Beweglichkeit von Malaria-Sporozoiten wird durch Alter verringert
Originalpublikation: van Schuijlenburg et al. Ageing of Plasmodium falciparum malaria sporozoites alters their motility, infectivity and reduces immune activation in vitro. Malar J 2024; doi: 10.1186/s12936-024-04946-7.
Plasmodium falciparum Sporozoiten (SPZ) gelten als wichtiges Ziel für Malaria-Impfstoffe. Moskitos impfen SPZ zwischen 14 und 25 Tagen nach ihrer letzten Blutmahlzeit in einen menschlichen Wirt ein. Unbekannt ist, ob die Verweildauer in der Mücke die Infektiosität der SPZ beeinflusst. van Schuijlenburg et al. untersuchten den Einfluss des Alters von P. falciparum SPZ in den Speicheldrüsen auf ihre Infektiosität und die folgende Immunreaktion.
Mit zunehmendem Alter verringerte sich die Beweglichkeit der SPZ und die Infektiosität ließ nach. Zunächst bestimmten die Infektiologen des Medizinischen Zentrums der Universität Leiden in den Niederlanden die Anzahl und die Lebensfähigkeit der SPZ. Hierfür präparierten sie die Speicheldrüsen der Moskitos und zählten die SPZ per Mikroskop aus. Anschließend bestimmten die Wissenschaftler den Anteil lebender und toter SPZ. Die Motilität der SPZ aus den Moskitos analysierten die Forscher jeweils 14, 17 oder 20 Tage nach einer infektiösen Blutmahlzeit über den sogenannten Gleittest, eine Immunfluoreszenzfärbung von Spuren, die SPZ bei der Fortbewegung hinterlassen. Um die Auswirkungen des SPZ-Alters auf die Infektiosität zu analysieren, führten die Forscher einen Hepatozyten-Infektionstest in Leber-Zellen durch. Anschließend untersuchten die Experten ihre Immunogenität anhand der phagozytischen Aufnahme von SPZ durch aus Monozyten stammende Makrophagen (MoMɸs) und der anschließenden phänotypischen und funktionellen Reaktionen.
Die Forscher fanden keine signifikanten Unterschiede in der Anzahl der SPZ pro Mücke, die sie an Tag 14, Tag 17 oder Tag 20 nach der Blutmahlzeit sezierten, weder zwischen unterschiedlichen Moskito-Chargen noch innerhalb der gleichen Mückencharge. Ebenso gab es keine Unterschiede im Anteil lebender SPZ 14, 17 oder 20 Tage nach der Blutmahlzeit. Die Wissenschaftler stellten mit ihren Labortests jedoch fest, dass zu späteren Zeitpunkten ein statistisch signifikanter Rückgang des Anteils an beweglichen SPZ stattfand; während an Tag 14 noch durchschnittlich 89,1% der SPZ beweglich waren, zeigten dies an Tag 17 nur noch 80,2%, nach 20 Tagen nur noch 70,8% der SPZ. Darüber hinaus zeigten die beweglichen SPZ zu späteren Zeitpunkten im Durchschnitt eine Abnahme der zurückgelegten Strecke. Der Hepatozyten-Infektionstest zeigte überdies, dass die Anzahl an Leber-Zellen, die mit SPZ in einem höheren Alter infiziert wurden, um den Faktor 2,2 sank. Auch die Zahl der exoerythrozytären Formen bei SPZ von Tag 20 sank um das Zweifache im Vergleich zu SPZ von Tag 14. Trotz der Tatsache, dass sich ältere SPZ weniger bewegen, stellten die Forscher einen signifikanten Rückgang der Aufnahme dieser SPZ durch MoMɸs fest (Tag 14: durchschnittlich 7,6%; Tag 17: durchschnittlich 5,0%; Tag 20: durchschnittlich 4,1%).
Fazit:
Ziel dieser Studie war es, einen besseren Einblick in die funktionellen Veränderungen von Speicheldrüsen-SPZ und ihre Auswirkungen auf das menschliche Immunsystem zu erhalten. Es zeigte sich, dass 17-20 Tage alte SPZ eine geringere Beweglichkeit, Infektiosität und SPZ-Aufnahme durch Makrophagen aufweisen. Diese Erkenntnisse sind ein erster Schritt zu einem besseren Verständnis der Reifung von Speicheldrüsen-SPZ, ihrer Infektiosität und ihres regulatorischen Potenzials, so die Experten.
Quelle:
Autor: Dr. Maddalena Angela Di Lellis, Tübingen