Plasmodium sporozoïeten zijn het infectieuze stadium van de malariaparasieten in de muggen. De sporozoïeten worden via muggenbeten bij de mens afgeleverd. Bij de mug vormen de sporozoïeten zich eerst in de oöcysten op de middendarmwand. Eenmaal klaar, worden ze vrijgelaten in de hemocoel en reizen ze naar de speekselklieren van muggen. Daar rijpen ze en worden ze klaar voor overdracht op mensen tijdens bloedvoeding. Bij mensen worden de sporozoïeten afgezet in de dermis. Vervolgens komen ze het bloedvat binnen en reizen ze langs de bloedcirculatie om de lever te bereiken om een infectie in de hepatocyten vast te stellen 1,2.
Er zijn drie verschillende methoden gebruikt om sporozoietinfectie van de speekselklieren van muggen vast te stellen. De eerste methode is de dissectie van de speekselklieren, gevolgd door direct onderzoek van sporozoïeten onder een lichtmicroscoop. Deze methode is de gouden standaard voor het detecteren en kwantificeren van sporozoïeten in de speekselklieren van Anopheles-muggen 3. Het vereist echter een technicus die goed is opgeleid in zowel dissectie als microscopisch onderzoek. Bovendien kan het niet worden gebruikt om Plasmodium-soorten en CSP-subtypering (voor P. vivax) te bepalen4,5. De tweede methode maakt gebruik van polymerasekettingreactie (PCR) om Plasmodium-DNA in het bovenste deel van het muggenlichaam te detecteren6. Gezien de specificiteit van PCR zijn zowel soorten als subtypering van de parasiet mogelijk 7,8,9,10. Hoewel PCR steeds vaker wordt gebruikt, vereist het relatief dure apparatuur en goed opgeleid personeel. De laatste methode, de ELISA om het Plasmodium-specifieke circumsporozoiet-eiwit (CSP) te detecteren, is al drie decennia de steunpilaar 11,12,13. CSP is aanwezig in zowel oöcystsporozoïeten als speekselkliersporozoïeten 12,14. Met behulp van specifieke antilichamen maakt deze methode het mogelijk om Plasmodium-soorten te identificeren en CSP-subtypering van P. vivax sporozoïeten te bepalen. De grondgedachte voor deze test is de vereiste van een eenvoudige high-throughput assay om een groot aantal wilde muggen te onderzoeken om de overdracht van malaria te begrijpen (d.w.z. het sporozoietinfectiepercentage te bepalen).
De ELISA-methode heeft twee belangrijke voordelen ten opzichte van microscopisch onderzoek. Ten eerste kunnen onderzoekers muggenmonsters bewaren totdat ze klaar zijn voor monsterverwerking. Ten tweede kan de ELISA-methode worden gebruikt om Plasmodium-soorten te differentiëren door middel van soortspecifieke monoklonale antilichamen. Bovendien kan ELISA een groter aantal muggen herbergen, waardoor een veel hogere doorvoer mogelijkis 15. Vergeleken met PCR, dat sporozoiet-DNA detecteert, kost de ELISA-procedure meer tijd, maar minder16. De hier beschreven ELISA-test is ontwikkeld om de infectiviteit van muggen te bepalen en CSP van P. falciparum en elk van de twee CSP-varianten van P. vivax, VK210 en VK247, afzonderlijk te detecteren. Deze ELISA-methode is in veel onderzoeken gebruikt om de seizoensgebonden dynamiek van muggeninfectie te bepalen en de soorten van de belangrijkste malariavectoren in het veld te identificeren 12,13,17,18. Om deze test uit te voeren, volstaat een standaard laboratorium dat is uitgerust met een ELISA-plaatlezer.
De algemene aanpak is samengevat in figuur 1. In deze sandwich ELISA wordt het primaire (capture) monoklonale antilichaam (mAb) dat specifiek is voor elke Plasmodium-soort /subtype eerst gebruikt om de ELISA-plaat te coaten. Elke plaat is gecoat met een enkele capture mAb. De functie van de mAb is om het overeenkomstige CSP-antigeen in de muggenhomogenaten op te vangen. Na het afvangen van antigeen en het wassen van platen, wordt een tweede CSP-specifiek antilichaam gelabeld met peroxidase gebruikt om de aanwezigheid van CSP gebonden aan de vangst-mAb te detecteren. De chemische reactie die door peroxidase wordt gekatalyseerd, resulteert in kleurontwikkeling in putten die positief zijn voor CSP.