ניתוח פנוטימית של מלריה מכרסם טפיל מינית ושלבי דם מיניים ושלבי יתוש

טפילים מלריה לגרום למאות מיליוני דלקות מלריה בבני אדם ברחבי העולם, עם יותר מ 600,000 מקרי מוות מדי שנה¹. זיהומים אנושיים נגרמים על ידי חמש מינים טפיל מלריה, כלומר p. falciparum, p. vivax, p. ovale, פ. מלאריאה, ו p.ה,. רוב מלריה קלינית נגרמת על ידי P. falciparum באפריקה שמדרום לסהרה¹. נוסף מלריה אנושית טפיל מינים הגורמת morbidities נרחב ברחבי העולם מחוץ לאפריקה שמדרום לסהרה הוא P. vivax². שלושת המינים האחרים מוגבלים יותר מבחינה גיאוגרפית וגורמים לדלקות מלריה שפירים, למעט הקטלניים הקטלנית³. אי-הזמינות של מודלים רלוונטיים ומעשיים שאינם אנושיים בvivo של זיהומים היתה תמיד ועדיין הוא מכשול חיסון נגד מלריה ופיתוח התרופה. מוקדם יותר תרופות מלריה פילוח מחקרים מטבולית סמכו בהרחבה על דגמי מלריה העופות כמו p. אבירים ו p. lophurae, הדבקת תרנגולות וברווזים, בהתאמה⁴. לאחר מכן, מינים מלריה מכרסמים הוכנסו בהדרגה חיסונים שונים ומיקוד הסמים מחקרים כמו במודלים vivo. במהלך השנים, עדויות של קווי הדמיון של הביולוגיה ואינטראקציות מארח-טפיל של שלבים מחזור החיים של מודלים מכרסמים מכרסם למינים מלריה בני אדם צברו.

בפרט, דגמי מלריה מכרסמים היו חשובים מאוד כדי לחקור ולאפיין את הביולוגיה של יתושים ושלבים טרום אריתרופויזיים⁵. עם זאת, ישנם ארבעה מינים מלריה מכרסמים (p. ברגניי, p. yoelii, p. שאבו, ו P. vinckei) כי יש תכונות ביולוגיות שונות, הבולטים ביותר שנמצאים בשלבי הדם⁶. מינים מלריה מכרסם שונים ב סינכגניות של שלבי הדם, איפה בשלבים דם של p. שאבו ו p. זנים ויניקאי הם בעיקר סינכרוני, בעוד שלבי הדם של p. ברגניי ו p. yoelii אינם^{6 , 7}. עוד הבדל הבולט הוא הסיווג העצמי של שלבי הדם המתרחשת בזנים מסוימים (למשל, p. yoelii 17x-NL, p. ברגניי NK65, ו p. vinckei lentum), בעוד זיהום הדם של אחרים זנים של אותו מין יכול להיות קטלני אם לא מטופל (p. yoelii 17x-L, p. ברגניי אנקה, ו P. שאבו כמו). יתר על כן, p. yoelii 17x-NL המתח ו p ברגמיי מאמץ מאוד לפלוש לעבר רטיקולולוציטים^8,9,10,¹¹, למרות תכונות אלה של P. yoelii ו P. בוני זנים הם לא דרישה הצמיחה קפדנית^12,13,14. לכן, העכברים מטופלים עם פנילהיהידראזין לפני זיהום עם שלבי הדם של טפילים אלה כדי להגדיל את הקיפוד ואת gametocytemia הצורך לזיהום יתוש עבור הזן p. ברגאיי אנקה עבור p. yoelii 17 x-NL^{15,16,17,18,19}.

הבדלים בשלבי פיתוח של יתושים קיימים גם בין מינים שונים מלריה מכרסמים, הבולטים ביותר להיות הטמפרטורה ואת הזמן הנדרש עבור פיתוח בשלבים מיטביים יתושים ואת אורך sporozoite^5,6, . ^עשריםדולר בשלבים טרום אריתרופויוטיים של מיני מלריה מכרסמים, ההבדלים כוללים את המינים מכרסם ומסננים כי הם רגישים ביותר מדבקת sporozoite זיהומיות, מספר הספוראוזוטים הדרושים לחיסון למאמץ מכרסם רגיש, ה סוגי תא ממגלית הדרושים לפיתוח בכבד מחוץ לתחום, והזמן להשלמת התפתחות הכבד בשלב^{5,21,22,23,24,25 ,26,27,28,29,30}.

למרות היכולות הללו, טפילים מלריה מכרסמים היו מודלים חיוביות מוקדם על היישום של גישות גנטיות הפוכה, כי הם היו פחות זמן-ו לצרוך משאבים עם הסתברות גבוהה של הצלחה³¹. למעשה, דגמי מלריה מכרסמים היו הדגמים הטובים ביותר, ובמקרים רבים את המודלים היחידים, זמין במשך שנים רבות כדי לאפיין את הגנים באופן פונקציונלי הביע בשלבים יתושים ובכבד.

לאור הפופולריות ואת היכולת ההפוכה של גישות גנטיות הפוכה במודלים של מלריה מכרסמים, מספר מתודולוגיות שונות השתמשו כדי לנתח את פנוטיפים של שלבים מחזור החיים טפיל הטרנסגניים, במיוחד שלבי הדם. עם זאת, חלק ממתודולוגיות אלה אינן עקביות; למשל, השוואת זיהומים של טפילים בשלב הדם בעקבות הזרקת IP (אשר עלולים להיות מנוקז לבלוטות הלימפה הצפק, משם, יכול להיכנס למחזור הדם; לכן, טפילים מוזרק לא לסיים באופן שווה בזרם הדם) , השוואת העברת היתוש של שיבוטים עם מספר שונה של העברות הבמה דם סדרתי או מספר G (אשר יכול להשפיע על gametocytogenesis^32,33), או השוואת טפילים טרנסגניים ישירות לסוג פראי נאיבי (WT) טפילים שמעולם לא נחשפו לאלקטרופורציה ולבחירת סמים חיוביים ולהערכות השונות הבלתי מתוקננת של ההלקאה הגברית. לכן, זה חיוני כדי לתקנן פרוטוקולים כי הם פשוט לעקוב אחר ניתוח פנוטיפ של כל סוג של הטרנסגניים או הטפילים מכרסם מכרסמים בדם ביתוש כדי להתאים את היכולות הביולוגי של מלריה מכרסמים מין טפיל.

בזאת, אנו מדווחים על פרוטוקול ניסיוני מפורט מפורטים לניתוח פנוטיפ של דם ויתושים בשלבים מחזור החיים של הטרנסגניים או מסוג פראי p. yoelii ו p. ברגניי טפילים. פרוטוקולים אלה חלים גם על p. שאבו ו p. ויניקאי טפילים.