Greitas ir spontaniškas Plasmodium Falciparum pašalinimas po gimdymo yra susijęs su placentos pašalinimu

Parazitemija tarp nėščių moterų, turinčių apsauginį imunitetą Plasmodium falciparum maliarijai, dažnai dominuoja VAR2CSA teigiami infekuoti eritrocitai (IE). VAR2CSA tarpininkauja IE sekvestracijai placentoje. Iškėlėme hipotezę, kad anksčiau pastebėtas spontaniškas parazitemijos pašalinimas po gimdymo tokioms moterims yra susijęs su placentos išstūmimu, kuris pašalina VAR2CSA teigiamų IE sekvestracijos židinį. Mes įvertinome parazitemijas ir genų transkripciją prieš ir netrukus po gimdymo 17 Ganos moterų. Staigus parazitemijos sumažėjimas po gimdymo buvo lydimas selektyvaus geno, koduojančio VAR2CSA, transkripcijos sumažėjimo. Mūsų išvados suteikia mechaninį ankstesnio stebėjimo paaiškinimą.

Raktažodžiai.

įgytas imunitetas; VAR2CSA; pfEMP1; placentos maliarija; Plasmodium falciparum; nėštumas; var genai; variantui būdingas imunitetas.

Vietovių, kuriose Plasmodium falciparum parazitai perduodami stabiliai, gyventojai vaikystėje įgyja didelį apsauginį imunitetą nuo maliarija, apžvelgta nuorodoje [1]. P. falciparum eritrocitų membranos baltymas 1 (PfEMP1) yra parazitų antigenų šeima, koduota maždaug 60 var genų viename genome ir tarpininkaujanti subrendusių užkrėstų eritrocitų (IE) sekvestracijai į šeimininko kraujagyslių receptorius, apžvelgta nuorodoje [2]. Nepaisant PfEMP1 svarbos įgytam apsauginiam imunitetui, moterys tokiose srityse vis dėlto tampa labai jautrios maliarijai nėštumo metu. Tai buvo susiję su parazitų, ekspresuojančių VAR2CSA tipo PfEMP1, infekcijomis, dėl kurių IE kaupiasi tarpvilninėje erdvėje ir sukelia placentinę maliariją [2, 3].

VAR2CSA tarpininkauja IE sukibimui su mažai sulfatuotu chondroitino sulfatu (CSA), šeimininko receptoriumi, kuris paprastai apsiriboja placenta [4]. Specifinis IE receptorių sekvestravimas yra svarbi parazitų išgyvenimo strategija, nes ji apsaugo nuo subrendusių IE blužnies sunaikinimo [2]. Todėl VAR2CSA teigiami IE yra labai nepalankioje padėtyje, kai išgyvena ne nėščios šeimininkės, o VAR2CSA specifinis imunoglobulinas G (IgG) neįgyjamas iki pirmojo nėštumo [2, 3]. Tai paaiškina didelį nėščių moterų (ir ypač primigravidae) jautrumą P. falciparum maliarijai, net ir tose srityse, kuriose yra stabilus parazitų plitimas, kur didelis apsauginis imunitetas įgyjamas gerokai prieš vaisingą amžių [3]. P. falciparum infekcijomis nėščioms moterims iš tiesų dažnai vyrauja parazitai, ekspresuojantys VAR2CSA [5], nors taip pat dažnai aptinkami ir kitus PfEMP1 tipus išreiškiantys (ir tikriausiai sekvestruojantys už placentos ribų) parazitai [6]. Remdamiesi tuo, siūlome nustatyti 2 iš esmės skirtingus nėščių moterų maliarijos tipus. Viena iš jų yra placentinė maliarija, kurią sukelia parazitai, ekspresuojantys VAR2CSA, ir kuri dažniausiai pasireiškia mažo pariteto moterims, neturinčioms didelio VAR2CSA specifinio apsauginio imuniteto. Kitas tipas yra maliarija, kurią sukelia parazitai, kurie išreiškia kitus PfEMP1 tipus ir kai IE sekvestruoja ne placentos audiniuose. Pastarasis tipas neapsiriboja nėščiosiomis ir gali pasireikšti bet kokio lygybės moterims. Tai tiesiog atspindi varianto (daugiausia PfEMP1) specifinio imuniteto spragas apskritai [7].

