10 мл крові для молекулярного підтвердження видів плазмодію, кількісного визначення щільності та стану дозрівання паразитів та гаметоцитів та подальшого МЗК. Для вимірювання рівня цитокінів використовували сироватки. Зразки фракціонували та обробляли, як описано нижче. Підгрупу з 24 добровольців запитували про готовність дозволити комарам безпосередньо харчуватися передпліччям (DFA).