Малярийный плазмодий жизненный цикл схема: Апикомплексы (споровики), подготовка к ЕГЭ по биологии

Содержание

Апикомплексы (споровики), подготовка к ЕГЭ по биологии

Споровики (апикомлексы) — тип паразитических простейших, произошедших, вероятно, от жгутиконосцев. Наиболее известные представители: малярийный плазмодий, токсоплазма, криптоспоридии.

Малярийный плазмодий

Малярийный плазмодий вызывает тяжелое заболевание — малярию. Призываю вас строго разграничить два понятия. Есть «возбудитель» заболевания — малярийный плазмодий, а есть «переносчик» — малярийный комар.

Существует еще два важных понятия: промежуточной и основной хозяин. Промежуточный хозяин, в организме которого происходит бесполое размножение, для малярийного плазмодия — человек, млекопитающие. Основной хозяин, в организме которого осуществляется половое размножение — комар рода Anopheles.

Только малярийный комар (комар рода Anopheles) может переносить малярийного плазмодия, но имейте в виду, что не все комары рода Anopheles инфицированы малярийным плазмодием — есть и здоровые особи, поэтому укус комара рода Anopheles не всегда приводит к заболеванию малярией.

Жизненный цикл малярийного плазмодия довольно сложный, есть несколько новых понятий, с которыми вам предстоит познакомиться. Я же постараюсь сделать материал интересным, а от вас потребуется то, что важнее знаний — воображение.

Жизненный цикл малярийного плазмодия

Цикл состоит из 3 стадий: шизогония, гаметогония, спорогония. Начнем со спорогонии, стадии, которая протекает в организме комара перед тем, как он укусит человека.

Спорогония — половой цикл

Спорогония малярийного плазмодия происходит в самке малярийного комара. Мерозоиты (в дальнейшем будет понятно, откуда взялась эта жизненная форма), попав в желудок комара, перевариваются, а гаметоциты трансформируются в гаметы. Гаметы сливаются друг с другом, образуется зигота, из которой через несколько часов появляется клетка веретеновидной формы — оокинента.

Оокинета внедряется в толщу кишечной стенки комара, делится мейозом на четыре споры. Каждая спора покрываются капсулой, образуется ооциста. Ооциста растет и делится митозом на несколько тысяч спорозоитов. Такое активное деление разрывает ооцисту (на этом этапе ее называют — спороциста), после чего спорозоиты выходят в полость тела и собираются в слюнных железах комара.

Шизогония — множественное деление

Теперь совершенно очевидно, что с укусом комара в кровь человека, млекопитающего попадает именно спорозоит. Перемещаясь по кровяному руслу, спорозоиты достигают печени и проникают в ее клетки где начинается следующая стадия — множественного деления (шизогония). Митоз происходит без деления цитоплазмы, поэтому количество ядер в шизонте растет — созревают молодые шизонты.

Когда число ядер достигает передела, происходит деление цитоплазмы вокруг ядер и обособление клеток (соответственно числу ядер). В результате в клетках печени происходит катастрофа: сами клетки разрушаются, а из них выходят тысячи новых подвижных форм — мерозоитов. Мерозоиты внедряются в эритроциты (красные клетки крови), где вновь начинается шизогония — образуются тысячи шизонтов, которые в итоге разрывают эритроциты (красные клетки крови).

Мы с вами только что обсудили две шизогонии: тканевую — в клетках печени, и эритроцитарную — в эритроцитах (красных кровяных клетках). Замечу, что эритроцитарная шизогония может протекать несколько раз, причем происходит это одномоментно: раз в 48 часов, 72 часа (в зависимости от вида малярийного плазмодия). У человека такой одномоментный выход мерозоитов в кровеносное русло и гема — остатка от разрушенных эритроцитов, сопровождается подъемом температуры до 40°C-41°C.

Затем происходит резкий спад температуры — такая лихорадка носит название истощающая, и нередко заканчивается летальным исходом. Примечательно, что в Средние века, когда не знали, как лечить сифилис, было замечено излечение от сифилиса после перенесенной малярии. Теперь известно, что это действительно связано именно с высокими цифрами температуры, которые губительны для бледной трепонемы (возбудителя сифилиса).

Гаметогония — образование гамет

Задача любого живого организма — размножаться. Без размножения никогда бы не фиксировались новые случаи заболевания малярией, давайте разберемся, как оно происходит.

После множества повторяющихся эритроцитарных шизогоний часть мерозоитов приобретает способность переходить в новую форму — гаметоциты. Во время укуса комара из кровеносного русла им засасывается кровь с гаметоцитами, которые попадают в желудок вместе с мерозоитами. Цикл замыкается.

Попробуйте самостоятельно рассказать о жизненном цикле малярийного плазмодия, ориентируясь на схему ниже 😉

Токсоплазма

Токсоплазма — простейшее класса споровиков, внутриклеточный паразит. Основные хозяева токсоплазм — семейство кошачьих (в их организме у токсоплазмы идет половое размножение). Промежуточным хозяином (организм, в котором происходит бесполое размножение) являются человек и другие теплокровные.

Заражение токсоплазмой происходит множеством путей — через немытые овощи, непрожаренное мясо, от матери к плоду во время беременности. В кишечнике паразиты попадают в макрофаги, после чего через кровь распространяются по всему телу.

Токсоплазмоз протекает достаточно легко, однако у лиц с иммунодефицитом и беременных женщин последствия могут быть фатальными (у беременных плод может погибнуть).

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

жизненный цикл, специфические особенности развития и организации

О таком опасном заболевании, как малярия, наверняка слышал каждый. Но не все знают, что ее возбудителем является простейшее микроскопическое животное — малярийный плазмодий. О жизненном цикле, особенностях строения и развития этого организма вы узнаете из нашей статьи.

Особенности организации Простейших

Плазмодий является представителем самой примитивной группы животных — подцарства Одноклеточные или Простейшие. Для них характерны следующие признаки:

тело состоит из одной клетки, которая выполняет функции целого организма;
наличие ядра;
отсутствие плотной клеточной стенки;
передвижение с помощью специализированных структур: ресничек, ложноножек, жгутиков;
наличие пищеварительных и сократительных вакуолей;
осуществление газообмена через поверхность клетки;
половое и бесполое размножение.

Паразитические Одноклеточные

Простейшие освоили многие среды обитания: почву, пресные и соленые водоемы, болота. Среди них есть также группа паразитических одноклеточных. Они развиваются в различных органах животных и человека, при этом вызывая серьезные заболевания.

Одним из них является малярийный плазмодий. Размеры этого паразита микроскопические. В зависимости от вида клетка плазмодия может иметь вид шара, вытянутого тяжа или перстня. Всего в природе их насчитывают около 180. Но в организме человека паразитируют 10 видов, из них 5 — самые опасные.

История заболевания

Малярийный плазмодий, жизненный цикл которого мы рассматриваем, вызывает тяжелое инфекционное заболевание. В переводе с итальянского языка его название означает «плохой воздух». Долгое время ее называли болотной лихорадкой.

Ученые предполагают, что первые случаи заболевания малярией были известные еще 50 тысяч лет тому назад в Центральной и Западной Африке. Эволюционные исследования привели к выводу, что предок современного вида сначала был свободноживущим. С течением времени он приспособился к обитанию в кишечнике беспозвоночных, а потом и первых кровососущих.

Причина этого смертельного заболевания долгое время была неизвестна. Только в конце XIX века французский врач Шарль Лаверан, который практиковался в Алжире, обнаружил в эритроцитах больного неизвестные клетки. За это открытие он был удостоен Нобелевской премии.

Цикл малярийного плазмодия: схема

Как и все представители типа Споровики, данный паразит имеет сложный жизненный цикл. Протекает он со сменой хозяев: промежуточного и окончательного. В организме первого паразит размножается бесполым способом. Продолжается цикл развития малярийного плазмодия в теле окончательного хозяина. Там происходит половое размножение паразитического животного.

В ходе своего развития малярийный плазмодий проходит следующие стадии:

Клетки печени человека.
Эритроциты.
Кровь комара.