Turėdami omenyje šiuos dalykus, iškėlėme hipotezę, kad ankstesni pranešimai apie spontanišką P. falciparum parazitemijos išnykimą nėščioms moterims Afrikoje per kelias dienas po gimdymo [8, 9] rodo staigų VAR2CSA teigiamų IE sekvestracijos židinio išnykimą. gimdymo metu išstumiama placenta.

METODAI

Studijų vieta ir dalyviai

Tyrimas buvo atliktas 5 sveikatos priežiūros įstaigose (Abura Dunkwa, Biriwa, Mankessim, Moree ir Saltpond) centriniame Ganos regione. P. falciparum perdavimas tiriamoje zonoje yra stabilus, tačiau turi didelių sezoninių skirtumų.

Neseniai besilaukiančios moterys, raštu sutikusios dalyvauti tyrime, gavusios žodinę ir rašytinę informaciją apie jo tikslus, buvo įdarbintos nuo 2020 m. lapkričio mėn. iki 2021 m. vasario mėn. Moterys, turinčios bet kokių nėštumo komplikacijų, buvo pašalintos. Nors dauguma moterų gavo periodinį prevencinį gydymą pagal dabartinę Ganos nėščiųjų priežiūros politiką (papildoma 1 lentelė), nė viena iš jų nebuvo gydoma nuo maliarijos per visą tyrimo laikotarpį (ty nuo prieš pat gimdymą iki gimdymo pabaigos). jų dalyvavimas po kelių dienų). Tyrimą patvirtino Noguchi memorialinio medicinos tyrimų instituto (NMIMR-IRB CPN 005/20-21) institucinė peržiūros taryba ir Ganos sveikatos tarnybos tyrimų etikos komitetas (GHS-ERC 005/08/20).

P. falciparum infekcijos aptikimas ir kiekybinis įvertinimas

Infekcija P. falciparum parazitais buvo nustatyta greitu diagnostiniu testu, Giemsa dažytų kraujo tepinėlių mikroskopija ir kiekybine polimerazės grandinine reakcija (qPCR), iš esmės kaip aprašyta anksčiau [10, 11], naudojant surinktus periferinio kraujo mėginius. DNR, išskirta iš šešių 10- kartų praskiedimų žiedinės stadijos P. falciparum IT4 in vitro kultūros, esant 1 proc. parazitemijai, buvo panaudota standartinei kreivei nustatyti, kad būtų galima qPCR kiekybiškai įvertinti parazitemiją.

Var genų transkripcijos analizė

Parasite RNA was preserved in the field and used for quantification of var gene transcript levels essentially as described [11, 12], but using universal 1-step reverse transcription-qPCR (RT-qPCR) kits (E3005X, NEB Inc), a Quant Studio 5 thermal cycler system and fructose-bisphosphate aldolase as endogenous control. Data points were not considered if the cycle threshold (Ct) value for the endogenous control was >30 and/or if the Tm for the var gene amplicon for each pair of primers diverged >2 laipsniais nuo numatomos vertės. Transkripto gausa buvo apskaičiuota naudojant 2-ΔCt, kur vidutinė ΔCt=vidutinė Ctvar pradmenų pora − vidutinė Ctendogeninė kontrolė.

Statistinė analizė

Asociacijos tarp var2csa transkripcijos ir klinikinių kintamųjų buvo patikrintos pagal Spearman rango koreliaciją su kelių testų korekcija. Koreliacija tarp parazitemijų, nustatytų mikroskopu ir PGR, buvo įvertinta Pearson produkto ir momento koreliacijos testu. Duomenys, gauti skirtingais laiko momentais, buvo lyginami atliekant pakartotinių matavimų dispersijos analizę (RM-ANOVA) arba RM-ANOVA pagal rangus (RM-ANOVA-R), o po to buvo atliktas porų skirtumų post hoc testavimas. Duomenims ir P reikšmėms analizuoti buvo naudojama SigmaPlot 14 versijos programinė įranga („Systat Inc“).<.05 were considered significant.

