$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Несмотря на успехи в разработке лекарств и научных исследованиях в области профилактики и лечения малярии, глобальное бремя малярии остается высоким. Ежегодно от малярии умирает более полумиллиона человек, при этом самые высокие уровни смертности наблюдаются среди детей, живущих в эндемичных по малярии регионах, таких как страны Африки к югу отСахары1. Малярия вызывается паразитом Plasmodium, который передается человеку через укусы самок комаров рода Anopheles, несущих паразита в своих слюнных железах. Инфекционная стадия плазмодия — спорозоиты — откладываются в коже позвоночных во время трапезы с кровью и путешествуют по кровотоку, чтобы заразить клетки печени, где они претерпевают обязательное развитие (составляющие преэритроцитарную малярию) до заражения эритроцитов. Инфекция эритроцитов инициирует стадию малярии в крови и ответственна за всю заболеваемость и смертность, связанные с этой болезнью 2,3.
Облигатный характер преэритроцитарного развития Plasmodium сделал его привлекательной мишенью для профилактических усилий по разработке вакцин и лекарств4. Обязательным условием для изучения биологии преэритроцитарной малярии, а также разработки вакцин или препаратов, нацеленных на стадию печени, является доступ к спорозоитам Plasmodium. Кроме того, наша способность генерировать генетически модифицированные спорозоиты Plasmodium сыграла важную роль в успехе таких исследований 5,6,7,8,9. Трансгенные линии плазмодия, экспрессирующие флуоресцентные или люминесцентные репортерные белки, позволили проследить их развитие in vivo и in vitro10,11. Генетически ослабленные паразиты (GAP), образующиеся в результате делеции нескольких генов в плазмодии, также являются одними из наиболее перспективных вакцин-кандидатов12,13.
Модели малярии грызунов и приматов помогли нам понять механизмы взаимодействия паразита-хозяина при малярии человека из-за сходства в биологии и жизненном цикле видов Plasmodium 14. Использование видов Plasmodium, которые заражают грызунов, но не человека (например, P. berghei), позволяет поддерживать полный жизненный цикл паразита и генерировать инфекционные спорозоиты для изучения малярии на стадии печени в контролируемых условиях с уровнем биобезопасности 1. В настоящее время существует множество отдельных протоколов для получения трансгенных паразитов Plasmodium 15 стадии крови, заражения комаров16 и выделения спорозоитов17. В этой статье мы излагаем комплексный протокол, объединяющий эти методологии для получения и изоляции трансгенных спорозоитов P. berghei, используя в качестве примера новый трансгенный штамм PbGFP11. PbGFP 11 транспортирует 11-ю β-цепочку супер-папки зеленого флуоресцентного белка (GFP), GFP11, в паразитофорную вакуоль (PV), образующуюся в гепатоцитах хозяина. PbGFP 11 используется совместно с трансгенными гепатоцитами (фон Hepa1-6), экспрессирующими остатки, составляющие фрагмент GFP 1-10 (GFP 1-10) в цитоплазме (клетки Hepa GFP 1-10). PbGFP11 сообщает о лизисе ФВ в гепатоцитах хозяина посредством самокомплементаризации и переформирования функционального GFP и зеленого флуоресцентного сигнала18. Следует отметить, что GFP 11 кодируется как серия из семи тандемных последовательностей в PbGFP11 для усиления результирующего флуоресцентного сигнала. Окрашивая спорозоиты PbGFP11 цитоплазматическим красителем CellTrace Violet (CTV), мы можем отследить паразитов. Лизис таких CTV-окрашенных внутриклеточных паразитов сам по себе приводит к утечке CTV в цитоплазму клетки-хозяина и окрашиванию клетки-хозяина. В дополнение к визуализации и дифференциации лизиса Plasmodium PV и/или паразита в гепатоцитах хозяина, эта система может быть надежно использована для изучения иммунных путей, ответственных за любой из этих процессов, посредством генетического или терапевтического возмущения молекулярных компонентов таких путей.