It-tneħħija rapida u spontanja ta' wara t-twelid ta' Plasmodium Falciparum hija relatata mat-tkeċċija tal-plaċenta

Il-parasitemija fost in-nisa tqal b'immunità protettiva għall-malarja ta' Plasmodium falciparum ħafna drabi hija ddominata minn eritroċiti infettati pożittivi għal VAR2CSA (IEs). VAR2CSA jimmedja s-sekwestru ta' IEs fil-plaċenta. Aħna ipoteżijna li t-tneħħija spontanja tal-parasitemija wara t-twelid osservata qabel f'nisa bħal dawn hija relatata mat-tkeċċija tal-plaċenta, li tneħħi l-fokus ta 'sekwestrazzjoni ta' IEs pożittivi għal VAR2CSA. Aħna vvalutajna parasitemiji u traskrizzjoni tal-ġeni qabel u ftit wara l-kunsinna fi 17-il mara tal-Gana. It-tnaqqis qawwi fil-parasitemija wara t-twelid kien akkumpanjat minn tnaqqis selettiv fit-traskrizzjoni tal-ġene li jikkodifika VAR2CSA. Is-sejbiet tagħna jipprovdu spjegazzjoni mekkanistika għall-osservazzjoni preċedenti.

Kliem ewlieni.

immunità miksuba; VAR2CSA; pfEMP1; malarja tal-plaċenta; Plasmodium falciparum; tqala; var ġeni; immunità speċifika għall-varjant.

Residenti ta 'żoni bi trażmissjoni stabbli tal-parassiti Plasmodium falciparum jiksbu immunità protettiva sostanzjali għall-malarja fit-tfulija, riveduta f'referenza [1]. P. falciparum erythrocyte membrane protein 1 (PfEMP1) hija familja ta 'antiġeni parassiti, kodifikati b'madwar 60 var ġeni għal kull ġenoma, u medjatur tas-sekwestru ta' eritroċiti infettati maturi (IEs) biex jospitaw riċetturi vaskulari, riveduti f'referenza [2]. Minkejja l-importanza ta 'PfEMP1 fl-immunità protettiva miksuba, in-nisa f'żoni bħal dawn madankollu jsiru suxxettibbli ħafna għall-malarja waqt it-tqala. Dan kien relatat ma 'infezzjonijiet b'parassiti li jesprimu PfEMP1 tat-tip VAR2CSA, li jwassal għal akkumulazzjoni ta' IEs fl-ispazju intervillous, li jikkawża malarja tal-plaċenta [2, 3].

VAR2CSA jimmedja l-adeżjoni tal-IEs ma' chondroitin sulfate b'sulfat baxx (CSA), riċettur ospitanti li normalment ikun ristrett għall-plaċenta [4]. Is-sekwestru speċifiku għar-riċetturi ta 'IEs huwa strateġija importanti ta' sopravivenza tal-parassiti, peress li jipprevjeni l-qerda tal-milsa ta 'IEs maturi [2]. IEs pożittivi għal VAR2CSA huma għalhekk fi żvantaġġ ta 'sopravivenza enormi f'ospiti mhux tqal, u l-immunoglobulina G (IgG) speċifika għal VAR2CSA mhix akkwistata qabel l-ewwel tqala [2, 3]. Dan jispjega s-suxxettibilità għolja ta’ nisa tqal (u partikolarment primigavidae) għall-malarja ta’ P. falciparum, anke f’żoni bi trażmissjoni stabbli tal-parassiti, fejn immunità protettiva sostanzjali tinkiseb ħafna qabel ma tilħaq l-età li jista’ jkollhom it-tfal [3]. L-infezzjonijiet ta' P. falciparum fin-nisa tqal huma tabilħaqq spiss iddominati minn parassiti li jesprimu VAR2CSA [5], għalkemm parassiti li jesprimu tipi oħra ta' PfEMP1 (u preżumibbilment sekwestrati barra mill-plaċenta) jinstabu wkoll b'mod komuni [6]. Fuq din il-bażi, nipproponu li jistgħu jiġu definiti 2 tipi fundamentalment differenti ta' malarja fin-nisa tqal. Waħda hija l-malarja tal-plaċenta, li hija kkawżata minn parassiti li jesprimu VAR2CSA u li sseħħ prinċipalment f'nisa ta 'parità baxxa mingħajr immunità protettiva sostanzjali speċifika għal VAR2CSA. It-tip l-ieħor huwa l-malarja kkawżata minn parassiti li jesprimu tipi oħra ta 'PfEMP1 u fejn l-IEs sekwestraw fit-tessuti mhux tal-plaċenta. Dan l-aħħar tip mhuwiex ristrett għal nisa tqal u jista 'jseħħ f'nisa ta' kwalunkwe parità. Sempliċement tirrifletti l-lakuni fl-immunità speċifika tal-varjant (prinċipalment PfEMP1) b'mod ġenerali [7].