REZULTATAI

Studijų dalyviai

Iš viso 377 sutikusios moterys buvo patikrintos dėl P. falciparum infekcijos gimdymo metu. Iš jų 15 (4.{3}} proc.) buvo parazitų pozityvūs mikroskopuojant periferinio piršto dūrio kraujo tepinėlį, 24 (6,4 proc.) greitosios diagnostikos testu ir 50 (13,3 proc.) PGR. Remiantis šiais rezultatais, buvo įtraukta 17 moterų, kurių greitojo diagnostikos testas buvo teigiamas, ir atrinktos stebėti praėjus 8–16 valandoms po gimdymo, 24–48 valandoms po gimdymo ir 48–72 valandoms po gimdymo. Klinikinė tyrimo dalyvių informacija apibendrinta 1 papildomoje lentelėje. Statistiškai reikšmingų sąsajų tarp var2csa transkribuojančių parazitų dalies ir bet kurio iš išvardytų klinikinių kintamųjų nebuvo.

Parazitemijos pašalinimas po gimdymo

Gimdymo metu visi tyrimo dalyviai buvo parazituojami pagal kraujo tepinėlį ir (arba) qPCR (1 papildoma lentelė). Praėjus 8–16 valandų po gimdymo, mikroskopiškai aptinkama parazitemija spontaniškai sumažėjo (ty be terapinės intervencijos) 14 iš 17 moterų (1A pav.). Praėjus 24–48 valandoms po gimdymo, parazitemijos sumažėjo ir daugumos moterų buvo labai mažos arba jų nebuvo galima nustatyti (P ​​= 0,03, palyginti su prieš gimdymą, Friedman RM-ANOVA-R). Dar po 24 valandų visos moterys, išskyrus 1, nebuvo aptinkamos parazitemijos (P=0,005, palyginti su prieš gimdymą, RM-ANOVA-R). Kalbant apie parazitemijas, nustatytas PGR (1B pav.), po gimdymo parazitemijos buvo žymiai mažesnės 24–48 valandomis ir 48–72 valandomis nei prieš gimdymą (P < 0,001, RM-ANOVA-R). Lygiai taip pat buvo žymiai mažesni 48–72 valandomis po gimdymo nei 8–16 valandų po gimdymo (P < 0,001, RM-ANOVA-R). Parazitemijos, įvertintos mikroskopu ir qPGR, reikšmingai koreliavo (P < 0,001). Šie duomenys patvirtina ankstesnius pranešimus apie greitą ir spontanišką P. falciparum parazitemijos pašalinimą po gimdymo tarp moterų, gyvenančių vietovėse, kuriose yra stabilus šio parazito pernešimas [8, 9].

Parazitinė var genų transkripcija

To identify the likely sequestration focus of the IEs detected, we measured parasite transcription of the PfEMP1-encoding var gene groups. Prior to delivery, var2csa, which encodes VAR2CSA-type PfEMP1 mediating placental IE sequestration [2, 3], was the primary transcript (up to >90 procentų visos var transkripcijos) 9/17 moterų, o var2csa transkripcija buvo aptikta visose (2 pav. ir 1 papildomas paveikslas). Taigi, remiantis ankstesniais stebėjimais, var genų, nesusijusių su placentos maliarija, transkripcija buvo aptikta (be var2csa) visose prieš gimdymą dalyvėse ir dominuoja kai kuriose moteryse [6].

Var2csa nuorašų dalis sumažėjo stebint visas moteris po gimdymo (2 pav. ir 1 papildomas paveikslas), kartu su parazitemijų sumažėjimu (1 pav.). Taigi buvo pastebimas poslinkis nuo var2csa transkripcijos prieš gimdymą prie kitų var genų transkripcijos po gimdymo. Vienintelės išimtys (tarp tų moterų, kurių pogimdyminiai transkripcijos duomenys buvo prieinami), buvo dalyviai B213, S003, S001 ir B201 (1 papildomas paveikslas). Tačiau, remdamiesi pastebėjimu, kad po gimdymo parazitemijos taip pat labai sumažėjo tarp tų moterų (1 pav.), Manome, kad tikėtina, kad atitinkamas poslinkis nuo var2csa transkripcijos būtų buvęs pastebėtas, jei būtų buvę duomenų iš vėlesnių laiko momentų. Apskritai, duomenys visiškai atitinka selektyvią VAR2CSA teigiamų IE išnykimą, kaip mes iškėlėme hipotezę.