Далее, через укус паразит вновь попадает в организм человека и цикл повторяется.

Бесполое размножение

Промежуточным хозяином паразита является человек. Именно в его организме плазмодий размножается бесполым способом. Происходит это путем деления клетки надвое.

Как попадает этот организм в кровь человека? Это происходит при укусе комара, зараженного малярийным плазмодием. Стадии его развития, которые происходят в организме промежуточного хозяина, можно разделить на несколько этапов.

Сначала плазмодий с током крови попадает в клетки печени человека. Здесь он размножается способом шизогонии. В ходе этого процесса многократно делится ядро, вокруг каждой из образовавшихся частей обосабливается цитоплазма. После этого вновь образованные клетки делятся снова.

После нескольких таких делений клетки паразита поступают в кровь. Их развитие происходит в эритроцитах. Плазмодий продолжает многократно делиться, при этом разрушая клетки крови. Их поражение наступает достаточно быстро — максимум через 72 часа.

При разрушении эритроцитов в кровь поступают токсичные продукты жизнедеятельности плазмодия. Именно они вызывают у человека приступы лихорадки. В результате нескольких последовательных делений из клеток паразита образуются предшественники половых клеток, которые называются гаметоцитами.

Окончательный хозяин

Цикл развития малярийного плазмодия продолжается в организме комара. Он заражается паразитом при укусе людей, больных малярией. Комар является окончательным хозяином, поскольку в нем опасные клетки размножается половым путем.

При укусе гаметоциты из эритроцитов проникают в кровь комара. Здесь они превращаются в полноценные половые клетки. Процесс оплодотворения происходит в кишечнике насекомого. В его результате образуются многочисленные подвижные клетки паразита.

Далее, жизненный цикл малярийного плазмодия повторяется. Его клетки накапливаются в слюнных железах комара, а при укусе снова попадают в кровеносное русло человека.

Опасные симптомы

Род Малярийные комары насчитывает более 400 видов. Не стоит думать, что их представители обитают только в странах Африки. Они распространены повсеместно, кроме северных районов. Характерными особенностями взрослых насекомых является вытянутое тело, длинные ноги и хоботок, короткая голова. Их крылья вдоль жилок покрыты чешуйками.

Укус такого комара является наиболее распространенным путем заражения малярией. Но причиной могут стать и нестерильные медицинские инструменты. Первым симптомом заболевания является появление лихорадки. По мере разрушения эритроцитов наблюдается увеличение размеров селезенки, уплотнение печени, развитие малокровия.

Итак, для жизненного цикла малярийного плазмодия характерна смена хозяев: промежуточного и окончательного. Первым является человек. В клетках его крови происходит бесполое размножение плазмодия путем шизогонии. Окончательный хозяин паразита — комар. В его организме клетки паразита размножаются половым способом. Развитие малярии происходит только в том случае, если есть возможность повторения этапов жизненного цикла. В противном случае опасная болезнь не развивается.

Страница не найдена |

404. Страница не найдена

Архив за месяц

ПнВтСрЧтПтСбВс

2930

3031

15161718192021

25262728293031

123

45678910

17181920212223

2728293031

1234

567891011

891011121314

11121314151617

28293031

1234

12345

6789101112

567891011

12131415161718

19202122232425

3456789

17181920212223

24252627282930

12345

13141516171819

20212223242526

2728293031

15161718192021

22232425262728

2930

Архивы

Метки

Настройки

для слабовидящих

Профилактика малярии | ГБУЗ Инфекционная больница №4, г. Армавир

Малярия: профилактика, симптомы и лечение малярии

Малярия — инфекционная болезнь, вызываемая малярийными плазмодиями; характеризуется периодическими приступами лихорадки, увеличением печени и селезенки, анемией, рецидивирующим течением. Распространение малярии ограничено ареалом переносчиков — комаров рода Anopheles и температурой окружающей среды, обеспечивающей завершение развития возбудителя в организме комара, т. е. 64° северной и 33° южной широты; заболевание распространено в странах Африки, Юго-Восточной Азии и Южной Америки. В России регистрируются главным образом завозные случаи.

Возбудители малярии — простейшие рода плазмодиев. У человека паразитируют плазмодии 4 видов: Plasmodium vivax, P. oyale, P. malariae, P. falciparum. Наиболее широко распространен Р. vivax, так как он способен развиваться в переносчике при более низкой температуре, чем плазмодии других видов. Жизненный цикл возбудителей малярии включает двух хозяев: человека и комара. В организме комара-переносчика плазмодии проходят половое развитие (половой процесс и спорогонию), в организме человека— бесполое развитие (шизогонию). Комар, питаясь кровью больного малярией (или паразитоносителя), заглатывает плазмодии. В желудке насекомого бесполые стадии паразитов перевариваются, а половые гаметоциты оплодотворяются и претерпевают ряд превращений, в результате чего появляются спорозоиты, скапливающиеся в слюнных железах комара-переносчика. При последующем питании на человеке комар со слюной вводит спорозоитов в его организм, где происходит процесс шизогонии. Кровью и лимфой спорозоиты заносятся в печень человека, и в ее клетках — гепатоцитах осуществляется тканевая (экзоэритроцитарная) шизогония, вследствие чего развиваются экзоэритроцитарные трофозоиты, а затем шизонты. Шизонты быстро растут, ядра их многократно делятся и в результате образуется от 10 000 до 40 000 мерозоитов, которые выходят из гепатоцитов, прикрепляются к эритроциту и внедряются в него. Продолжительность тканевой шизогонии у P. falciparum — 6 — 8 суток, у P. vi-vax-8-10 суток, у Р. ovale-9-10 суток и у P. malariae – 15-20 суток.

Источником возбудителей является больной человек или паразитоноситель, в крови которого имеются гаметоциты. Переносчики возбудителя — самки комара рода Anopheles. Возможно внутриутробное заражение плода через плаценту или в процессе родов, а также заражение при переливании крови, полученной от паразитоносителей.

Клиническая картина болезни в значительной степени обусловлена видом возбудителя, поэтому различают четыре формы малярии: трехдневную, вызываемую P. vivax; овале-малярию, возбудителем которой является P. ovale; четырехдневную, обусловленную P. malariae; тропическую, возбудитель — P. falciparum. Однако ряд клинических проявлений болезни свойствен всем формам. Длительность инкубационного периода зависит от вида возбудителя. При тропической малярии он составляет 6—16 дней, при трехдневной с коротким инкубационным периодом — 7 — 21 день (при длинной инкубации — 8-14 мес), при овале-малярии — 7—20 дней (в ряде случаев 8 — 14 мес), четырехдневной — 14 — 42 дня. В начале болезни может быть период продромы, проявляющийся недомоганием, сонливостью, головной болью, ломотой в теле, ремиттирующей лихорадкой. Через 3—4 дня возникает приступ малярии, в течение которого выделяют три периода — озноб, жар, обильное потоотделение.

Первый период может быть выражен в различной степени: от легкого познабливания до потрясающего озноба. Лицо и конечности становятся холодными, синюшными. Пульс учащен, дыхание поверхностное. Продолжительность озноба от 30 — 60 мин до 2 — 3 ч. В период жара, продолжающегося от нескольких часов до 1 сут и больше в зависимости от вида возбудителя, общее состояние больных ухудшается. Температура достигает высоких цифр (40—41 °С), лицо краснеет, появляются одышка, возбуждение, нередко рвота. Головная боль усиливается. Иногда возникает бред, спутанность сознания, коллапс. Возможны поносы. Окончание приступа характеризуется снижением температуры до нормальных или субнормальных цифр и усиленным потоотделением (третий период), продолжающимся 2 — 5 ч. Затем наступает глубокий сон. В целом приступ обычно длится 6—10 ч. В последующем в течение различного времени, в зависимости от вида возбудителя (например, один день, два дня), сохраняется нормальная температура, но больной испытывает слабость, усугубляющуюся после каждого очередного приступа. Через 3 — 4 приступа увеличиваются печень и селезенка. Одновременно развивается анемия, кожа больного приобретает бледно-желтоватый или землистый оттенок. Без лечения число приступов может доходить до 10 — 12 и более, затем они спонтанно прекращаются. Однако полного выздоровления не наступает. По прошествии нескольких недель наступает период ранних рецидивов, которые по клиническим признакам мало отличаются от первичных острых проявлений малярии. По прекращении ранних рецидивов при трехдневной малярии и овале-малярии через 8 — 10 мес (и позже), обычно весной следующего за заражением года, могут развиться поздние рецидивы. Они протекают легче первичной болезни. У лиц, принимавших в недостаточном количестве противомалярийные средства с профилактической целью, клиническая картина болезни может быть атипичной, инкубационный период может продолжаться несколько месяцев или даже лет.