B'dawn il-punti f'moħħna, ipotizzajna li rapporti preċedenti ta 'riżoluzzjoni spontanja tal-parasitemija ta' P. falciparum f'nisa tqal fl-Afrika fi ftit jiem mill-ħlas [8, 9] jirriflettu l-għajbien f'daqqa tal-fokus ta 'sekwestrazzjoni ta' IEs pożittivi għal VAR2CSA bħala il-plaċenta titkeċċa waqt il-ħlas.

METODI

Sit ta' Studju u Parteċipanti

L-istudju sar f'5 faċilitajiet tas-saħħa (Abura Dunkwa, Biriwa, Mankessim, Moree, u Saltpond) fir-Reġjun Ċentrali tal-Gana. It-trasmissjoni ta' P. falciparum fiż-żona ta' studju hija stabbli, iżda b'varjazzjoni staġjonali sostanzjali.

Nisa tqal għal żmien qrib, li taw il-kunsens bil-miktub biex jipparteċipaw fl-istudju wara li rċevew informazzjoni orali u bil-miktub dwar l-għanijiet tiegħu, ġew reklutati bejn Novembru 2020 u Frar 2021. Nisa bi kwalunkwe forma ta’ kumplikazzjonijiet tat-tqala ġew esklużi mill-parteċipazzjoni. Għalkemm il-biċċa l-kbira tan-nisa rċevew trattament preventiv intermittenti bħala parti mill-politika attwali tal-kura qabel it-twelid fil-Gana (Tabella Supplimentari 1), l-ebda waħda minnhom ma rċeviet xi forma ta’ trattament kontra l-malarja għat-tul tal-istudju (jiġifieri, minn ftit qabel il-ħlas sa tmiem il- il-parteċipazzjoni tagħhom ftit jiem wara). L-istudju ġie approvat mill-bord ta 'reviżjoni istituzzjonali f'Noguchi Memorial Institute for Medical Research (NMIMR-IRB CPN 005/20-21) u mill-kumitat tal-etika tar-riċerka tas-Servizz tas-Saħħa tal-Ghana (GHS-ERC 005/08/20).

Sejbien u Kwantifikazzjoni ta 'P. falciparum Infezzjoni

Infezzjoni mill-parassiti P. falciparum ġiet determinata b'test dijanjostiku rapidu, permezz ta 'mikroskopija ta' smears tad-demm imtebba 'Giemsa, u b'reazzjoni kwantitattiva tal-katina tal-polimerażi (qPCR) essenzjalment kif deskritt qabel [10, 11], bl-użu tal-kampjuni tad-demm periferali miġbura. DNA estratt minn sitt 10-darbiet ta' dilwizzjonijiet ta' kultura in vitro ta' P. falciparum IT4 ta' ring-stage f'1 fil-mija parasitemija intuża biex tiġi stabbilita kurva standard biex tippermetti l-kwantifikazzjoni qPCR tal-parasitemija.

Analiżi ta' var Gene Trascription

Parasite RNA was preserved in the field and used for quantification of var gene transcript levels essentially as described [11, 12], but using universal 1-step reverse transcription-qPCR (RT-qPCR) kits (E3005X, NEB Inc), a Quant Studio 5 thermal cycler system and fructose-bisphosphate aldolase as endogenous control. Data points were not considered if the cycle threshold (Ct) value for the endogenous control was >30 and/or if the Tm for the var gene amplicon for each pair of primers diverged >2 gradi mill-valur mistenni. L-abbundanza tat-traskrizzjoni ġiet ikkalkulata bl-użu ta' 2-ΔCt, fejn il-medja ΔCt=medja Ctvar primer par - il-medja tal-kontroll Ctendogenous.