DISKUSIJA

PfEMP1 yra baltymų šeima, kurią intraeritrocitiniai P. falciparum parazitai eksportuoja į IE paviršių, kur jie veikia kaip skirtingų šeimininko kraujagyslių receptorių adhezijos ligandai [2]. Šiuos ligandus koduoja kloninio varianto var genų šeima, turinti apie 60 narių kiekviename haploidinio parazito genome. Genai yra transkribuojami ir verčiami vienas kitą paneigiančiu būdu, užtikrinant, kad bet kuriuo metu IE paviršiuje būtų išreikštas tik vienas PfEMP1. Tačiau kiekvienas parazitas gali keistis tarp skirtingų var genų, todėl gali keistis IE adhezijos specifiškumas ir antigeninės savybės [2].

PfEMP1 baltymai gali būti sugrupuoti ir suskirstyti į pogrupius pagal tam tikrus struktūrinius kriterijus, kurie turi įtakos jų funkcinėms savybėms [2]. Taigi A grupė PfEMP1 (koduojama maždaug tuzino var genų viename genome) tarpininkauja IE adhezijai prie šeimininko receptorių, tokių kaip EPCR ir ICAM-1, ir yra susijęs su sunkios vaikystės maliarijos apskritai ir smegenų maliarijos patogeneze. ypač [2]. Priešingai, atrodo, kad B ir C grupėms priklausančių genų transkripcija yra susijusi su nekomplikuota maliarija ir besimptomėmis infekcijomis. Galiausiai, VAR2CSA tipo PfEMP1, koduotas tik vieno ar kelių var2csa genų viename parazito genome, funkciškai ir antigeniškai visiškai skiriasi nuo visų kitų PfEMP1 ir yra stipriai susijęs su placentos patogeneze, taip pat su įgytu imunitetu. maliarija [2, 3, 13].

Be to, dauguma turimų įrodymų rodo, kad VAR2CSA yra pagrindinis ir greičiausiai vienintelis bona fide CSA ligandas. Galiausiai, anksčiau buvo įrodyta, kad nėščių moterų, kurių P. falciparum ekspozicija visą gyvenimą, periferinė parazitemija apima ir dažnai dominuoja IE, kurios yra VAR2CSA teigiamos ir turi bendrą būdingą placentos P. falciparum infekcijų fenotipą [5, 13– 15]. Tuo remdamiesi iškėlėme hipotezę, kad įtikimiausias spontaniško parazitemijos pašalinimo nėščioms moterims per kelias dienas po gimdymo paaiškinimas [8, 9] yra selektyvus VAR2CSA teigiamų IE blužnies sunaikinimas po placentos išstūmimo gimdymo metu. efektyviai pašalina jiems giminingus adhezijos receptorius.

Čia pateikti rezultatai patvirtina anksčiau praneštą [8, 9] greitą periferinės P. ​​falciparum parazitemijos pašalinimą po gimdymo (1 pav.). Be to, jie patvirtina pastabas, kad Afrikos nėščių moterų periferinė parazitemija apima ir dažnai dominuoja parazitai, transkribuojantys var{3}} csa [6, 15] (2 pav. ir 1 papildomas paveikslas). Tačiau svarbiausia, kad mūsų duomenys praplečia šiuos ankstesnius stebėjimus, pateikdami pirmą kartą įtikinamų įrodymų, leidžiančių mechaniškai paaiškinti greitą periferinių parazitų pašalinimą po gimdymo moterims, turinčioms natūraliai įgytą imunitetą P. falciparum maliarijai. Be skaitiniu požiūriu labai nedidelio ir vienintelio reikšmingo var grupės A1 transkripcijos skirtumo (papildomas 2 paveikslas), vienintelis didelis ir statistiškai reikšmingas var genų transkripcijos pokytis po gimdymo buvo sumažėjusi santykinė var2csa transkripcija (2B paveikslas ir papildomas paveikslas). 2 pav.).

