Centrul de dezvoltare a vaccinului și a medicamentelor împotriva malariei de afiliere (MVDC), Cali, Valle de Cauca, Columbia

test

Centrul de cercetare științifică Caucaseco, Cali, Cali, Valle de Cauca, Columbia

Centrul de cercetare științifică Caucaseco, Cali, Cali, Valle de Cauca, Columbia

Afiliere Kent State University College of Public Health, Kent, Ohio, Statele Unite ale Americii

Afiliere Centrul de Cercetare Științifică Caucaseco, Cali, Cali, Valle de Cauca, Columbia

Centrul de cercetare științifică Caucaseco, Cali, Cali, Valle de Cauca, Columbia

  • Andrés F. Vallejo,
  • Kelly Rubiano,
  • Andres Amado,
  • Amy R. Krystosik,
  • Socrate Herrera,
  • Myriam Arévalo-Herrera

Cifre

Abstract

Introducere

Persoanele expuse la infecții cu malarie pentru o lungă perioadă de timp dezvoltă răspunsuri imune capabile să blocheze transmiterea Plasmodium către vectorii de țânțari, limitând potențial răspândirea paraziților în natură. Dezvoltarea unui vaccin anti-TB împotriva malariei necesită o mai bună înțelegere a mecanismelor și a principalilor factori responsabili de răspunsurile de blocare a transmisiei (TB). Lipsa unui sistem de cultură in vitro pentru Plasmodium vivax a reprezentat un dezavantaj important pentru dezvoltarea unei metode standardizate de evaluare a răspunsurilor TB la acest parazit. Acest studiu a evaluat factorii gazdă, vector și paraziți care pot influența infecția cu țânțari Anopheles pentru a dezvolta un test eficient și fiabil pentru a evalua imunitatea TB.

Metode/Constatări principale

Un total de 94 de pacienți infectați cu P. vivax au fost înrolați ca donatori de paraziți sau subiecți de hrănire directă a țânțarilor în două regiuni endemice de malarie din Columbia (Tierralta și Buenaventura). Infecțiozitatea paraziților a fost evaluată prin testul de hrănire cu membrană sau testul de hrănire directă folosind țânțari Anopheles crescuți în laborator. Infecția a fost măsurată prin qPCR și prin examinarea microscopică a mușchiilor de țânțari în ziua 7 pentru prezența oochisturilor.

Cea mai bună infectivitate a fost atacată la țânțarii în vârstă de patru zile hrăniți la o densitate de 100 de țânțari/cușcă. Testele de hrănire cu membrană au produs infecții semnificativ statistic mai bune decât testele de hrănire directă la donatorii de paraziți; profilurile de citokine au arătat niveluri crescute de IFN-γ, TNF și IL-1 la persoanele neinfecțioase. Infecțiile cu țânțari și maturizarea paraziților au fost evaluate mai fiabil prin PCR comparativ cu microscopia.

Concluzii

Am evaluat factorii de țânțari, paraziți și gazdă care pot afecta rezultatul transmiterii paraziților, măsurat prin teste artificiale de hranire cu membrană. Rezultatele ne-au determinat să concluzionăm că: 1) infectivitatea optimă a țânțarilor apare la țânțari la patru zile după apariția la o densitate a cuștii de 100; 2) infectia țânțarilor este cuantificată cel mai bine prin PCR, deoarece poate fi subestimată prin microscopie; 3) răspunsul imun celular gazdă nu pare să afecteze în mod semnificativ infectivitatea țânțarilor; și 4) nu s-a observat nicio diferență semnificativă statistic în transmiterea dintre țânțarii care se hrănesc direct cu oameni și testele de hrană artificială cu membrană.

Rezumatul autorului

Aici am evaluat factorii gazdă, vector și paraziți pentru testarea hrănirii cu membrană folosind țânțari Plasmodium vivax și Anopheles albimanus și probe din regiunile endemice din Columbia. Această metodă de testare a hranei prin membrană a permis o evaluare mai eficientă a prezenței activității TB în serurile indivizilor din regiunile endemice de malarie, precum și în serurile animalelor imunizate și ale oamenilor. Această metodă poate contribui la o mai bună evaluare a răspunsurilor imune la tuberculoză provocate de infecția naturală, precum și la o evaluare suplimentară a eficacității protectoare a vaccinurilor împotriva tuberculozei împotriva malariei.

Citare: Vallejo AF, Rubiano K, Amado A, Krystosik AR, Herrera S, Arévalo-Herrera M (2016) Optimizarea unui test de alimentare cu membrană pentru infecția cu Plasmodium vivax în Anopheles albimanus. PLoS Negl Trop Dis 10 (6): e0004807. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0004807

Editor: Paulo Filemon Pimenta, Fundaçao Oswaldo Cruz, BRASILIA

Primit: 18 noiembrie 2015; Admis: 6 iunie 2016; Publicat: 29 iunie 2016

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: Această lucrare a fost susținută de un grant de la PATH (numărul de grant GAT.0888-11-06147-COL). NIAID (grantul ICEMR U19AI089702) a contribuit la consolidarea infrastructurii și logisticii acestui studiu. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Malaria este transmisă în 97 de țări din întreaga lume, unde un total de

207 milioane de cazuri și

Se raportează anual 528.000 de decese. Plasmodium vivax, a doua specie parazitară cu cea mai mare răspândire a malariei, este endemică în 58 de țări în care anual sunt raportate între 16 și 22,2 milioane de cazuri [1]. Persoanele expuse continuu la infecțiile cu malarie dezvoltă imunitate clinică care îi protejează de boli severe și complicate [2]. Această imunitate și caracteristici în biologia parazitului, adică prezența hipnozoților duce la prezența unui număr semnificativ de infecții asimptomatice în regiunile endemice ale malariei [3]; deși imunitatea sterilă nu se realizează niciodată în condiții naturale [4]. Persoanele din aceste comunități dezvoltă, de asemenea, răspunsuri imune care reduc sau blochează complet transmiterea paraziților la țânțarii Anopheles în ceea ce s-a numit imunitatea de blocare a transmisiei (TB) [5], care poate juca un rol important în scăderea transmiterii malariei în zonele endemice [6-8] .