Трехдневная малярия обычно протекает доброкачественно. Приступ начинается днем с внезапного подъема температуры и озноба. Приступы возникают через один день. Возможны и ежедневные приступы.

Овале-малярия сходна с трехдневной, вызванной P. vivax, но протекает легче. Приступы возникают чаще в вечерние часы.

Четырехдневная малярия, как правило, не имеет продромального периода. Болезнь начинается сразу с приступов, возникающих через 2 дня на третий или продолжается два дня подряд с одним безлихорадочным днем. Ознобы выражены слабо.

Тропическая малярия характеризуется наиболее тяжелым течением, чаще начинается с продромальных явлений: за 2 — 3 дня до приступа могут появиться головная боль, артралгии, миалгии, боль в пояснице, тошнота, рвота, понос. В течение нескольких дней лихорадка может иметь постоянный или неправильный характер. У жителей эндемичных районов при тропической малярии температура чаще носит перемежающийся характер. В отличие от других форм малярии при этой форме озноб менее выражен, а лихорадочный период более продолжительный —12 — 24 и даже 36 ч. Периоды нормальной температуры короткие, потоотделение нерезкое. Уже в первые дни болезни при пальпации определяется болезненность в левом подреберье, селезенка становится доступной для пальпации через 4 —6 дней болезни. Печень увеличивается с первых дней болезни. Нередко развивается желтуха, появляются тошнота, рвота, боль в животе, понос.

Осложнения

Осложнения наиболее часто наблюдаются при тропической малярии; они развиваются у неиммунных лиц и в большинстве случаев связаны с высокой паразитемией (более 100 тыс в 1 мкл крови). К ним относятся церебральная форма болезни (малярийная кома), инфекционно-токсический шок, острая почечная недостаточность, отек легких, гемоглобинурийная лихорадка.

Диагноз

Диагноз устанавливают на основании клинической картины (появление характерных малярийных приступов) и данных эпидемиологического анамнеза (например, пребывание в местности, неблагополучной по малярии в последние 2 года). При тропической малярии нередко трудно выявить цикличность течения, поэтому заподозрить ее следует во всех случаях заболеваний, сопровождающихся лихорадкой, при наличии соответствующего эпидемиологического анамнеза. Решающую роль в диагностике в этом случае играет обнаружение возбудителя. Исследованию подлежат мазок и толстая капля крови. В последней паразитов обнаружить легче вследствие более высокой их концентрации; в мазке определяется вид возбудителя. Забор крови производится как во время приступа, так и в межприступный период. Однократный отрицательный результат исследования не исключает малярии, необходимы повторные исследования. Подспорьем в диагностике может служить обнаружение анемии, являющейся одним из характерных признаков малярии.

Лечение

Лечение проводится в стационаре. Больных госпитализируют в палаты, защищенные от комаров. Для ликвидации приступов малярии назначают гематошизотропные препараты, которые губительно действуют на бесполые эритроцитарные стадии плазмодия. К ним относятся хлорохин дифосфат и его аналоги из группы 4-аминохинолинов (хингамин, делагил, резохин и др.), а также плаквенил, хинин, бигумаль, хлоридин, мефлохин. Чаще применяют хлорохин (делагил). Указанные средства обеспечивают радикальное излечение только тропической и четырехдневной малярии. После ликвидации приступов трехдневной и овале-малярии необходимо провести противорецидивное лечение примахином и хиноцидом.

Прогноз при своевременном лечении благоприятный. При осложненных формах тропической малярии наблюдаются летальные исходы, особенно часто у детей и беременных.

Профилактика

Профилактика направлена на раннее выявление и радикальное лечение больных и паразитоносителей, а также на борьбу с комарами — переносчиками возбудителя малярии. Для раннего Выявления больных и паразитоносителей обязательно исследование крови у всех лихорадящих больных, прибывших из неблагоприятных по малярии местностей. В этих местностях необходимо пользоваться репеллентами, которые наносят на открытые части тела, предохранять жилища от комаров с помощью защитных сеток на окнах и дверях, применять защитные пологи над постелями. Большое значение в борьбе с комарами имеет ликвидация мест их выплода, благоустройство хозяйственно-полезных водоемов.

Лицам, выезжающим в эндемичные по малярии районы, проводят личную химиопрофилактику. За неделю до выезда в очаг малярии дают делагил (или хингамин) по 0,25 г 2 раза. Затем препарат принимают в той же дозе в течение всего времени пребывания в очаге и 4 — 6 нед после возвращения 1 раз в неделю.

Переболевшие малярией в течение 2 лет находятся под диспансерным наблюдением, которое включает клиническое наблюдение и обследование на носительство плазмодиев.

виды, строение, размножение и цикл развития

Особенности организации Простейших

тело состоит из одной клетки, которая выполняет функции целого организма;
наличие ядра;
отсутствие плотной клеточной стенки;
передвижение с помощью специализированных структур: ресничек, ложноножек, жгутиков;
наличие пищеварительных и сократительных вакуолей;
осуществление газообмена через поверхность клетки;
половое и бесполое размножение.

Паразитические Одноклеточные

Лечение малярии

Основная задача терапии этого заболевания заключается в предотвращении возникновения/повторения приступов, полном уничтожении возбудителя. Болезнь малярия или болотная лихорадка чаще встречается в эндемичных районах, поэтому путешественникам следует принимать профилактические меры заранее. Лечение малярии проводят при помощи медикаментозной терапии, используют, как правило, Примахин, Хлорохин, Атабрин (хинакрин гидрохлорид), Акрихин.

Лекарства от малярии

Медикаментозная терапия при данном заболевании считается эффективным методом. Существуют проверенные лекарства от малярии, которые применяются на протяжении длительного времени. Примером таких медикамента выступает Хинин, который был заменен Хлорохином на некоторое время, но затем снова начал активно использоваться. Причиной этому послужило возникновение, а затем распространение в Азии и Африке Plasmodium falciparum, который имел резистентность к Хлорохину.

В зависимости от региона, где произошло заражение, могут быть использованы те или иные препараты против плазмодия малярийного. Большинство из них подходят как для лечения, так и профилактики. Экстракт полыни однолетней, содержащие артемизинин и аналоги синтетического происхождения, обладают высокой эффективностью, но и высокую стоимость. Большую опасность болезнь представляет для жителей, которые проживают в эндемических областях, где доступа к препаратам нет. В развитых странах проблем с приобретением медикаментов не наблюдается.

Витамин A в капсулах — инструкция по применению Показания к приему витамина А в капсулах и противопоказания
ГСГ маточных труб
Гетры спицами описание и схемы

История заболевания

Цикл малярийного плазмодия: схема

В ходе своего развития малярийный плазмодий проходит следующие стадии:

Клетки печени человека.
Эритроциты.
Кровь комара.

Далее, через укус паразит вновь попадает в организм человека и цикл повторяется.

Профилактика

Важным условием проведения мероприятий против распространения малярии является своевременное выявление больных с помощью анализов, а также незамедлительное лечение их в стационаре.

Кроме того, используются следующие действия по предупреждению размножения малярийного плазмодия:

Осушение болот, обеззараживание водоемов.
Уничтожение комаров репеллентами.
Защита жилых и общественных помещений специальными сетками.
Дезинфицирующая обработка предметов и инструментов для медицинских инъекций.