Mūsų tyrimas turi apribojimų. Imties dydis yra mažas. Taip yra daugiausia dėl to, kad sėkmingai įgyvendintas periodinis prevencinis maliarijos gydymas nėščioms moterims, dėl kurio placentinė maliarija tapo daug mažiau paplitusi ir reikėjo atlikti daugelio moterų patikrinimą, kad būtų galima rasti tinkamų dalyvių. Be to, ribotos galimybės mūsų tyrimo vietoje neleido tiesiogiai įvertinti surinktų IE ar jų imunologinio fenotipo adhezijos receptorių specifiškumo. Nepaisant to, dabartiniai įrodymai ir ankstesnės išvados sklandžiai dera.

Apibendrinant, mes pateikėme įrodymų, kad staigus VAR2CSA teigiamų IE sekvestracijos židinio išnykimas, kai placenta pašalinama, reikšmingai prisideda prie greito ir spontaniško P. falciparum parazitemijos pašalinimo po gimdymo moterims, kurios natūraliai susiduria su šiais parazitais. Parazitai, transkribuojantys kitus var genus ir rodantys ne VAR2CSA tipo PfEMP1 IE paviršiuje, dažnai negali klestėti ir sukelti ligų suaugusiesiems endeminėse srityse dėl vaikystėje įgyto apsauginio PfEMP1-specifinio imuniteto maliarijai [2] . Nuolatiniam ne VAR2CSA IE išgyvenimui po gimdymo gali dar labiau pakenkti su gimdymu susiję fiziologiniai procesai, tokie kaip priešuždegiminis imuninis atsakas. Galiausiai, neskelbiamas vaistų nuo maliarijos vartojimas prieš pat gimdymą gali prisidėti. Kad ir kokia būtų priežastis, kai kurioms moterims parazitemija po gimdymo pastebimai sumažėjo, kai var2csa transkribuojantys parazitai sudarė tik mažumą parazitemijos prieš gimdymą, ir ši išvada nusipelno tolesnio tyrimo. Mūsų tyrimas patvirtina pagrindinį PfEMP1 vaidmenį įgytam imunitetui maliarijai apskritai, o konkrečiai VAR2CSA placentos maliarijos patogenezei ir imunitetui.

Papildomi duomenys

Papildomos medžiagos galima rasti internete The Journal of Infectious Diseases. Skelbiama medžiaga, sudaryta iš autorių pateiktų duomenų, kad būtų naudinga skaitytojui, nėra kopijuojama ir už ją atsako tik autoriai, todėl klausimai ar pastabos turėtų būti adresuojami atitinkamam autoriui.

Pastabos

Autoriaus indėlis.

NGA, MPQ, MFO ir LH prisidėjo prie studijų koncepcijos ir dizaino. NGA atliko mėginių rinkimą. NGA, MPQ ir LH atliko duomenų analizę. NGA, MPQ ir LH parengė rankraštį. Visi autoriai perskaitė ir patvirtino galutinę rankraščio versiją.

Padėkos.

Esame dėkingi visoms moterims, kurios sutiko dalyvauti mūsų tyrime. Taip pat dėkojame visoms įvairių sveikatos įstaigų akušerėms, gydytojams, gydytojų padėjėjoms ir slaugytojams už pagalbą renkant mėginius.

Atsisakymas.

Finansuotojai neturėjo jokio vaidmens kuriant tyrimą, renkant ir analizuojant duomenis, priimant sprendimą publikuoti ar rengiant rankraštį. Finansavimą šio straipsnio atvirosios prieigos publikavimo mokesčiams sumokėti skyrė Danida.

Finansinė parama.

Šį darbą parėmė Danida (subsidijos numeris 17-02-KU MAVARECA-II projektui), įskaitant doktorantūros studijas NGA. Europos Komisijos tyrimų vykdomoji agentūra parėmė MPQ (subsidijos numeris 101028915, Marie Skłodowska-Curie individuali stipendija 2020 m. , PAMSEQ projektas).

Galimi interesų konfliktai.

Visi autoriai: nebuvo pranešta apie interesų konfliktus. Visi autoriai pateikė ICMJE formą galimiems interesų konfliktams atskleisti. Konfliktai, kuriuos redaktoriai laiko reikšmingais rankraščio turiniui, buvo atskleisti.

Nuorodos