Een nieuwe aanpak zou een kritieke fase in de levenscyclus van een van de meest voorkomende malariaparasieten kunnen belichten. De aanpak is ontwikkeld door wetenschappers van het Kyoto University's Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) in Japan en gepubliceerd in de Malaria Journaal.

"De Plasmodium vivax-malariaparasiet kan tot jaren na infectie sluimeren in de levercellen van een persoon, wat leidt tot klinische recidieven zodra de parasiet opnieuw wordt geactiveerd", zegt Kouichi Hasegawa, een iCeMS-stamcelbioloog en een van de corresponderende auteurs van de studie.

P. vivax is verantwoordelijk voor ongeveer 7.5 miljoen malariagevallen wereldwijd, waarvan ongeveer de helft in India. Momenteel is er slechts één goedgekeurd medicijn om de leverfase van de levenscyclus van de parasiet te behandelen, maar het heeft veel bijwerkingen en kan niet worden gebruikt bij zwangere vrouwen en zuigelingen. Het leverstadium is ook moeilijk te bestuderen in het laboratorium. Wetenschappers hebben bijvoorbeeld moeite gehad om hoge infectiepercentages in gekweekte levercellen na te bootsen.

Hasegawa en zijn collega's in Japan, India en Zwitserland ontwikkelden een succesvol systeem voor het kweken van volwassen malariaparasieten, het kweken van menselijke levercellen en het infecteren van de cellen met P. vivax. Hoewel het het hoge infectiepercentageprobleem niet oplost, biedt het systeem nieuw, lokaal inzicht in het leverstadium van de parasiet.

"Onze studie biedt een proof-of-concept voor het detecteren van P. vivax-infectie in levercellen en biedt de eerste karakterisering van deze infectieuze fase die we kennen in een endemisch gebied in India, de thuisbasis van de hoogste last van vivax-malaria wereldwijd," zegt Hasegawa.

De onderzoekers hebben Anopheles stephensi-muggen gefokt in een insectarium in India. Vrouwelijke muggen kregen specifiek bloed van Indiase patiënten met een P. vivax-infectie.

Twee weken later werden volwassen sporozoïeten, het infectiestadium van de malariaparasiet, uit de speekselklieren van de muggen gehaald en aan in een petrischaal gekweekte levercellen toegevoegd.

De wetenschappers testten verschillende soorten gekweekte levercellen om te proberen cellen te vinden die zouden worden geïnfecteerd door veel parasieten zoals in het menselijk lichaam. Onderzoekers hebben al geprobeerd cellen te gebruiken die uit leverbiopten zijn genomen en van verschillende leverkankercellijnen. Tot nu toe heeft niemand tot grote infecties geleid.

Hasegawa en zijn collega's probeerden drie soorten stamcellen te gebruiken die in het laboratorium werden omgezet in levercellen. Met name namen ze bloedcellen van met malaria geïnfecteerde patiënten, lokten ze over tot pluripotente stamcellen en begeleidden die vervolgens om levercellen te worden. De onderzoekers vroegen zich af of deze cellen genetisch gevoeliger zouden zijn voor malaria-infectie. De cellen waren echter slechts licht geïnfecteerd bij blootstelling aan de parasietsporozoïeten.

Een laag infectiepercentage betekent dat de levercellen niet kunnen worden gebruikt voor het tegelijkertijd testen van veel verschillende antimalariamiddelen. Maar de onderzoekers ontdekten dat de cellen konden testen of een specifieke anti-malaria-verbinding zou werken voor de infectie van een specifieke patiënt. Dit zou de individuele behandeling van patiënten kunnen verbeteren.

De wetenschappers konden ook een van de vele aspecten van leverinfectie door parasieten bestuderen. Ze observeerden het malaria-eiwit UIS4 in wisselwerking met het menselijke eiwit LC3, dat de parasiet tegen vernietiging beschermde. Dit toont aan dat hun aanpak kan worden gebruikt om deze belangrijke fase in de levenscyclus van P. vivax verder te onderzoeken.

###

DOI: 10.1186/s12936-020-03284-8

Over het Kyoto Institute of Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS):

Bij iCeMS is het onze missie om de geheimen van het leven te verkennen door verbindingen te maken om cellen te besturen, en verderop om levensgeïnspireerde materialen te creëren.
https: //www.ijsjes.Kyoto-u.ac.jp /

Voor meer informatie, contacteer:

I. Mindy Takamiya / Mari Toyama

[e-mail beveiligd]