Эффективной вакцины против малярии сегодня не существует, поэтому профилактические меры для предотвращения заражения плазмодием очень важны.

Развитие малярии при отсутствии лечения угрожает человеку образованием тромбов из эритроцитов, которые могут заблокировать кровеносные сосуды. Как следствие: нарушения состава крови, гипоксия клеток печени, легких, мозга, почек. Малярийный плазмодий поражает системы кровообращения, пищеварения, дыхания. Дисфункции органов — это кома и смерть.

Бесполое размножение

[править]Этиология и эпидемиология

Малярия представляет собой паразитарную болезнь, которую вызывают 5 видов простейших из рода Plasmodium (плазмодии): Plasmodium vivax, Plasmodium ovale, Plasmodium malariae, Plasmodium falciparum и Plasmodium knowlesi.

Plasmodium vivax (Grassi et Feletti, 1890) (Labbe, 1899) — возбудитель трёхдневной малярии; Plasmodium malariae (Laveran, 1881) (Grassi et Feletti, 1890) — возбудитель четырёхдневной малярии; Plasmodium falciparum (Welch, 1897) — возбудитель тропической малярии; Plasmodium ovale (Stephens, 1922) — возбудитель овале малярияи.

Plasmodium knowlesi представляет собой новый вид патогенных для человека плазмодиев. Он поражает людей в Юго-Восточной Азии.

Возбудители Малярия различаются по ряду признаков: вирулентности, устойчивости к воздействию химиотерапевтических препаратов, длительности инкубационного периода, иммунологический характеристикам, способности заражать комаров и пр.

Возбудители инфекции характеризуются сложным циклом развития со сменой хозяина. Бесполое развитие (шизогония) происходит в организме человека, половое развитие (спорогония) — в организме самок комаров рода Anopheles.

В организме человека различают две фазы развития возбудителей малярии: в клетках печени — экзоэритроцитарную (внеэритроцитарную, тканевую) шизогонию и в эритроцитах — эритроцитарнуюшизогонию.

Человек заражается в момент инокуляции (впрыскивания) самкой малярийного комара одной из стадий жизненного цикла возбудителя (так называемых спорозоитов) в кровь или лимфатическую систему, которое происходит при кровососании.

С кровью и лимфой спорозоиты заносятся в печень и внедряются в гепатоциты, округляются и превращаются в трофозоиты (начало экзоэритроцитарной шизогонии). Здесь они затем превращаются в экзоэритроцитарные шизонты.

Шизонт созревает в зависимости от вида плазмодия в течение 5−15 суток. Ядро и цитоплазма шизонта многократно делятся, образуя до 10−50 тысяч экзоэритроцитарных мерозоитов овальной или удлинённой формы, длиной около 2,5 мкм и шириной 5 мкм, которые выходят в плазму крови.

У возбудителей малярии человека экзоэритроцитарная фаза развития ограничена одной генерацией. Продолжительность её у P. falciparum около 6 суток, у P. vivax — 8, у P. ovale — 9, у P. malariae — 15 суток.

Малярия — трансмиссивная болезнь, её передают человеку членистоногие переносчики — малярийные комары Anopheles, имеющих широкое распространение (из материков их нет только в Антарктиде). Известно более 450 видов этих комаров. Обитают малярийные комары и на территории РФ (примерно 10 видов), что обуславливает угрозу возвращения этой инфекции в Россию[2].

Также возможно заражение при переливании крови.

Окончательный хозяин

Опасные симптомы

Источники малярийной инфекции

Малярийный плазмодий относится к типу Apicomplexa (класса Споровики). Комары с плазмодиями, опасными для человека, обитают в странах, где умеренные, тропические, субтропические климатические условия. Минимальная суточная температура, благоприятная для размножения + 16 градусов.

Источниками инфекционных заболеваний являются зараженные малярийными плазмодиями люди.

Пути передачи:

укусы комаров Anopheles,
процедуры переливания крови, инъекции,
трансплацентарно — при беременности,
от больных рожениц к детям.

Малярия отличается сезонным (летне – осенним) характером, что объясняется активизацией размножения комаров.

Бразилия, Вьетнам, Шри-Ланка, Индия, Колумбия, Европа.
Малярийный плазмодий обитает на побережьях Средиземного моря и Красного.
А также на Украине, в Таджикистане, Казахстане, Грузии, Азербайджане, Узбекистане.
Отмечается наличие Зараженных комаров в Белоруссии, России.

Вспышки заболеваний наблюдаются повсюду, за исключением областей Антарктиды, при условии проживания в регионе больных малярией людей и комаров, зараженных плазмодием.

Массовые миграции народа из одной страны в другую, развитие туризма приводят к пандемии (эпидемиям) малярии, поэтому число людей, подвергаемых заболеваемости малярией в мире постоянно возрастает.

Открыт фермент, позволяющий возбудителям малярии выживать в желудке комаров — Наука

ТАСС, 23 июля. Китайские молекулярные биологи обнаружили, что ключевую роль в выживании малярийного плазмодия в кишечнике комаров играет фермент ATP7, чьи молекулы помогают клеткам паразита выживать внутри стенок пищеварительной системы насекомых. Выводы ученых были опубликованы в статье в журнале Science Advances.

«Мы обнаружили, что фермент ATP7 играет ключевую роль в выживании плазмодия в пищеварительной системе комаров. Подавление его работы не мешает паразиту проникать в органы насекомых, однако клетки кишечника начинают быстро уничтожать плазмодий, что предотвращает дальнейшую передачу малярии», — пишут исследователи.

Группа китайских биологов под руководством Юаня Цзина, профессора Сямыньского университета в Фуцзяне (Китай) уже много лет разрабатывает альтернативные методы борьбы с малярией, нацеленные не на уничтожение клеток самого паразита, а на формирование сбоев в цикле его размножения.

Дело в том, что споры плазмодия, способные заражать человека, отсутствуют в организме носителей малярии. Они формируются в пищеварительном тракте комаров, куда их прародители попадают вместе с кровью больных. Данный процесс протекает в несколько стадий, во время которых паразиты обмениваются ДНК, проникают в стенки желудка насекомых и формируют огромное количество спорозоитов, заразной формы плазмодия.

Новый подход к борьбе с малярией

Ученых давно интересует то, как плазмодий избегает внимания иммунитета насекомых во время формирования спорозоитов и при их попадании в кровеносную систему. Китайские ученые попытались получить ответ на этот вопрос, случайным образом отключая одиночные гены в ДНК плазмодия вида Plasmodium yoelii и наблюдая за тем, как повреждение этих участков генома влияло на жизненный цикл паразита.

Эти наблюдения указали на то, что вероятность выживания возбудителя малярии в кишечнике насекомых резко падала, если ученые отключали ген ATP7. Данный участок ДНК, как объясняют биологи, содержит в себе инструкции по сборке молекул фермента, который относится к категории так называемых аденозин трифосфатаз. В прошлом, подобные молекулы не связывались со способностью плазмодия избегать иммунной реакции, так как эти ферменты участвуют в транспортировке молекул из внешней среды в клетку.

Точные механизмы этого фермента пока остаются загадкой для ученых, однако наблюдения за поведением плазмодия в организме комаров показывают, что он играет критически важную роль в выживании паразита после его проникновения в стенки желудка. В частности, удаление ATP7 приводило к тому, что все «заготовки» спорозоитов исчезали из желудочной ткани за несколько часов, чего не происходит при наличии полноценной копии этого гена.

Дальнейшее изучение работы ATP7, как надеются ученые, поможет им открыть способы подавления работы этого фермента в клетках плазмодия, проникающих в организм малярийных комаров вместе с кровью больных. Это позволит резко снизить скорость распространения малярии и защитить миллионы людей от инфекции, подытожили профессор Юань Цзин и его коллеги.

Модифицированный малярийный возбудитель тормозит малярию

Вакцина с генетически изменённым плазмодием замедляет размножение паразита и в некоторых случаях полностью защищает от болезни.

