Human co-infection is difficult to replicate in vitro. However, human malaria parasites can readily be cultured in vitro, as can freshly isolated human peripheral blood mononuclear cells naturally infected with HIV. This provides an excellent model for studying early immune responses to malaria parasites in the context of HIV co-infection.
Malaria and HIV co-infection is a growing health priority. However, most research on malaria or HIV currently focuses on each infection individually. Although understanding the disease dynamics for each of these pathogens independently is vital, it is also important that the interactions between these pathogens are investigated and understood.
We have developed a versatile in vitro model of HIV-malaria co-infection to study host immune responses to malaria in the context of HIV infection. Our model allows the study of secreted factors in cellular supernatants, cell surface and intracellular protein markers, as well as RNA expression levels. The experimental design and methods used limit variability and promote data reliability and reproducibility.
All pathogens used in this model are natural human pathogens (Plasmodium falciparum and HIV-1), and all infected cells are naturally infected and used fresh. We use human erythrocytes parasitized with P. falciparum and maintained in continuous in vitro culture. We obtain freshly isolated peripheral blood mononuclear cells from chronically HIV-infected volunteers. Every condition used has an appropriate control (P. falciparum parasitized vs. normal erythrocytes), and every HIV-infected donor has an HIV uninfected control, from which cells are harvested on the same day. This model provides a realistic environment to study the interactions between malaria parasites and human immune cells in the context of HIV infection.
सह-संक्रमण, कई समवर्ती संक्रमण के साथ संक्रमण, प्राकृतिक वातावरण में आदर्श है। सह-संक्रमण रोग विकृति पर और प्रत्येक संक्रमण के नैदानिक प्रबंधन पर एक बड़ा प्रभाव हो सकता है। सह-संक्रमण, टीका और दवा प्रभावकारिता, साथ ही नैदानिक परीक्षण के संदर्भ में, नकारात्मक असर हो सकता है (1 में समीक्षा)। हालांकि, इसके महत्व के बावजूद, रोगज़नक़ अनुसंधान के बहुमत केवल एकल में संक्रमण समझता है।
मलेरिया और एचआईवी -1 (एचआईवी) विश्व स्तर पर रुग्णता और मृत्यु दर के कारणों का नेतृत्व कर रहे हैं। 10 – मलेरिया और एचआईवी स्थानिकता क्षेत्रों सह-संक्रमण के खतरे में लोगों के लाखों लोगों की डाल रहा है और इसके परिणामस्वरूप अधिक गंभीर नैदानिक रोग 2 के लिए खतरे में, एक व्यापक भौगोलिक ओवरलैप साझा करें। दो रोगों नकारात्मक बातचीत। एचआईवी संक्रमित व्यक्तियों, उच्च एचआईवी वायरल लोड और सीडी 4+ टी कोशिकाओं की गिनती में अस्थायी कम हो जाती है में है, जबकि एक मलेरिया संक्रमण के दौरान देखा जा सकता हैमलेरिया परजीवी बोझ और नैदानिक और गंभीर मलेरिया के जोखिम को सह-संक्रमित व्यक्तियों 2,3,5,7,8,10 में अधिक है। एचआईवी मलेरिया की गंभीरता बढ़ जाती है जिसके द्वारा तंत्र को पूरी तरह समझ में आ रहा है और आगे की जांच का वारंट नहीं कर रहे हैं।