Analiżi Statistika

L-assoċjazzjonijiet bejn it-traskrizzjoni var2csa u l-varjabbli kliniċi ġew ittestjati permezz ta 'korrelazzjoni ta' rank ta 'Spearman b'korrezzjoni għal testijiet multipli. Il-korrelazzjoni bejn il-parasitemiji misjuba bil-mikroskopija u bil-PCR ġiet evalwata bit-test ta' korrelazzjoni tal-prodott-mument Pearson. Dejta miksuba f'punti ta 'żmien differenti tqabbel b'analiżi ta' varjanza ta' miżuri ripetuti (RM-ANOVA) jew minn RM-ANOVA fuq ranks (RM-ANOVA-R) kif xieraq, segwit minn ttestjar post hoc għal differenzi f'pari. Is-softwer tal-verżjoni SigmaPlot 14 (Systat Inc) intuża biex janalizza d-dejta, u l-valuri P<.05 were considered significant.

RIŻULTATI

Parteċipanti ta' Studju

Total ta’ 377 mara li taw il-kunsens ġew eżaminati għall-infezzjoni ta’ P. falciparum, waqt li kienu qed jaħdmu. Minn dawn, 15 (4.0 fil-mija ) kienu parassitipożittivi permezz tal-mikroskopija ta 'smear periferali tad-demm tat-tidwib tas-swaba', 24 (6.4 fil-mija) b'test dijanjostiku rapidu, u 50 (13.3 fil-mija) permezz tal-PCR. Fuq il-bażi ta’ dawn ir-riżultati, 17-il mara pożittiva għat-test dijanjostiku rapidu ġew irreġistrati u magħżula għal segwitu fi 8–16 siegħa wara l-kunsinna, 24–48 siegħa wara l-kunsinna, u 48–72 siegħa wara l-kunsinna. L-informazzjoni klinika tal-parteċipanti fl-istudju hija miġbura fil-qosor fit-Tabella Supplimentari 1. Ma kien hemm l-ebda assoċjazzjoni statistikament sinifikanti bejn il-proporzjon ta 'parassiti li jittraskrivu var2csa u kwalunkwe mill-varjabbli kliniċi elenkati.

Tneħħija ta' Parasitemija wara t-twelid

Fil-ħin tat-twassil, il-parteċipanti kollha fl-istudju kienu parasitemiċi bi smear tad-demm u/jew qPCR (Tabella Supplimentari 1). Sa 8 sa 16-il siegħa wara l-kunsinna, il-parasitemija mikroskopikament individwabbli kienet naqset b'mod spontanju (jiġifieri, mingħajr intervent terapewtiku) f'14/17-il nisa (Figura 1A). Sa 24-48 siegħa wara t-twelid, il-parasitemiji kienu naqsu aktar u kienu baxxi ħafna jew ma setgħux jinstabu fil-maġġoranza tan-nisa (P=.03 meta mqabbel ma 'qabel il-ħlas, Friedman RM-ANOVA-R). 24 siegħa oħra wara, in-nisa kollha ħlief 1 kienu mingħajr parasitemija li tinkixef (P=.005 meta mqabbla ma 'qabel il-kunsinna, RM-ANOVA-R). Fir-rigward tal-parasitemiji misjuba mill-PCR (Figura 1B), il-parasitemiji wara t-twelid kienu inqas b'mod sinifikanti b'24-48 siegħa u 48-72 siegħa minn qabel il-kunsinna (P <.001, RM-ANOVA-R). Il-livelli kienu wkoll aktar baxxi b'mod sinifikanti minn 48-72 siegħa wara t-twelid milli minn 8-16 siegħa wara t-twelid (P <.001, RM-ANOVA-R). Parasitemiji stmati bil-mikroskopija u qPCR korrelatati b'mod sinifikanti (P ​​<.001). Din id-dejta tikkonferma rapporti preċedenti ta 'tneħħija rapida u spontanja ta' wara t-twelid ta 'P. falciparum parasitemia fost nisa li jgħixu f'żoni bi trażmissjoni stabbli ta' dan il-parassita [8, 9].