За коронавирусными страстями не стоит забывать о других инфекциях. Вот, например, малярия – два года назад, по статистике Всемирной организации здравоохранения, было зарегистрировано 228 млн новых случаев малярии и 405 тыс. смертей, причём больше половины смертей приходилось на детей до пяти лет. Хотя большинство заболевших – жители Африки и не самых развитых стран Азии, малярия встречается, например, и в Западной Европе, где заболевают около 10 тыс. человек ежегодно. Вакцина от малярии могла бы тут очень помочь, но её до сих пор нет, хотя над ней работают уже не один десяток лет.

Малярийный плазмодий на эритроците. (Иллюстрация: Imperial College London)

Малярийный плазмодий, растущий в клетке печени. (Фото: António M. Mendes / Universidade de Lisboa)

‹

›

Вакцина должна научить иммунитет вовремя распознавать патоген: вирус, бактерию или паразитическое простейшее, вроде возбудителя малярии. (На всякий случай напомним, что малярийные плазмодии – это не вирусы и не бактерии, а эукариотические одноклеточные организмы, относящиеся к типу Споровиков.) Для обучения иммунитета можно взять, например, какой-нибудь характерный белок, свойственный конкретному патогену, и ввести его человеку. Потом, если в человеке появится настоящий возбудитель болезни, иммунитет его очень быстро узнает и быстро от него избавится. Одна из экспериментальных противомалярийных вакцин использует белок, который есть у плазмодиев и который должен вызывать сильный иммунный ответ. Однако, как пишет портал The Scientist, клинические испытания пока что говорят о том, что вакцина с этим белком небезопасна и хорошо срабатывает только у 40% вакцинированных.

Другой вариант – использовать самого возбудителя болезни, но сильно ослабленного (или аттенуированного), чтобы он просто не мог размножаться и вредить. Например, плазмодия можно ослабить радиоактивным излучением, и такие вакцины опять же проходят клинические испытания – по некоторым данным, более 80% людей, вакцинированных облучённым плазмодием, становятся нечувствительными к малярии. Но в такой вакцине лишь часть паразитов ослабляется так, чтобы остаться при этом в живых, и потому может служить тренировочной куклой для иммунитета. Часть же плазмодиев от излучения просто гибнет, а мёртвые они бесполезны. Так что для приготовления вакцины нужно очень много паразитов и очень много комаров.

Исследователи из Лейденского университета, Университета Неймегена и Лиссабонского университета предлагают более экономичный вариант вакцины – на основе генетически модифицированных плазмодиев. В очень сложном жизненном цикле малярийного плазмодия есть стадия, когда он должен попасть в печень человека, где он размножается и переходит из одной стадии в другую. С помощью методов генной инженерии плазмодия лишили двух генов, которые необходимы ему для печёночной стадии. Такой паразит просто существует какое-то время в крови, но в печени жить не может, и не может перейти в следующую форму, которая размножается в эритроцитах. И пока такой ущербный плазмодий бессильно плавает в крови, он может стать учебным пособием для иммунитета.

В эксперименте участвовали 25 человек, которым трижды, с интервалом в 8 недель, вводили модифицированного плазмодия. Вакцину все выдержали хорошо, и в крови у них появились антитела против паразита. Когда же им ввели настоящего, немодифицированного плазмодия, то у трёх человек он вообще не смог прижиться, а у остальных двадцати двух он развивался с сильным запозданием – то есть иммунная система тормозила развитие малярии. Впрочем, «замедляла» – не значит предотвращала. Уровень паразита в крови всё-таки дорос до определённого уровня, и подопытным дали антималярийные препараты, чтобы задавить малярию в зародыше.

В другом исследовании взяли мышиного плазмодия, и ввели в него ген, кодирующий белок плазмодия человеческого. У такой вакцины тоже не было побочных эффектов, и после неё в крови появлялись антитела против белка человеческого плазмодия. Потом двадцати четырём подопытным вводили настоящего плазмодия, и на сей раз у всех его развитие удалось лишь затормозить; полностью нечувствительных к плазмодию среди участников эксперимента не оказалось. Результаты исследований описаны в двух статьях в Science Translational Medicine.

Возможно, эффективность генетически модифицированных вакцин удастся повысить, либо изменив схему вакцинации, либо поработав над самим вакцинным плазмодием, сделав его более иммуногенным. Такие вакцины могли бы стать более дешёвым и более безопасным аналогом тех, в которых плазмодия обезвреживают радиацией: во-первых, для генетически модифицированной вакцины нужно намного меньше плазмодиев (потому что все они одинаковы по свойствам, и среди множества нет мёртвых и бесполезных), во-вторых, у модифицированных плазмодиев нет никакого шанса вернуться в нормальное состояние, и потому нет риска, что из-за вакцины начнётся полноценная малярия.

Parasitemia_and_LifeCycle.pub

% PDF-1.6 % 54 0 объект > эндобдж 82 0 объект > эндобдж 107 0 объект > эндобдж 51 0 объект > поток Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows) PScript5.dll Версия 5.22009-06-04T10: 56: 06-04: 002009-06-04T10: 43: 53-04: 002009-06-04T10: 56: 06-04: 00application / pdf

Parasitemia_and_LifeCycle.pub

gqa4

uuid: 3c0760a5-23d8-4a9a-a2f0-fae4b403c22cuuid: a5beb09c-d132-4228-a95e-cb4ad602dfb121273NCCL-24118015032NCCL014-126003110 конечный поток эндобдж 50 0 объект > эндобдж 81 0 объект > эндобдж 48 0 объект > эндобдж 49 0 объект > эндобдж 84 0 объект > эндобдж 108 0 объект > эндобдж 83 0 объект > эндобдж 111 0 объект > эндобдж 120 0 объект > эндобдж 97 0 объект > эндобдж 124 0 объект > эндобдж 89 0 объект > эндобдж 99 0 объект > эндобдж 91 0 объект > эндобдж 95 0 объект > эндобдж 101 0 объект > эндобдж 93 0 объект > эндобдж 116 0 объект > эндобдж 118 0 объект > эндобдж 1 0 объект > / ColorSpace> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / ExtGState >>> / Type / Page >> эндобдж 129 0 объект > поток HWnH} WRfw H «lqhY.NU_kr {ͮonV, 2_źI #! OS \ FVs} _P + 6L | X5o & 1De | [s * yvp GT1% «R2%» $ ے iIx # ·

$ 3

Стадии полного жизненного цикла Plasmodium falciparum и стадии печени Plasmodium ovale у гуманизированных мышей

W.H.O. Всемирный доклад о малярии, 2013 г. http://www.who.int/malaria/publications/world_malaria_report_2013/en/ (2013 г.).

Галински, М. Р., Мейер, Э. В. и Барнуэлл, Дж. У. Plasmodium vivax : современные стратегии изучения жизненного цикла стойких паразитов. Adv.Паразитол. 81 , 1–26 (2013).

Артикул Google ученый

Dembele, L. et al. Персистенция и активация гипнозоитов малярии в долгосрочных первичных культурах гепатоцитов. Nat. Med. 20 , 307–312 (2014).

CAS Статья Google ученый

March, S. et al. Платформа печени человека в микромасштабе, которая поддерживает стадии печени Plasmodium falciparum и vivax . Cell. Хозяин. Микроб. 14 , 104–115 (2013).

CAS Статья Google ученый

Mazier, D. et al. Полное развитие печеночных стадий Plasmodium falciparum in vitro . Наука 227 , 440–442 (1985).

ADS CAS Статья Google ученый

Sattabongkot, J. et al. Создание линии гепатоцитов человека, которая поддерживает in vitro развитие экзоэритроцитарных стадий малярийных паразитов Plasmodium falciparum и P.vivax . Am. J. Trop. Med. Hyg. 74 , 708–715 (2006).

CAS Статья Google ученый

Zou, X., House, B. L., Zyzak, M. D., Richie, T. L. и Gerbasi, V. R. На пути к оптимизированному ингибированию анализа стадии развития печени (ILSDA) для Plasmodium falciparum . Малар. Дж. 12 , 394 (2013).

