Стандартный анализ мембранного питания для выявления инфекции Plasmodium falciparum у комаров-переносчиков Anopheles

Малярия, известная как одна из самых разрушительных болезней во всем мире, по-прежнему представляет большую угрозу для ряда стран, особенно для стран Африканского региона, и составляет примерно 95% случаев заболевания во всем^мире1. Это заболевание вызывается простейшим паразитом и вместе со своим комаром-переносчиком Anopheles эти виновники могут нанести большой вред человеку-хозяину². В частности, вид falciparum рода паразитов Plasmodium является причиной примерно 99% случаев малярии в странах Африки к югу от Сахары¹. В дополнение к этому, несколько основных переносчиков комаров Anopheles (включая An. gambiae Giles, An. arabiensis Patton, An. coluzzii Coetzee & Wilkerson sp.n. и An. funestus Giles) могут быть обвинены в более чем 95% передачи паразитов во всем мире 3,4,5,6,7,8 . Для установления идеального общения паразита-переносчика комар-переносчик должен быть восприимчив к паразиту и быть в состоянии передать его⁹. Кроме того, как переносчик, так и паразит должны преодолевать физические барьеры, чтобы сформировать идеальную инфекционную комбинацию – комар-переносчик должен быть в состоянии поддерживать развитие паразита, а паразит должен иметь способность преодолевать защитные механизмы хозяина^10,11.

Гаметоциты, половая стадия паразита P. falciparum, играют решающую роль в соединении вектора и паразита партнеров¹². Половое развитие происходит in vivo, а гаметоцитогенез описывает процесс дифференцировки зрелых гаметоцитов в подвижные мужские микрогаметы и женские макрогаметы¹³. Другим процессом, который происходит внутри комара, является эксфлагелляция – процесс, во время которого мужской гаметоцит превращается в гаметы и выходит из красных кровяных клеток, захваченных во время кровяной пищи¹¹. Далее предполагается, что процесс эксфлагелляции усиливается благоприятным изменением окружающей среды комара-midgut¹⁴. После эксфлагелляции зигота образуется путем слияния мужской и женской гамет¹³. Из зиготы возникает подвижная окинета и перемещается из кровяной муки в эпителий комара-мидгута¹³. Здесь созревает окинет, и образуется ооциста, которая, в свою очередь, вырабатывает подвижных спорозоитов^13,15. Спорозоиты затем мигрируют в слюнные железы комаров, и, когда комар принимает кровяную муку от своего хозяина, эти спорозоиты вводятся в кровоток хозяина¹⁵.

Мероприятия по борьбе с малярией, сочетающие стратегии борьбы с переносчиками инфекции и использование эффективных противомалярийных препаратов, приобрели решающее значение в борьбе с этим^{заболеванием15}. С ростом устойчивости к паразитам и комарам срочность выявления новых противомалярийных соединений возрастает^{на 16}. Поэтому важна оценка in vivo соединений, блокирующих передачу¹⁶. После разработки таких эффективных препаратов, блокирующих передачу, SMFA был использован для оценки того, ингибируют ли эти соединения половое развитие P. falciparum у комара Anopheles 17,18,19. Этот анализ получил признание с 1970-1980-х годов в качестве золотого стандарта для оценки блокировки передачи^20,21. Этот анализ обеспечивает более дешевую альтернативу, чем другие анализы, такие как RT-qPCR, который требует специализированного оборудования. Кроме того, для проведения экспериментов не требуется никаких пациентов. Этот анализ также включает в себя предоставление крови, индуцированной гаметоцитами, самкам комаров, которые затем рассекаются, чтобы оценить, присутствует ли развитие ооцисты²¹. Это позволяет количественно определять гаметоциты и обнаруживать деформированные ооцисты из-за соединений²². Чтобы соединение было классифицировано как эффективное, распространенность (доля комаров, которые содержат по крайней мере одну ооцисту в средней кишке) и количество ооцист (интенсивность) у комара-акушерки должны быть оценены для оценки ингибирования инфекции 17,21,22.