Sıtma, insanlık tarihini derinden şekillendiren eski bir hastalıktır. Yalnızca 2023'te 85 endemik ülkede 263 milyon vaka bildirildi ve 597.000 ölümle sonuçlandı1. Hastalığa, Apicomplexa filumuna ait Plasmodium cinsinin protozoan parazitleri neden olur. İnsanları enfekte eden beş tür arasında - P. falciparum, P. vivax, P. knowlesi, P. ovale ve P. malariae - P. falciparum ve P. vivax vakaların çoğunu oluşturur. P. falciparum şiddetli sıtma ile ilişkilidir ve Afrika'da baskındır, oysa P. vivax en geniş coğrafi dağılıma sahiptir ve Güney Amerika ve Asya'da daha yaygındır2.
İki konak boyunca birden fazla gelişim aşamasını içeren Plasmodium yaşam döngüsünün karmaşıklığı, endemik bölgelerde iletimini ve kalıcılığını kolaylaştırır3. Bu döngüdeki kritik bir adım, insanlardan sivrisinek vektörüne geçiştir ve bu da onu müdahale için kilit bir hedef haline getirir. Bulaşma, merozoitler erkek ve dişi gametositlere farklılaştıkça Plasmodium cinsel evrelerinin geliştiği insan konakçıda başlar. Bir sivrisinek tarafından yutulduktan sonra, çevresel ipuçları gametosit aktivasyonunu ve gamet oluşumunu tetikleyerek orta bağırsak lümeninde döllenmeye yol açar. Elde edilen zigot, orta bağırsak epitelini aktif olarak istila eden ve bazal lamina içinde bir ookiste dönüşen hareketli bir ookinte farklılaşır. Ookistin içinde binlerce sporozoit üretilir ve daha sonra hemolenf içine salınır ve tükürük bezlerine göç etmelerine izin verir. Orada, sporozoitler asiner hücreleri istila eder ve sivrisinek bir sonraki kan yemeğini alana kadar kaldıkları bez lümenine hareket eder ve paraziti insan derisine iletir4.
Mevcut ilaçların sınırlamaları ve antimalaryallere karşı artan direnç göz önüne alındığında, yeni iletim engelleme (TB) stratejilerinin araştırılması kritik öneme sahiptir5. Sivrisinek enfeksiyonları, manuel mikroskobik analiz veya radyoaktif hipoksantin dahil etme gibi geleneksel tarama yöntemleri emek yoğundur, standartlaştırılması zordur ve yüksek verimli uygulamalar için uygun değildir 6,7. Floresan tabanlı tespiti (örneğin, DNA boyama veya GFP raportörleri) kullanan daha yeni yaklaşımlar verimliliği artırmıştır, ancak parazitin cinsel evrelerini hedef alan bileşiklerin değerlendirilmesinde önemli zorluklar devam etmektedir 6,7,8.
Bu zorlukların üstesinden gelmek için, Ookluc olarak adlandırılan nanolusiferaz (nLuc) eksprese eden bir transgenik P. berghei hattı geliştirilmiştir8. Bu sistemde, nLuc geni, zigotlarda aktive olan ookinit spesifik P. berghei Circumsporozoite ve TRAP ile ilişkili protein (CTRP) promotörünün kontrolü altına yerleştirilir ve bu da nLuc üretiminin gamet aktivasyonundan yaklaşık 6 saat sonra başlamasına ve dönüşüm testinden 24 saat sonra zirveye ulaşmasına yol açar8. Bu tasarım, döllenmeden kısa bir süre sonra parazit canlılığının otomatik, lüminesans tabanlı nicelleştirilmesini sağlar - doğrudan vektör manipülasyonu ihtiyacını ortadan kaldırır - ve binlerce bileşiğin yüksek verimli taramasını kolaylaştırır8.
nLuc ekspresyonu, ookin canlılığından bağımsız olarak meydana gelse de, ookin morfogenezi gibi daha sonraki aşamaları spesifik olarak etkileyen bileşiklerin tespitini sınırlasa da, Ookluc, reaktif oksijen türleri üretimini indükleyen ajanlar da dahil olmak üzere sivrisinek içinde gametogenezi, cinsel rekombinasyonu veya parazit sağkalımını hedefleyen TB bileşiklerini tanımlamak için oldukça etkili olmaya devam etmektedir. Önceki çalışmalar, Plasmodium cinsel evreleri 9,10,11,12,13,14,15'i inhibe ettiği bilinen bileşikleri başarıyla tanımlayarak bu sistemi doğrulamıştır. Bu nedenle, Ookluc, Plasmodium cinsel evrelerinin yüksek verimli taraması için sağlam ve yenilikçi bir platformu temsil etmekte, yeni TB bileşiklerinin keşfini kolaylaştırmakta ve önümüzdeki yıllarda sıtmanın ortadan kaldırılmasına yönelik çabaları ilerletmektedir8. Bu protokol, ilaç taraması ve inhibitör konsantrasyon %50 (IC50) tayini için Ookluc sisteminin uygulamasını özetlemektedir.