Артикул Google ученый

Холлингдейл, М.Р., Коллинз, В. Э., Кэмпбелл, К. и Шварц, А. Л. Культура in vitro двух популяций (делящейся и неделящейся) экзоэритроцитарных паразитов Plasmodium vivax . Am. J. Trop. Med. Hyg. 34 , 216–222 (1985).

CAS Статья Google ученый

Mazier, D. et al. Культивирование печеночных форм Plasmodium vivax в гепатоцитах человека. Nature 307 , 367–369 (1984).

ADS CAS Статья Google ученый

Mazier, D., Renia, L. и Snounou, G. Упреждающий удар по скрытым печеночным формам малярии. Nat. Rev. Drug. Discov. 8 , 854–864 (2009).

CAS Статья Google ученый

Legrand, N. et al. Гуманизированные мыши для моделирования инфекционных заболеваний человека: проблемы, прогресс и перспективы. Клеточный микроб-хозяин. 6 , 5–9 (2009).

CAS Статья Google ученый

Мур, Дж. М., Кумар, Н., Шульц, Л. Д. и Раджан, Т. В. Поддержание малярийного паразита человека, Plasmodium falciparum , у мышей scid и передача гаметоцитов комарам. J. Exp. Med. 181 , 2265–2270 (1995).

CAS Статья Google ученый

Моросан, С.и другие. Развитие Plasmodium falciparum на стадии печени в гуманизированной модели мыши. J. Infect. Дис. 193 , 996–1004 (2006).

CAS Статья Google ученый

Sacci, J. B. Jr. et al. Plasmodium falciparum Инфекция и развитие экзоэритроцитов у мышей с химерной печенью человека. Внутр. J. Parasitol. 36 , 353–360 (2006).

CAS Статья Google ученый

Angulo-Barturen, I.и другие. Мышиная модель falciparum -malaria путем отбора in vivo компетентных штаммов у немиелодеплетированных мышей, прививаемых эритроцитами человека. PLoS ONE 3 , e2252 (2008 г.).

ADS Статья Google ученый

Arnold, L. et al. Дальнейшие улучшения модели гуманизированных мышей P. falciparum . PLoS ONE 6 , e18045 (2011).

ADS CAS Статья Google ученый

Морено, А.и другие. Течение инфекций и патологии у иммуномодулированных мышей NOD / LtSz-SCID, инокулированных лабораторными линиями и клиническими изолятами Plasmodium falciparum . Внутр. J. Parasitol. 36 , 361–369 (2006).

CAS Статья Google ученый

Azuma, H. et al. Устойчивое распространение гепатоцитов человека у мышей Fah ^{— / —} / Rag2 ^{— / —} / Il2rg ^{— / —}. Nat. Biotechnol. 25 , 903–910 (2007).

CAS Статья Google ученый

Vaughan, A. M. et al. Завершить развитие на стадии печени Plasmodium falciparum у химерных мышей. J. Clin. Инвестировать. 122 , 3618–3628 (2012).

CAS Статья Google ученый

Hasegawa, M. et al.Восстановленная «гуманизированная печень» у мышей TK-NOG является зрелой и функциональной. Biochem. Биофиз. Res. Commun. 405 , 405–410 (2011).

CAS Статья Google ученый

Hu, Z., Van Rooijen, N. & Yang, Y. G. Макрофаги предотвращают восстановление эритроцитов человека у мышей с иммунодефицитом. Кровь 118 , 5938–5946 (2011).

CAS Статья Google ученый

Джеффри Г.М., Уолкотт, Г. Б., Янг, М. Д. и Уильямс, Д. мл. Экзоэритроцитарные стадии Plasmodium falciparum . Am. J. Trop. Med. Hyg. 1 , 917–925 (1952).

CAS Статья Google ученый

Dembele, L. et al. На пути к модели in vitro гипнозоитов Plasmodium , подходящей для открытия лекарств. PLoS ONE 6 , e18162 (2011).

ADS CAS Статья Google ученый

Гюнтер, К.и другие. Экспортируемый белок Plasmodium falciparum синтезируется как интегральный мембранный белок. Мол. Biochem. Паразитол. 46 , 149–157 (1991).

CAS Статья Google ученый

Ragge, K. et al. Биосинтез in vitro и транслокация через мембрану богатого серином белка Plasmodium falciparum . Мол. Biochem. Паразитол. 42 , 93–100 (1990).

CAS Статья Google ученый

Delplace, P., Dubremetz, J. F., Fortier, B. & Vernes, A. 50 килодальтонный экзоантиген, специфичный для стадии высвобождения-реинвазии мерозоитов Plasmodium falciparum . Мол. Biochem. Паразитол. 17 , 239–251 (1985).

CAS Статья Google ученый

Кокен, К. Х.и другие. Точное время экспрессии трансгена, полученного из Plasmodium falciparum , в Plasmodium berghei является критическим детерминантом последующей субклеточной локализации. J. Biol. Chem. 273 , 15119–15124 (1998).

CAS Статья Google ученый

Роджер Н. и др. Характеристика роптрийного белка массой 225 килодальтон Plasmodium falciparum . Мол.Biochem. Паразитол. 27 , 135–141 (1988).

CAS Статья Google ученый

Baer, K., Klotz, C., Kappe, S.H., Schnieder, T. & Frevert, U. Выделение мерозоитов Plasmodium yoelii из печени в микрососуды легких. PLoS. Патог. 3 , e171 (2007).

Артикул Google ученый

Штурм, А.и другие. Манипулирование гепатоцитами хозяина малярийным паразитом для доставки в синусоиды печени. Наука 313 , 1287–1290 (2006).

ADS CAS Статья Google ученый

Dreyer, A. M. et al. Пассивная иммунная защита мышей, инфицированных Plasmodium falciparum , определяет CyRPA в качестве кандидатного антигена вакцины против малярии. J. Immunol. 188 , 6225–6237 (2012).

CAS Статья Google ученый

Garnham, P.C. et al. Преэритроцитарная стадия Plasmodium ovale . Пер. R. Soc. Троп. Med. Hyg. 49 , 158–167 (1955).

CAS Статья Google ученый

Millet, P. et al. Plasmodium ovale : наблюдения за развитием паразита в гепатоцитах обезьяны Саймири in vivo, и in vitro, , в отличие от его неспособности вызывать паразитемию. Exp. Паразитол. 78 , 394–399 (1994).

CAS Статья Google ученый

Брей Р. С. и Гандерс А. Э. Исследования малярии у шимпанзе. XI. Ранние формы преэритроцитарной фазы Laverania falcipara . Am. J. Trop. Med. Hyg. 12 , 13–18 (1963).

CAS Статья Google ученый

Коллинз, W.E. et al. Заражение шимпанзе нигерийским штаммом I / CDC Plasmodium ovale . Am. J. Trop. Med. Hyg. 37 , 455–459 (1987).

CAS Статья Google ученый

Mazier, D. et al. Plasmodium ovale: in vitro развитие печеночных стадий. Exp. Паразитол. 64 , 393–400 (1987).

CAS Статья Google ученый

Подбородок, W., Contacos, P. G. & Buxbaum, J. N. Передача западноафриканского штамма Plasmodium ovale через Anopheles freeborni и Anopheles maculatus . Am. J. Trop. Med. Hyg. 15 , 690–693 (1966).

CAS Статья Google ученый

Чин В. и Коатни Г. Р. Активность рецидива при инфекциях, вызванных спорозоитом, с западноафриканским штаммом Plasmodium ovale . Am. J. Trop. Med. Hyg. 20 , 825–827 (1971).

CAS Статья Google ученый

Meis, J. F. et al. Plasmodium falciparum : исследования зрелых экзоэритроцитарных форм в печени шимпанзе, Pan troglodytes . Exp. Паразитол. 70 , 1–11 (1990).

CAS Статья Google ученый

Шорт, Х.Э., Фэрли Н. Х., Ковелл Г., Шут П. Г. и Гарнхэм П. С. Преэритроцитарная стадия Plasmodium falciparum . Пер. R. Soc. Троп. Med. Hyg. 44 , 405–419 (1951).

