التحليل الفينوتي لطفيليات الملاريا القوارض غير الجنسية ومراحل الدم الجنسي ومراحل البعوض

تسبب طفيليات الملاريا مئات الملايين من الإصابات بالملاريا بين البشر في جميع أنحاء العالم، مع أكثر من 600،000 حالة وفاة كل عام¹. تحدث العدوى البشرية من قبل خمسة أنواع طفيلية الملاريا، وهي P. falciparum، P. vivax، P. ovale، P. malariae،و P. knowlesi. معظم الوفيات السريرية الناجمة عن الملاريا سببها P. falciparum في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى¹. وهناك نوع آخر من أنواع طفيليات الملاريا البشرية التي تسبب أمراضا واسعة النطاق في جميع أنحاء العالم خارج أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى هو P. vivax². الأنواع الثلاثة الأخرى كلها مقيدة جغرافيا أكثر وتتسبب في التهابات الملاريا الحميدة، باستثناء P. knowlesi^{القاتلة 3}. إن عدم توافر نماذج العدوى غير البشرية ذات الصلة والعملية في الجسم الحي كان ولا يزال يشكل عقبة أمام تطوير لقاحات الملاريا والأدوية. وقد اعتمدت في وقت سابق استهداف أدوية الملاريا والدراسات الأيضية على نطاق واسع على نماذج الملاريا الطيور مثل P. gallinaceum و P. lophurae, تصيب الدجاج والبط, على التوالي⁴. وبعد ذلك، أدخلت أنواع الملاريا القوارض تدريجيا في مختلف اللقاحات والدراسات التي تستهدف المخدرات كما هو الحال في نماذج الجسم الحي. وعلى مر السنين، تراكمت الأدلة على أوجه التشابه بين البيولوجيا والتفاعلات بين الطفيليالمضيف والطفيليات في مراحل دورة حياة نماذج الملاريا القوارض لأنواع الملاريا البشرية.

وعلى وجه الخصوص، كانت نماذج الملاريا القوارض بالغة الأهمية لاستكشاف وتوصيف بيولوجيا البعوض والمراحل السابقة للحريثوسير⁵. ومع ذلك، هناك أربعة أنواع الملاريا القوارض(P. berghei، P. yoelii، P. chabaudi، و P. vinckei) التي لها سمات بيولوجية مختلفة ، وأبرزها في مراحل الدم⁶. تختلف أنواع الملاريا القوارض في تزامن مراحل الدم، حيث مراحل الدم من سلالات P. chabaudi و P. vinckei متزامنة في الغالب، في حين أن مراحل الدم من P. berghei و P. yoelii ليست^{6 , 7.}وثمة فرق ملحوظ آخر هو التطهير الذاتي لمراحل الدم التي تحدث في بعض السلالات (علىسبيلالمثال، P. yoelii 17X-NL، P. berghei NK65، و P. vinckei lentum)،في حين أن عدوى الدم من غيرها سلالات من نفس النوع يمكن أن تكون قاتلة إذا تركت دون علاج(P. yoelii 17X-L, P. berghei ANKA, و P. chabaudi AS). وعلاوة على ذلك، P. yoelii 17X-NL سلالة وP. berghei ANKA سلالة تغزو بشكل تفضيلي reticulocytes^8،9،10،11، على الرغم من أن هذه الميزات من P. سلالات يويلي وP. berghei ليست متطلبات النمو الصارمة^12،13،14. لذلك، يتم التعامل مع الفئران مع فينيل هيدرازين قبل العدوى مع مراحل الدم من تلك الطفيليات لزيادة الطفيليات وgametocytemia اللازمة لعدوى البعوض لسلالة P. berghei ANKA وP. yoelii 17X-NL^{15،16،17،18،19}.

كما توجد اختلافات في مراحل البعوض بين مختلف أنواع الملاريا القوارض، وأبرزها درجة الحرارة والوقت اللازمين لتطوير مراحل البعوض الأمثل وطول السبوروزويت⁵و6، ²⁰. في المراحل ما قبل الاريثروسسية من أنواع الملاريا القوارض، وتشمل الاختلافات أنواع القوارض والإجهاد التي هي الأكثر عرضة للتلقيح sporozoite المعدية، وعدد من sporozoites اللازمة للتلقيح في سلالة القوارض عرضة، و أنواع الخلايا الثديية اللازمة لاختبارات تطوير مرحلة الكبد في المختبر، والوقت لإكمال تطور مرحلة الكبد^{5،21،22،23،24،25 ،26،27،28،29،30.}

وعلى الرغم من هذه التقلبات، كانت طفيليات الملاريا القوارض النماذج المواتية في وقت مبكر لتطبيق النهج الوراثية العكسية، لأنها كانت أقل استهلاكا للوقت والموارد مع احتمال كبير للنجاح³¹. في الواقع، كانت نماذج الملاريا القوارض أفضل النماذج، وفي كثير من الحالات النماذج الوحيدة، المتاحة لسنوات عديدة لتوصيف وظيفيا الجينات المعبر عنها في مراحل البعوض والكبد.

في ضوء شعبية وإمكانية استخدام النهج الوراثية العكسية في نماذج الملاريا القوارض، تم استخدام عدد من المنهجيات المختلفة لتحليل الأنماط الظاهرية لمراحل دورة حياة الطفيليات المعدلة وراثيا، وخاصة مراحل الدم. غير أن بعض هذه المنهجيات غير متسقة؛ على سبيل المثال، مقارنة عدوى الطفيليات في مرحلة الدم بعد حقن IP (والتي من المحتمل أن تستنزف إلى العقد الليمفاوية العبية، ومن هناك، يمكن أن تدخل مجرى الدم؛ وبالتالي، فإن الطفيليات المحقونة لا ينتهي بها المطاف بالتساوي في مجرى الدم) ، مقارنة انتقال البعوض من الحيوانات المستنسخة مع عدد مختلف من عمليات نقل مرحلة الدم التسلسلية أو رقم G (التي يمكن أن تؤثر على تكوين اللطوطوطين^32،33)، أو مقارنة الطفيليات المعدلة وراثيا مباشرة إلى النوع البري السذاجة (WT) الطفيليات التي لم تخضع أبدا للكهرباء واختيار الدواء الإيجابي ومختلف التقييمات غير الموحدة من اللجام الذكور exflagellation. لذلك، من الأهمية بمكان توحيد البروتوكولات التي هي بسيطة لمتابعة التحليل الفينوتي لأي نوع من الطفيليات الملاريا القوارض المعدلة وراثيا أو WT في الدم وفي البعوض لاستيعاب التغيرات البيولوجية لملاريا القوارض أنواع الطفيليات.

هنا، نحن تقرير عن موحدة، بروتوكول تجريبي مفصل لتحليل فينوتيبيك من مراحل دورة حياة الدم والبعوض من الطفيليات المعدلة وراثيا أو البرية من نوع P. yoelii و P. berghei . وتنطبق هذه البروتوكولات أيضا على الطفيليات P. chabaudi و P. vinckei.