Traskrizzjoni tal-parassiti ta' var Genes

To identify the likely sequestration focus of the IEs detected, we measured parasite transcription of the PfEMP1-encoding var gene groups. Prior to delivery, var2csa, which encodes VAR2CSA-type PfEMP1 mediating placental IE sequestration [2, 3], was the primary transcript (up to >90 fil-mija tat-traskrizzjoni tal-var totali) f'9/17 in-nisa u t-traskrizzjoni tal-var2csa setgħu jiġu skoperti b'kollox (Figura 2 u Figura Supplimentari 1). It-traskrizzjoni tal-ġeni var li mhumiex assoċjati mal-malarja tal-plaċenta kienet għalhekk skoperta (minbarra var2csa) fil-parteċipanti kollha preparattum u ddominata f'xi nisa, skont osservazzjonijiet preċedenti [6].

Il-proporzjon ta 'traskrizzjonijiet var2csa naqas matul is-segwitu ta' wara t-twelid fin-nisa kollha (Figura 2 u Figura Supplimentari 1), b'mod parallel mat-tnaqqis fil-parasitemiji (Figura 1). Għalhekk kien hemm bidla notevoli lil hinn mit-traskrizzjoni ta 'var2csa qabel il-kunsinna lejn traskrizzjoni ta' ġeni var oħra wara t-twelid. L-uniċi eċċezzjonijiet (fost dawk in-nisa fejn id-dejta tat-traskrizzjoni wara t-twelid kienet disponibbli), kienu l-parteċipanti B213, S003, S001, u B201 (Figura 1 Supplimentari). Madankollu, abbażi tal-osservazzjoni li l-parasitemiji ta 'wara t-twelid naqsu wkoll b'mod notevoli fost dawk in-nisa (Figura 1), inqisu li huwa probabbli li bidla korrispondenti 'l bogħod mit-traskrizzjoni ta' var2csa kienet tidher li kieku dejta minn punti ta 'żmien aktar tard kienet disponibbli. B'mod ġenerali, id-dejta hija konsistenti bis-sħiħ ma 'għajbien selettiv ta' IEs pożittivi għal VAR2CSA kif konna ipotetizzati.

DISKUSSJONI

PfEMP1 hija familja ta 'proteini esportati minn parassiti intraerythrocytic P. falciparum lejn il-wiċċ ta' l-IEs, fejn jiffunzjonaw bħala ligandi ta 'adeżjoni għal riċetturi vaskulari ospitanti differenti [2]. Dawn il-ligands huma kkodifikati mill-familja tal-ġene var varjant b'mod klonali b'madwar 60 membru għal kull ġenoma tal-parassita haploid. Il-ġeni huma traskritti u tradotti b'mod reċiprokament esklużiv, u jiżguraw li PfEMP1 wieħed biss jiġi espress fuq il-wiċċ IE fi kwalunkwe ħin partikolari. Madankollu, kull parassita għandu l-potenzjal li jaqleb bejn il-ġeni var differenti tiegħu, li jippermetti bidliet fl-ispeċifiċità tal-adeżjoni tal-IE u l-proprjetajiet antiġeniċi [2].

Il-proteini PfEMP1 jistgħu jiġu raggruppati u sottogruppati skont sett ta 'kriterji strutturali, li jinfluwenzaw il-karatteristiċi funzjonali tagħhom [2]. Għalhekk, il-grupp A PfEMP1 (kodifikat b'madwar tużżana ġene var għal kull ġenoma) jimmedja l-adeżjoni tal-IE ma' riċetturi ospitanti bħal EPCR u ICAM-1, u ġew implikati fil-patoġenesi tal-malarja severa fit-tfulija b'mod ġenerali, u l-malarja ċerebrali b'mod partikolari [2]. B'kuntrast, it-traskrizzjoni ta 'ġeni li jappartjenu għall-grupp B u Ċ tidher li hija assoċjata ma' malarja mhux ikkumplikata u infezzjonijiet bla sintomi. Fl-aħħar nett, PfEMP1 tat-tip VAR2CSA, kodifikat minn ġeni var2csa wieħed jew ftit għal kull ġenoma tal-parassita, huwa funzjonalment u antiġenikament kompletament distint mill-PfEMP1 l-ieħor kollu, u huwa implikat b’mod qawwi fil-patoġenesi ta’, kif ukoll fl-immunità miksuba għal, plaċenta. malarja [2, 3, 13].