CAS Статья Google ученый

Брей Р. С. и Гандерс А. Э. Исследования малярии у шимпанзе. IX. Распределение преэритроцитарных форм Laverania falcipara . Am. Дж.Троп. Med. Hyg. 11 , 437–439 (1962).

CAS Статья Google ученый

Badell, E. et al. Малярия человека у мышей с ослабленным иммунитетом: модель in vivo для изучения механизмов защиты против Plasmodium falciparum . J. Exp. Med. 192 , 1653–1660 (2000).

CAS Статья Google ученый

Хименес-Диас, М.B. et al. Улучшенная модель малярии на мышах с использованием компетентных штаммов Plasmodium falciparum и немиелодеплетированных NOD- scid IL2Rγ ^null мышей, привитых эритроцитами человека. Антимикробный. Агенты Chemother. 53 , 4533–4536 (2009).

CAS Статья Google ученый

Талман, А. М., Домарл, О., Маккензи, Ф. Э., Эри, Ф. и Роберт, В. Гаметоцитогенез: половое созревание Plasmodium falciparum . Малар. J. 3 , 24 (2004).

Артикул Google ученый

Wijayalath, W. et al. Гуманизированные мыши HLA-DR4.RagKO.IL2RgammacKO.NOD (DRAG) поддерживают сложный жизненный цикл позвоночных, вызванный малярией Plasmodium falciparum. Малар Дж. 13 , 386 (2014).

Артикул Google ученый

Mikolajczak, S.A. et al. Plasmodium vivax Стадия развития печени и стойкость гипнозоитов у химерных мышей печени человека. Клеточный микроб-хозяин. 17 , 526–535 (2015).

CAS Статья Google ученый

Xu, D. et al. Фиалуридин вызывает острую печеночную недостаточность у химерных мышей TK-NOG: модель для выявления токсичности лекарственного средства для печени до тестирования на людях. PLoS. Med. 11 , e1001628 (2014).

Артикул Google ученый

Hu, Y., Ву, М., Нишимура, Т., Чжэн, М. и Пельц, Г. Фармакогенетический анализ человека на химерных мышах с «гуманизированной печенью». Pharmacogenet. Геномика 23 , 78–83 (2013).

CAS Статья Google ученый

Rougemont, M. et al. Обнаружение четырех видов Plasmodium в крови человека с помощью субъединиц гена 18S рРНК и видоспецифичных ПЦР в реальном времени. J. Clin. Microbiol. 42 , 5636–5643 (2004).

CAS Статья Google ученый

Renia, L. et al. Детерминанта малярийного теплового шока, экспрессируемая на поверхности инфицированных гепатоцитов, является мишенью для антителозависимых клеточно-опосредованных цитотоксических механизмов непаренхимными клетками печени. Eur. J. Immunol. 20 , 1445–1449 (1990).

CAS Статья Google ученый

Фабер, Б.W. et al. Разнообразие, охватывающее слитые белки AMA1-MSP119 в качестве вакцин против малярии. Заражение. Иммун. 81 , 1479–1490 (2013).

CAS Статья Google ученый

Жизненный цикл плазмодия

Plasmodium видов, которые инфицируют людей

До недавнего времени было четыре вида Plasmodium , которые считались ответственными за малярию у людей: P. vivax , P.falciparum , P. ovale и P. malariae . В 2008 году P. knowlesi , вид, который раньше заражал исключительно человекообразных обезьян из рода Macaque , был признан ВОЗ пятым видом плазмодиев , инфицирующим людей.

Пути передачи

Основной путь передачи болезни — укусы инфицированных комаров Anopheles, которые ранее питались кровью человека с паразитемией.Менее распространенные пути передачи — переливание инфицированной крови, трансплантация, инфицированные иглы и от матери к ее плоду во время беременности.

Плазмодий жизненный цикл

Жизненный цикл (рис. 1) почти одинаков для всех пяти видов, заражающих людей, и состоит из трех стадий:

(I) заражение человека спорозоитами
(II) бесполое размножение
(III) половое размножение

Две первые стадии происходят исключительно в человеческом теле, а третья начинается в человеческом теле и завершается в организме комара.

Рис. 1. Жизненный цикл плазмодия
(Источник: Open Course Ware)

Заражение человека начинается, когда инфицированная самка комара Anopheles кусает человека и вводит инфицированную спорозоитами слюну в кровоток . Это первая стадия жизни плазмодия ( стадия заражения ).

Следующая стадия жизненного цикла малярии — это стадия бесполого размножения, которая делится на различные фазы: преэритроцитарную (или, лучше сказать, экзоэритроцитарную ) и эритроцитарную фазу .Спустя всего 30-60 минут после заражения паразитами спорозоиты попадают через кровообращение к своей первой цели, печени . Спорозоиты попадают в клетки печени и начинают делиться, что приводит к созданию шизонтов через 6-7 дней. Каждый шизонт рождает тысячи мерозоитов ( экзоэритроцитов шизогония ), которые затем попадают в кровоток, отмечая конец экзоэритроцитарной фазы бесполой репродуктивной стадии.

Следует отметить, что в отношении P. vivax и P. ovale спорозоиты могут не следовать стадии воспроизводства и оставаться в состоянии покоя ( гипнозоитов ) в печени; они могут активироваться через долгое время, что приведет к рецидивам, попадающим в кровоток (в виде мерозоитов) через несколько недель, месяцев или даже лет. Экзоэритроцитарная фаза не является патогенной и не вызывает симптомов или признаков заболевания. Его продолжительность не одинакова для всех видов паразитов.

Мерозоиты , выпущенные в кровоток, направляются к своей второй цели, эритроцитам (эритроцитам). Проникая в клетки, они отмечают начало эритроцитарной фазы. Первая стадия после вторжения — это кольцевая стадия, которая превращается в трофозоит . Трофозоиты не могут переваривать гем, поэтому они превращают его в гемозоин и переваривают глобин, который используется в качестве источника аминокислот для их воспроизводства. Следующая клеточная стадия — это эритроцитарный шизонт (сначала незрелый, а затем зрелый шизонт).Каждый зрелый шизонт рождает мерозоитов нового поколения ( эритроцитарная шизогония ), которые после разрыва эритроцитов высвобождаются в кровоток для вторжения в другие эритроциты. Именно тогда возникает паразитемия и появляются циничные проявления. Фаза печени происходит только один раз, в то время как фаза эритроцитов проходит несколько циклов; высвобождение мерозоитов после каждого цикла создает фебрильные волны.

Второй сценарий в эритроцитах — это дифференцировка паразита на мужские и женские гаметоцитов , что является непатогенной формой паразита.Когда самка комара Anopheles кусает инфицированного человека, она поглощает эти гаметоциты вместе с кровью (комары могут заразиться, только если они едят в период, когда гаметоциты циркулируют в крови человека). Затем гаметоциты созревают и превращаются в микрогамет, (мужские) и макрогамет, (женские) в процессе, известном как гаметогенез. Время, необходимое для созревания гаметоцитов, различается для каждого вида плазмодия: 3-4 дня для P. vivax и P.ovale , 6-8 дней для P. malariae и 8-10 дней для P. falciparum .

В кишечнике комара ядро микрогаметы делится три раза, образуя восемь ядер; каждое ядро оплодотворяет макрогамету, образуя зиготу . Зигота после слияния ядер и оплодотворения становится так называемой оокинетой . Таким образом, оокинета проникает через стенку средней кишки комара, где проникает в образование, называемое ооцистой. Внутри ооцисты ядро оокинеты делится с образованием тысяч спорозоитов ( спорогоний ).Это конец третьей стадии (стадии полового размножения / спорогонии). Спорогония длится 8-15 дней .

Разрывы ооцист и спорозоиты попадают в полость комара и попадают в его слюнные железы, но лишь нескольким сотням спорозоитов удается проникнуть внутрь. Таким образом, когда вышеупомянутый инфицированный комар принимает пищу с кровью, он вводит свою инфицированную слюну следующей жертве, знаменуя начало нового цикла.

Продолжительность каждой описанной выше фазы различна для каждого из плазмодиев, как показано в Таблице 1 ниже.

