[論文レビュー] Immunity to Plasmodium knowlesi H strain malaria in olive baboons

Barasa Mustafa, Maamun Jenneby+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 16, 2012

Malaria Research and Control参考文献 14被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、オリーブザルにおける*Plasmodium knowlesi* H株マラリアに対する免疫応答を調査し、急性感染がプロインフレマトリー接着性サイトコイニン（IFN-γ、TNF-α、IL-6）の上昇と、抗炎症性サイトコイニン（IL-10、IL-4、IL-12）および抗体（IgG、IgM）の減少に関連していることを明らかにした。これらの発見により、宿主応答における免疫学的類似性から、オリーブザルはヒトマラリアの関連する前臨床モデルであることが示された。

ABSTRACT

Malaria disease is a major global health and economic development threat. It results in approximately 2.7 million deaths annually. There is currently no vaccine that has been licensed for use against malaria. Studies in animal models, especially non-human primates can lead to the revelation of possible immunological mechanisms that can lead to protection or predisposition of the host to malaria. Plasmodium knowlesi, a simian and human malaria parasite, is an attractive experimental parasite for malaria research since it can infect olive baboons (Papio anubis), non-human primates that have similar host-pathogen interactions to humans. This study was carried out to determine host immunological profiles provoked in olive baboons during the course of an infection with Plasmodium knowlesi. A total of eight adult baboons were intravenously inoculated with overnight cultured blood stage P. knowlesi H strain parasites. Five of these baboons became acutely infected while the other three became chronically infected. The immunological basis of this dual outcome of the infection was determined by measuring circulating cytokine (T helper 1 and T helper 2) and antibody (immunoglobulin G and immunoglobulin M) responses elicited in the infected baboons on a weekly basis by Enzyme Linked Immunosorbent Assay (ELISA) for up to six weeks post infection. Generated data for the first time indicated that acute P. knowlesi malaria is accompanied by increased concentrations of interferon gamma (IFN gamma), tumour necrosis factor alpha (TNF alpha) and IL 6 and reduced levels of circulating interleukin 10 (IL 10), IL 4, IL 12, immunoglobulin G (IgG) and IgM in the baboon host. These results are largely agreeable with data from human studies, thereby increasing the relevance of the olive baboon - P. knowlesi experimental infection system for future malaria studies.

研究の動機と目的

• オリーブザルにおける*Plasmodium knowlesi* H株感染に伴う宿主の免疫学的プロファイルを特徴づけること。
• 急性感染と慢性感染のザルにおける免疫応答を比較し、保護または病態進行の相関因子を同定すること。
• オリーブザル-*P. knowlesi*モデルのヒトマラリア免疫学への翻訳的意義を評価すること。
• 感染後におけるTヘルパー1（Th1）およびTヘルパー2（Th2）サイトコイニン、および免疫グロブリン応答の動的変化を測定すること。
• 今後のマラリアワクチンおよび治療法開発のための本モデルの可能性を評価すること。

提案手法

• 8頭の成体オリーブザルに、*P. knowlesi* H株の血清期寄生虫を静脈内に接種した。
• 感染後6週間まで週1回の血液採取を行い、免疫パラメータをモニタリングした。
• 酵素連動免疫測定法（ELISA）を用いて、サイトコイニン（IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-10、IL-4、IL-12）および抗体（IgG、IgM）の循環レベルを定量した。
• 臨床的および寄生虫学的結果に基づき、動物を急性感染群または慢性感染群に分類した。
• 急性感染群と慢性感染群の間で免疫応答を比較し、免疫学的差を同定した。
• 感染期間中のプロインフレマトリーおよび抗炎症性メディエーターのパターンを同定するためにデータを解析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オリーブザルにおける*P. knowlesi*感染の急性期と慢性期に、Th1およびTh2サイトコイニン応答にどのような動的変化が見られるか？
• RQ2 *P. knowlesi* H株感染に対するIgGおよびIgM抗体のレベルは、時間の経過とともにどのように変化するか？
• RQ3 急性感染と慢性感染のザルを区別する immunological 差は何か？
• RQ4 本ザルモデルにおける免疫プロファイルは、ヒトマラリア患者で観察されるものとどの程度類似しているか？
• RQ5 オリーブザル-*P. knowlesi*系は、ヒトマラリア免疫を研究するための信頼できる前臨床モデルとして機能できるか？

主な発見

• オリーブザルにおける*P. knowlesi*マラリアの急性期は、インターフェロン-γ（IFN-γ）、腫瘍壊死接着性因子-アルファ（TNF-α）、インターリーキン-6（IL-6）の著しい上昇と関連していた。
• 慢性感染は、急性期と比較してIL-6の持続的上昇と、プロインフレマトリー接着性サイトコイニンの低下と関連していた。
• 急性感染期には、免疫調節性インターリーキン-10（IL-10）の循環レベルが顕著に低下していた。
• 急性感染ザルでは、IL-4およびIL-12を含むTh2サイトコイニンの有意な低下が観察された。
• IgGおよびIgMの両方の免疫グロブリンレベルは、急性感染期に低下しており、体液性免疫の抑制を示唆していた。
• 急性感染ザルの免疫プロファイルは、ヒトマラリア患者で観察されるパターンと密接に類似しており、本モデルの翻訳的意義を支持していた。