インビトロ 細胞傷害性リンパ球による マラリア原虫感染赤血球殺傷のアッセイ

マラリアは依然として世界的な健康危機であり、2020年には2億4,000万人以上の症例と627,000人のマラリア関連の死亡が報告されています¹。現在、ヒトにマラリアを引き起こす可能性のある5つの寄生種があり、そのうち熱帯熱マラリア原虫と三日熱マラリア原虫が2つの最も一般的な種です。 マラリア原虫感染中、肝臓または前赤血球期は無症候性であり、症状は赤血球期の寄生虫の無性周期中にのみ発生します。この感染段階では、肝臓段階に由来する何千ものメロゾイトが血流に放出され、赤血球(RBC)に感染します。RBCでは、寄生虫は統合失調症によって栄養生物と分裂虫に分化し、分裂病が赤血球を破裂させ、新たに形成されたメロゾイトを放出し、この血流を繰り返します。侵入、複製、メロゾイト放出のサイクルが繰り返されると、寄生虫集団が指数関数的に増加し、最終的に病気の症状を引き起こします²。

マラリアに対する免疫応答を研究する上で重要な課題は、マラリア原虫属です。 ヒトに感染することは実験動物モデルには感染しない。したがって、マラリア原虫に感染した患者のサンプルは新鮮に収集し、直ちに処理および分析する必要があります。しかし、マラリア流行地域では、免疫学的および分子的メカニズムにアクセスするためのリソースは限られています。これらの制限により、げっ歯類は、マラリア原虫感染に対する免疫応答を調査するための実験モデルとして広く使用されています。P. bergheiとP. chabaudiは熱帯熱マラリア原虫感染の代用としてよく使用されますが、P. yoelii 17XNLの非致死性株は、網状赤血球制限感染など、三日熱マラリア原虫と共通する多くの特徴も持っています^3,4。ヒトまたは動物モデル由来のサンプルに使用できるマラリア原虫in vitroアッセイの開発は、マラリアの病因をよりよく理解し、異なる種の寄生虫によって誘発される免疫学的応答を比較する上で価値があります。

抗マラリア防御免疫は、前赤血球期でも血液期でも完全には理解されていません。反復感染への曝露は部分的な獲得免疫をもたらすことが知られていますが、無菌免疫はほとんど発達しません⁵。何十年もの間、抗マラリア原虫防御免疫は主に、宿主細胞への寄生虫侵入を防ぐ、または抗原提示細胞による食作用を引き起こす中和抗体またはオプソニン化抗体の誘導にそれぞれ関連していました⁶。その結果、これまでの抗マラリアワクチン製造のほとんどの努力は、防御的で長持ちする抗体の誘導に依存してきました^7,8。しかし、弱毒化スポロゾイトによるワクチン接種によって誘導される無菌防御は、細胞傷害性Tリンパ球の活性化および増殖と直接相関する^8,9。

最近、新たに単離された患者サンプルおよび in vitro 培養に関するいくつかの研究は、CD8⁺ T¹⁰、γδ T¹¹、およびNK細胞¹²のような自然または適応性の細胞傷害性免疫細胞が、 マラリア原虫に感染したRBCおよびその細胞内寄生虫をエフェクター:ターゲット比で直接排除できることを実証した。これらの独創的な発見は、マラリアの文脈における全く新しい免疫エフェクターメカニズムを定義しました。この新しい抗マラリア免疫を解剖するためには、自然感染やワクチン接種における感染赤血球(iRBC)に対するキラー細胞の細胞傷害性エフェクター機構を探索することが不可欠です。

ここでは、血液ステージのマラリアに対するリンパ球の細胞傷害活性を測定する in vitro アッセイを紹介します。このアッセイは、 マラリア原虫 赤血球期に対する細胞性免疫応答のメカニズムを解明するのに役立ちます。標的細胞であるiRBCをカルボキシフルオレセインスクシンイミジルエステル(CFSE)で標識して細胞生存率を評価した後、細胞傷害性リンパ球(CTL)などのエフェクター細胞と共培養します。次に、この共培養をフローサイトメトリーで評価し、特定の細胞タイプの蛍光マーカーを使用します。最後に、CTLによるiRBC溶解の割合は、実験条件をRBCの自然破裂と、エフェクター細胞なしのインキュベーション中に発生する自然溶解制御で割ることによって計算されます。全体として、この殺傷アッセイ法は、細胞媒介性マラリア免疫のより良い理解に貢献することができます。