$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Pomimo postępów w opracowywaniu leków i badaniach nad zapobieganiem i leczeniem malarii, globalne obciążenie chorobami malarii pozostaje wysokie. Każdego roku ponad pół miliona ludzi umiera na malarię, przy czym najwyższy poziom śmiertelności obserwuje się wśród dzieci żyjących w regionach endemicznych dla malarii, takich jak Afryka Subsaharyjska1. Malaria jest wywoływana przez pasożyta Plasmodium, który jest przenoszony na ludzi poprzez ukąszenia samic komarów Anopheles przenoszących pasożyta w gruczołach ślinowych. Stadium zakaźne Plasmodium - sporozoity - odkładają się w skórze kręgowców gospodarzy podczas posiłku z krwi i przemieszczają się przez krwioobieg, aby zainfekować komórki wątroby, gdzie przechodzą obowiązkowy rozwój (stanowiący malarię przederytrocytową) przed zakażeniem erytrocytów. Zakażenie erytrocytów inicjuje stadium malarii we krwi i jest odpowiedzialne za całokształt zachorowalności i śmiertelności związanej z chorobą2,3.
Obligatoryjny charakter przederytrocytarnego rozwoju Plasmodium sprawił, że stał się on atrakcyjnym celem dla profilaktycznych wysiłków związanych z opracowywaniem szczepionek i leków4. Warunkiem wstępnym do badania biologii malarii przederytrocytarnej, a także opracowywania szczepionek lub leków ukierunkowanych na stadium wątrobowe, jest dostęp do sporozoitów Plasmodium. Co więcej, nasza zdolność do generowania genetycznie modyfikowanych sporozoitów Plasmodium odegrała zasadniczą rolę w sukcesie takich przedsięwzięć badawczych5,6,7,8,9. Transgeniczne linie Plasmodium wykazujące ekspresję fluorescencyjnych lub luminescencyjnych białek reporterowych pozwoliły nam śledzić ich rozwój in vivo i in vitro10,11. Genetycznie atenuowane pasożyty (GAP), powstałe w wyniku delecji wielu genów w Plasmodium, są również jednymi z najbardziej obiecujących kandydatów na szczepionki12,13.
Modele malarii gryzoni i naczelnych innych niż ludzie pomogły nam zrozumieć mechanizmy interakcji gospodarz-pasożyt w ludzkiej malarii ze względu na podobieństwa w biologii i cyklu życia między gatunkami Plasmodium14. Wykorzystanie gatunków Plasmodium, które infekują gryzonie, ale nie ludzi (np. P. berghei) pozwala na utrzymanie pełnego cyklu życiowego pasożyta i wytwarzanie zakaźnych sporozoitów do badania malarii w stadium wątrobowym w kontrolowanym otoczeniu na poziomie bezpieczeństwa biologicznego 1. Istnieje już wiele oddzielnych protokołów dla generowania transgenicznych pasożytów Plasmodium w stadium krwi15, infekcji komarów16 i izolacji sporozoitów17. W tym miejscu przedstawiamy kompleksowy protokół łączący te metodologie w celu wygenerowania i wyizolowania transgenicznych sporozoitów P. berghei, na przykładzie nowego transgenicznego szczepu PbGFP11. PbGFP11 transportuje 11. nić β superfolderowego białka zielonej fluorescencji (GFP), GFP11, do parazytoforycznej wakuoli (PV) wytwarzanej w hepatocytach gospodarza. PbGFP11 stosuje się w połączeniu z transgenicznymi hepatocytami (tło Hepa1-6) wykazującymi ekspresję reszt, które stanowią fragment GFP 1-10 (GFP 1-10) w cytoplazmie (komórki Hepa GFP 1-10). PbGFP11 informuje o lizie PV w hepatocytach gospodarza poprzez samokomplementację i reformację funkcjonalnego GFP oraz sygnału zielonej fluorescencji18. Warto zauważyć, że GFP11 jest kodowany jako seria siedmiu sekwencji tandemowych w PbGFP11 w celu wzmocnienia wynikowego sygnału fluorescencji. Po zabarwieniu sporozoitów PbGFP11 barwnikiem cytoplazmatycznym CellTrace Violet (CTV) możemy śledzić pasożyty. Liza takich wewnątrzkomórkowych pasożytów barwionych CTV sama w sobie powoduje wyciek CTV do cytoplazmy komórki gospodarza i zabarwienie komórki gospodarza. Oprócz wizualizacji i rozróżniania lizy Plasmodium PV i/lub pasożyta w hepatocytach gospodarza, system ten może być niezawodnie wykorzystywany do badania szlaków immunologicznych odpowiedzialnych za każdy z tych procesów, poprzez genetyczne lub terapeutyczne zaburzenia składników molekularnych takich szlaków.