यहाँ हम इन विट्रो में अध्ययन किया जा सकता है, जो मलेरिया और एचआईवी सह-संक्रमण से एक विधि का वर्णन है। विशेष रूप से, इस विधि एचआईवी संक्रमण के संदर्भ में मलेरिया-विशिष्ट प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया की परीक्षा के लिए अनुमति देता है। हमारी प्रोटोकॉल सुसंस्कृत पी चिरकाल एचआईवी संक्रमित दाताओं से और इन विट्रो में पृथक हौसले से पृथक परिधीय रक्त कोशिकाओं mononuclear का उपयोग कर एक बहुमुखी सह संस्कृति प्रणाली (PBMCs) का वर्णन फाल्सीपेरम एरिथ्रोसाइट्स (PfRBC) parasitized। इन प्रतिक्रियाओं पर एचआईवी एंटीरेट्रोवाइरल थेरेपी का प्रभाव भी एचआईवी (+) दाताओं से पहले और बाद चिकित्सा से भावी एकत्र PBMCs का उपयोग कर जांच की जा सकती है।
हम एचआईवी संक्रमण के प्रभाव की जांच करने के लिए इस प्रणाली का इस्तेमाल किया हैमलेरिया-विशिष्ट सहज प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया पर 11,12, और एन.के. कोशिकाओं में प्रभावित कर रहे हैं कि मलेरिया-विशिष्ट IFNγ और टीएनएफ प्रतिक्रियाओं का निर्धारण करने में सक्षम थे, एचआईवी (+) दाताओं से पहले और बाद एचआईवी एंटीरेट्रोवाइरल थेरेपी से NKT कोशिकाओं, γδ टी कोशिकाओं । इसके अतिरिक्त, हम monocytic कार्य भी एचआईवी (+) दाताओं में प्रभावित कर रहे हैं कि निर्धारित करते हैं, लेकिन बाद के एचआईवी एंटीरेट्रोवाइरल थेरेपी ठीक करने के लिए इस प्रणाली का उपयोग करने में सक्षम थे।
हमारी प्रोटोकॉल सबसे वास्तविक इन विट्रो में एचआईवी-मलेरिया सह-संक्रमण का अध्ययन करने के क्रम में अनुकूलित किया गया है। सबसे पहले, ताजा मानव लाल रक्त कोशिकाओं और सीरम मलेरिया परजीवी संस्कृति के लि?…
The authors have nothing to disclose.
C.A.M.F. and L.S. participated in protocol design, acquisition and analysis of data, and drafting of the article.
The authors wish to thank Dr. Kain, Dr. Loutfy, Dr. Wasmuth, and Dr. Ayi for their contributions.
C.F. was supported by a CTN/Ontario HIV Treatment Network (OHTN) postdoctoral fellowship. L.S. is supported by an OHTN Junior Investigator Development Award. The present work was supported by a Canadian Institutes of Health Research (CIHR) operating grant (MOP-13721 and 115160), and a CIHR New Investigator Catalyst grant.
alanine | Sigma | A7377 | |
antibodies (see other table) | |||
BD Cytofix/Cytoperm with BD GolgiPlug | BD | 555028 | includes brefeldin A, cytofix/cytoperm buffer and perm/wash buffer |
BD Vacutainer ACD Solution A | BD | 364506 | |
BD Vacutainer Sodium Heparin | BD | 17-1440-02 | |
DPBS (no calcium, no magnesium) | Corning | 21-031-CV | |
Fetal Bovine Serum | Sigma | F1051 | heat inactivate before use |
Ficoll-Paque PLUS | GE Healthcare | 17-1440-02 | |
gentamycin (10mg/ml) | Gibco | 15710-064 | |
Hema3 Staining Set | Fisher | 122-911 | |
HEPES | Fisher | BP310-500 | |
hypoxanthine | Sigma | H9636 | |
Ionomycin | Sigma | I3909 | |
MEM non-essential amino acids (10mM) | Gibco | 11140 | |
PMA | Sigma | P8139 | |
RPMI-1640 powder | Life-Technologies | 31800-022 | |
RPMI-1640 with L-glutamine and HEPES | Thermo Scientific | SH30255.01 | |
sodium bicarbonate (powder, cell culture) | Sigma | S5761 | |
Sodium Pyruvate (100mM) | Gibco | 11360 | |
Tris (Trizma base) | Sigma | T6066 | |
Trizol | Ambion | 15596018 | |
Trypan Blue (0.4%) | Gibco | 15250-061 | |
BD CompBead | BD | 552843, 552845 | depends on antibodies used |
Parasite Gas Mixture | By special order | 3% CO2, 1% O2, balance N2 |