Barra minn hekk, il-biċċa l-kbira tal-evidenza disponibbli tindika VAR2CSA bħala l-ligand CSA ewlieni u x'aktarx l-uniku bona fide. Fl-aħħarnett, qabel intwera li l-parasitemija periferali f'nisa tqal b'espożizzjoni għal P. falciparum tul il-ħajja tinkludi, u ħafna drabi hija ddominata minn, IEs li huma pożittivi għal VAR2CSA u għandhom il-fenotip karatteristika ġenerali ta' infezzjonijiet ta' P. falciparum tal-plaċenta [5, 13–. 15]. Fuq din il-bażi, ipotizzajna li l-aktar spjegazzjoni konvinċenti għat-tneħħija spontanja tal-parasitemija f’nisa tqal fi ftit jiem mill-ħlas [8, 9] hija l-qerda selettiva tal-milsa ta’ IEs pożittivi għal VAR2CSA wara t-tkeċċija tal-plaċenta waqt il-kunsinna, li tneħħi b'mod effettiv ir-riċettur tal-adeżjoni konnessi tagħhom.

Ir-riżultati ppreżentati hawn jikkonfermaw it-tneħħija rapida wara t-twelid [8, 9] irrappurtata qabel tal-parasitemija periferali ta 'P. falciparum (Figura 1). Barra minn hekk jappoġġjaw osservazzjonijiet li l-parasitemija periferali fin-nisa tqal Afrikani tinkludi, u ħafna drabi hija ddominata minn, parassiti li jittraskrivu var2- csa [6, 15] (Figura 2 u Figura Supplimentari 1). L-aktar importanti, madankollu, id-dejta tagħna testendi dawn l-osservazzjonijiet preċedenti billi tipprovdi evidenza konvinċenti għall-ewwel darba għal spjegazzjoni mekkanistika għat-tneħħija rapida wara t-twelid ta 'parassiti periferali f'nisa b'immunità miksuba b'mod naturali għall-malarja ta' P. falciparum. Apparti minn differenza numerikament minuri ħafna, u biss fil-fruntiera sinifikanti, fit-traskrizzjoni tal-grupp var A1 (Figura 2 Supplimentari), l-unika bidla ewlenija u statistikament sinifikanti fit-traskrizzjoni tal-ġeni var wara t-twelid kienet traskrizzjoni relattiva mnaqqsa ta 'var2csa (Figura 2B u Supplimentari). Figura 2).

L-istudju tagħna għandu limitazzjonijiet. Id-daqs tal-kampjun huwa żgħir. Dan huwa prinċipalment minħabba l-implimentazzjoni b'suċċess ta 'trattament preventiv intermittenti tal-malarja għal nisa tqal, li għamlet il-malarja tal-plaċenta ferm inqas prevalenti u ħolqot il-ħtieġa tal-iskrinjar ta' ħafna nisa biex isibu parteċipanti eliġibbli. Barra minn hekk, il-faċilitajiet limitati fis-sit tal-istudju tagħna impedixxew il-valutazzjoni diretta tal-ispeċifiċità tar-riċettur tal-adeżjoni tal-IEs miġbura jew il-fenotip immunoloġiku tagħhom. Madankollu, l-evidenza attwali u s-sejbiet preċedenti jikkombinaw bla xkiel.

