[論文レビュー] Characterisation of placental malaria in olive baboons (Papio anubis) infected with Plasmodium knowlesi H strain

Barasa Mustafa, Gicheru Muita Michael+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 14, 2012

Malaria Research and Control参考文献 13被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、オリーブザル（Papio anubis）を用いて、Plasmodium knowlesi H株で感染させた非ヒト霊長類モデルを確立し、胎盤にマラリアパラサイトが蓄積されることを示した。このモデルは、成人の胎盤マラリアの主要な特徴、すなわちパラサイト血症および組織病理学的変化を再現しており、ヒト研究における倫理的・運用的制約がない翻訳的・臨床的応用のためのシステムを提供する。

ABSTRACT

Pregnant women have increased susceptibility to malaria infection. In these women, malaria parasites are frequently found sequestered in the placental intervillous spaces, a condition referred to as placental malaria (PM). Placental malaria threatens the health of the mother and the child's life by causing still births and reduction in gestational age. An estimated 24 million pregnant women in Sub-Saharan Africa are at risk. Mechanisms responsible for increased susceptibility in pregnant women are not fully understood. Pregnancy malaria studies have been limited by the lack of a suitable animal model. This research aimed to develop a baboon (Papio anubis) model for studying PM. The pregnancies of three adult female baboons were synchronized and their gestational levels confirmed by ultrasonography. On the 150th day of gestation the pregnant baboons were infected with Plasmodium knowlesi H strain parasites together with four nulligravid control baboons. Parasitaemia was monitored from two days post inoculation until the 159th day of gestation when caesarean section was done on one baboon in order to obtain the placenta. Two baboons aborted their conceptus. Smears prepared from placental blood demonstrated the presence of Plasmodium knowlesi parasites in all the three sampled placentas. These new findings show that P. knowlesi sequesters in the baboon placenta. In addition, this study has characterized haemoglobin, eosinophil, Immunoglobulin G and Immunoglobulin M profiles in this model. Thus a non human primate (baboon) model for studying PM has been established. The established baboon - P. knowlesi model for studying human placental/pregnancy malaria now offers an opportunity for circumventing the obstacles experienced during human studies like having inadequate tissue for analysis, inaccurate estimation of gestational age, moral, ethical and financial limitations.

研究の動機と目的

• 妊婦における流産および早産を引き起こす胎盤マラリア（PM）を研究するための非ヒト霊長類モデルを開発すること。
• ヒトの胎盤における蓄積を模倣する、制御可能で倫理的に実行可能なシステムでPMの病態を調査すること。
• P. knowlesiに感染した妊婦ザルにおける血液学的および免疫学的プロファイル（例：Hb、IgG、IgM、好酸球）を特徴づけること。
• 組織の不足、妊娠期間の不正確な推定、倫理的制約といったヒト研究の限界を克服すること。

提案手法

• 3頭の成熟したオリーブザル雌において、超音波診断により妊娠の同期化が確認された。
• 妊娠150日目に、ザルはPlasmodium knowlesi H株に感染させられ、感染後2日目からパラサイト血症がモニタリングされた。
• 159日目の妊娠で1頭のザルに対して帝王切開が施行され、胎盤組織が採取された。
• 胎盤塗抹標本が作成され、顕微鏡的観察でマラリアパラサイトの存在が確認された。
• 本研究を通じて、ヘモグロビン、好酸球数、および血清免疫グロブリンGおよびMレベルが測定された。
• 免疫および血液学的反応を比較するため、4頭の初産婦でない対照群ザルが含まれた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オリーブザルの胎盤間隔内腔に、ヒトと同様にPlasmodium knowlesi H株が蓄積するか？
• RQ2 ザルモデルは、ヒト胎盤マラリアの主な病理学的および免疫学的特徴を的確に再現できるか？
• RQ3 P. knowlesi感染に伴い、妊婦ザルにおけるヘモグロビン、好酸球、IgG、IgMレベルにどのような変化が生じるか？
• RQ4 妊娠期間の正確さおよび組織の入手可能性という点で、このモデルはヒト研究とどのように比較できるか？

主な発見

• 検査された3例の胎盤塗抹標本すべてにPlasmodium knowlesiパラサイトが検出され、感染ザルの胎盤間隔内腔における蓄積が確認された。
• 感染した3頭のうち2頭が流産を経験し、感染と関連する重度の妊娠合併症が示された。
• 感染後2日目からパラサイト血症が検出され、帝王切開が施行された159日目までの間、持続的な感染が確認された。
• ヘモグロビン、好酸球、IgG、IgMレベルに顕著な変化が認められ、感染動物における免疫活性化および貧血が示唆された。
• 本モデルは、ヒト胎盤マラリアの主要な特徴、すなわちパラサイトの蓄積および悪性な妊娠結果を的確に再現した。
• 本研究は、胎盤マラリアの病態および免疫反応を調査するための実用的で倫理的に実行可能なヒト研究の代替手段を提供する。