În plus, factorii de țânțari par critici de ex. diversitatea genetică, deoarece doar un număr limitat de specii anofeline sunt vectori competenți și nu toate femelele unei specii date sunt la fel de susceptibile la infecție [19]. În plus, caracteristicile țânțarilor, cum ar fi longevitatea, pH-ul, temperatura intestinului mediu [20, 21] și microbiota sunt critice pentru o infecție reușită [22, 23]. Mai mult, factorii gazdei umane, cum ar fi gradul de imunitate la malarie, dieta și starea nutrițională, precum și terapiile medicamentoase, ar putea influența transmiterea Plasmodium la țânțari.

Testele TB împotriva țânțarilor [SMFA și membrane feed test (MFA)] permit studii epidemiologice pentru a determina prevalența activității TB în comunitățile endemice [24, 25] sau pentru a evalua activitatea TB a anticorpilor eliberați artificial prin vaccinarea cu antigeni paraziți specifici sau componente ale țânțarilor fiind testat ca candidat la vaccin TB [26, 27].

Studiile epidemiologice efectuate în Africa indică prezența imunității TB. De asemenea, studiile efectuate în Asia [28] și America Latină [29, 30], indică o prevalență ridicată a activității TB P. vivax în comunitățile endemice. Pe de altă parte, mai mulți antigeni de suprafață P. falciparum au fost propuși și testați ca candidați la vaccin TB. Antigenul parazit PfS25 este exprimat în oochiste/ookinete care induce activitate TB completă și este în prezent în curs de dezvoltare clinică [31, 32]. Antigenul gametocitar implicat în procesul de fertilizare Pfs48/45 este, de asemenea, în dezvoltare clinică [32]. În cazul P. vivax, dezvoltarea vaccinului TB s-a dovedit dificilă din cauza constrângerilor tehnice impuse de lipsa metodelor de cultură a paraziților. Pentru această specie, cel mai avansat candidat la vaccin TB este Pvs25, care a demonstrat inducerea unei activități ridicate a TB în studiile preclinice și are un produs clinic testat în studiul de fază 1 [27, 33]. Cu toate acestea, mai mulți candidați la vaccinul P. vivax, inclusiv Pvs48/45, Pvs230 și Pvs47 sunt în curs de dezvoltare [26, 32]

O constrângere suplimentară pentru studierea TB P.vivax este deficitul de colonii de laborator de țânțari Anopheles sensibili la P. vivax, ceea ce limitează studiile asupra imunității TB P. P. vivax [30]. Anopheles albimanus este larg distribuit pe continentul american, variind de la regiunile sudice ale Mexicului până la nordul Peru. Această specie de țânțari a fost găsită infectată în mod natural atât de P. vivax, cât și de P. falciparum și este considerată un vector primar al malariei în America Latină. În ciuda faptului că este mai puțin susceptibilă [34], această specie de țânțari este ușor de colonizat și a fost utilizată de câțiva ani în condiții de laborator în diferite centre pentru producerea sporozoiului de malarie și pentru studiile TB [30, 35-37].

Acesta este un studiu preliminar axat pe optimizarea PFA vivax MFA disponibilă în prezent în An. albimanus [30] și compararea analizelor controlate de AMF și DFA pentru a stabili în continuare condiții optime pentru determinarea fiabilă a prevalenței și intensității activității TBC prezente în comunitățile expuse în mod natural la malaria P. vivax. Mai mult, s-ar putea folosi un MFA optimizat pentru P. vivax pentru a evalua răspunsurile provocate de vaccinare cu candidații la vaccinul P. vivax TB.

Metode

Declarație de etică

Protocolul a fost aprobat de Comitetul de Etică al Centro Internacional de Vacunas (CECIV). Probele de la voluntari au fost colectate anonim și nu legate de identitatea donatorului. Consimțământul informat scris (CI) a fost obținut de la fiecare voluntar la înscriere. Toți voluntarii erau adulți.

Eșantioane de gametocite Plasmodium vivax

Probele de sânge care adăposteau paraziți P. vivax au fost obținute de la pacienți simptomatici (febră (temperatură axilară> 37,5 ° C), stare de rău, frisoane și/sau cefalee) și pacienți cu malarie P. vivax confirmați microscopic care s-au prezentat la ambulatoriile de malarie din Tierralta, Cordoba și Buenaventura, Columbia în perioada ianuarie-august 2014. Un total de 94 de donatori de paraziți, bărbați și femei cu vârste cuprinse între 18 și 65 de ani, au fost recrutați din centre ambulatorii și au semnat un consimțământ informat (IR) aprobat de IRB înainte de înscriere (Fig. 1). Un total de 10 ml de sânge au fost extrase de la fiecare voluntar pentru confirmarea moleculară a speciilor de Plasmodium, cuantificarea densității parazitului și a gametocitelor și a stării de maturare și a MFA ulterioară. Sera au fost utilizate pentru măsurarea nivelului de citokine. Probele au fost fracționate și manipulate așa cum este descris mai jos. Un subgrup de 24 de voluntari a fost rugat să permită țânțarilor să se hrănească direct cu antebrațul (DFA).