Bħala konklużjoni, ippreżentajna evidenza li l-għajbien f'daqqa tal-fokus tas-sekwestru ta 'IEs pożittivi għal VAR2CSA meta l-plaċenta tiġi mkeċċija tikkontribwixxi b'mod sinifikanti għat-tneħħija rapida u spontanja ta' wara t-twelid ta 'P. falciparum parasitemia f'nisa b'espożizzjoni naturali għal dawn il-parassiti. Il-parassiti li jittraskrivu ġeni vararji oħra u li juru PfEMP1 tat-tip mhux VAR2CSA fuq il-wiċċ tal-IE ħafna drabi ma jistgħux jirnexxu u jikkawżaw mard fl-adulti f'żoni endemiċi, minħabba l-immunità protettiva speċifika tal-PfEMP1-għall-malarja miksuba fit-tfulija [2] . Is-sopravivenza kontinwa ta' IEs mhux VAR2CSA wara t-twelid tista' tiġi kompromessa aktar minn proċessi fiżjoloġiċi assoċjati mal-ħlas bħal risponsi immuni proinfjammatorji. Fl-aħħarnett, konsum mhux żvelat ta 'mediċini kontra l-malarja immedjatament qabel il-kunsinna jista' konċepibbilment jikkontribwixxi. Hi x'inhi r-raġuni, il-parasitemija naqset b'mod notevoli wara t-twelid f'xi nisa, fejn il-parassiti var2csatranscribing kienu jikkostitwixxu biss minoranza tal-parasitemija ta' qabel il-kunsinna, u din is-sejba jistħoqqilha aktar studju. L-istudju tagħna jsostni r-rwol ewlieni ta 'PfEMP1 fl-immunità miksuba għall-malarja b'mod ġenerali, u speċifikament ta' VAR2CSA fil-patoġenesi u l-immunità tal-malarja tal-plaċenta.

Dejta Supplimentari

Materjali supplimentari huma disponibbli fuq The Journal of Infectious Diseases online. Li jikkonsisti f'dejta pprovduta mill-awturi għall-benefiċċju tal-qarrej, il-materjali mibgħuta mhumiex ikkupjati u huma r-responsabbiltà unika tal-awturi, għalhekk il-mistoqsijiet jew il-kummenti għandhom jiġu indirizzati lill-awtur korrispondenti.

Noti

Kontribuzzjonijiet tal-awtur.

NGA, MPQ, MFO, u LH ikkontribwew għall-konċepiment u d-disinn tal-istudju. NGA wettaq ġbir ta 'kampjuni. NGA, MPQ, u LH wettqu analiżi tad-dejta. NGA, MPQ, u LH ħejjew il-manuskritt. L-awturi kollha qraw u approvaw il-verżjoni finali tal-manuskritt.

Rikonoxximenti.

Aħna grati lin-nisa kollha li qablu li jipparteċipaw fl-istudju tagħna. Nirringrazzjaw ukoll lill-qwiebel, it-tobba, l-assistenti tat-tobba, u l-infermiera kollha fid-diversi faċilitajiet tas-saħħa għall-għajnuna tagħhom fil-ġbir tal-kampjuni.

Ċaħda.

Il-finanzjaturi ma kellhom l-ebda rwol fid-disinn tal-istudju, il-ġbir u l-analiżi tad-dejta, id-deċiżjoni li jippubblikaw, jew il-preparazzjoni tal-manuskritt. Il-finanzjament biex jitħallsu l-ħlasijiet tal-pubblikazzjoni Aċċess Miftuħ għal dan l-artikolu ġie pprovdut minn Danida.

Appoġġ finanzjarju.

Dan ix-xogħol kien appoġġjat minn Danida (numru ta' għotja 17-02-KU għall-proġett MAVARECA-II), inkluż studenta ta' PhD lil NGA L-Aġenzija Eżekuttiva tar-Riċerka tal-Kummissjoni Ewropea appoġġat MPQ (numru ta' għotja 101028915, Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship 2020 , proġett PAMSEQ).

Konflitti ta' interess potenzjali.

L-awturi kollha: L-ebda kunflitt ta' interess irrappurtat. L-awturi kollha ssottomettew il-Formola tal-ICMJE għall-Iżvelar ta' Kunflitti ta' Interess Potenzjali. Ġew żvelati kunflitti li l-edituri jqisu rilevanti għall-kontenut tal-manuskritt.

Referenzi