	Виды Plasmodium
	*П. vivax*	P. ovale	P. malariae	P. falciparum
Проэритроцитарная фаза (дни)	6-8	9	14–16	5-7
Эритроцитарный цикл (часы)	48	50	72	48
Инкубационный период (дни)	12-17 месяцев или даже 6-12 месяцев	16-18 и более	18-40 и более	9-14
Спорогоны (сут)	8-10	12-14	14–16	9-10

Жизненный цикл малярии; вот все, что вам нужно знать

Жизненный цикл малярийного паразита включает двух хозяев.Прочтите всю историю, чтобы узнать все о жизненном цикле малярийного паразита.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Малярия обычно передается людям через укусы самок комаров рода Anopheles.
Паразиты стадии крови ответственны за появление симптомов малярии у людей.
Зараженный комар действует как переносчик и переносит болезнь от одного человека к другому.

Малярия обычно передается людям через укусы самок комаров рода Anopheles.Это опасное для жизни заболевание, передаваемое комарами, при котором инфицированные комары переносят паразитов Plasmodium, и после укуса человека паразит попадает в их кровоток.

Малярия чрезвычайно распространена в тропическом и субтропическом климате с жаркими и влажными погодными условиями, где паразиты могут жить и обычно активны.

Примечательно, что малярия может передаваться при переливании крови, донорстве органов и даже при использовании игл для подкожных инъекций.

Комары Anopheles

Комары Anopheles имеют четыре стадии своего жизненного цикла: яйцо, личинка, куколка и взрослая особь.Эти комары откладывают яйца в самых разных пресных или солоноватых водоемах. Следовательно, первые три этапа являются водными и длятся около 7-14 дней. Обычно малярию передают самки комара Anopheles старшего возраста. Однако вид Anopheles, присутствующий на территории в определенный момент времени, влияет на интенсивность передачи малярии.

P. falciparum, который также является разновидностью паразита, может вызвать более тяжелую форму малярии, которая может даже увеличить риск смерти.

Все о жизненном цикле малярийного паразита

Самки комаров, такие как Anopheles, сосут человеческую кровь (питаются кровью) для производства яиц.Интересно, что эта кровяная еда является связующим звеном между человеком и комарами-хозяевами в жизненном цикле паразитов. В основном естественная история малярии связана с циклическим заражением людей и самок комаров Anopheles.
Люди заражаются малярией, когда их кусает комар, инфицированный паразитами плазмодий. Затем паразит попадает в их кровоток. Более того, они растут и размножаются сначала в клетках печени, а затем в эритроцитах крови, в результате чего инфицированные клетки лопаются.Следовательно, паразиты, растущие внутри эритроцитов, высвобождают дочерних паразитов, которые продолжают цикл, вторгаясь в другие эритроциты.

Паразиты на стадии крови несут ответственность за возникновение симптомов малярии у людей. Однако, когда эти формы паразитов попадают в организм самки комара Anopheles во время кормления кровью, они начинают цикл роста и размножения у комара, после чего форма паразита, называемая спорозоитом, мигрирует в слюнные железы комара.
Теперь, когда комар Anopheles высасывает кровь другого человека, вводится антикоагулянтная слюна вместе со спорозоитами, которые затем мигрируют в печень, в конечном итоге начиная новый цикл.

Таким образом, инфицированный комар действует как переносчик и переносит болезнь от одного человека к другому. Также инфицированный человек передает паразита комару, поэтому москитный переносчик не страдает от присутствия паразитов.

Жизненный цикл малярийного паразита включает двух хозяев

Размножение паразитов у комара известно как спорогонический цикл.Кроме того, в жизненном цикле малярийного паразита участвуют два хозяина. Во время приема пищи самка москита Anopheles, зараженная малярией, вводит спорозоиты в организм человека-хозяина, после чего спорозоиты заражают клетки печени и превращаются в шизонтов, высвобождая мерозоиты. Инокуляция спорозоитов новому человеку-хозяину продолжает жизненный цикл малярии.

ПОДРОБНЕЕ | Малярия: узнайте типы малярии и советы по предотвращению болезни

ПОДРОБНЕЕ | Малярия: как лечится? Вот все, что вам нужно знать

Щелкните здесь, чтобы перейти к IndiaToday.в полном освещении пандемии коронавируса.

Границы | Освещение жизненного цикла малярийных паразитов: биолюминесцентный плазмодий в фундаментальных и прикладных исследованиях

Введение

Половина населения мира подвержена риску малярии (Всемирная организация здравоохранения, 2013 г.), наиболее распространенного и тяжелого паразитарного заболевания, передаваемого комарами (White et al., 2014). Пять видов простейших из рода Plasmodium инфицируют людей: Plasmodium falciparum и P.vivax , вызывающий более 200 миллионов случаев в год, и P. falciparum , вызывающий практически все 6–700 000 случаев смерти в год (2013 г.), зарегистрированных в основном среди детей в странах Африки к югу от Сахары.

Малярийный паразит проявляет сложный жизненный цикл с участием комара Anopheles и позвоночного хозяина (рис. 1). Когда инфицированная самка комара кусает человека, спорозоиты Plasmodium перемещаются в печень и вторгаются в гепатоциты, где паразиты размножаются как печеночные шизонты, пока несколько тысяч мерозоитов не будут продуцированы и выпущены в кровоток.У P. vivax , но не у P. falciparum , некоторые печеночные паразиты вместо этого остаются неподвижными (гипнозоиты), возобновляя размножение и заражение через несколько недель или месяцев. При вторжении эритроцитов в кровоток Plasmodium паразиты подвергаются бесполой репликации, образуя зрелых шизонтов, разрыв которых высвобождает мерозоиты, которые вторгаются в новые эритроциты. Некоторые паразиты на стадии крови вместо этого дифференцируются на мужские и женские гаметоциты, которые при попадании в кровь комара активируются с образованием гамет.В результате слияния гамет в средней кишке насекомого образуется зигота, которая превращается в подвижную оокинету, пересекает стенку кишечника и превращается в ооцисту, в которой образуются тысячи спорозоитов. Жизненный цикл замыкается, когда спорозоиты, мигрировавшие из разорванной ооцисты в слюнные железы комара, вводятся новому человеку-хозяину в результате укуса насекомого.

РИСУНОК 1. Трансгенные биолюминесцентные малярийные паразиты на разных стадиях своего развития у позвоночных и комаров-хозяев .Центральная диаграмма представляет жизненный цикл Plasmodium , показывая прогрессию через стадии развития паразитов в комарах-переносчиках и в позвоночных-хозяевах. (A) Визуализация биолюминесценции (BLI) отдельных гаметоцитов Plasmodium falciparum , экспрессирующих люциферазу жука-щелкуна под действием промотора, специфичного для половой стадии. Изображение в ярком поле показывает иммобилизованные гаметоциты, выделенные зеленым цветом, среди неинфицированных эритроцитов; темное поле показывает сигнал биолюминесценции гаметоцитов, инкубированных с D-люциферином.Полоса увеличения: 15 мкм. (По материалам Cevenini et al., 2014). (B) BLI мыши, инфицированной бесполыми паразитами P. berghei , экспрессирующими слияние люциферазы светлячка с зеленым флуоресцентным белком (GFP). Тепловая карта биолюминесцентного сигнала идентифицирует места скопления паразитов (Воспроизведено с разрешения Claser et al., 2011). (C) Флуоресценция слитого белка люциферазы светлячка-GFP, экспрессируемого в спорозоитах P. falciparum, , содержащихся в ооцисте, и (D) , полученных при вскрытии инфицированных слюнных желез комаров.Полоса увеличения: 5 мкм. (E) Биолюминесцентный сигнал in vivo, полученный трансгенными паразитами на стадии печени P. falciparum , развивающимися в химерной печени гуманизированной мыши (C – E) , воспроизводится с разрешения Vaughan et al. (2012).

Патогенез малярии обусловлен стадиями бесполой крови. При клинических проявлениях малярии P. falciparum способность паразитов изолироваться в микроциркуляторном русле некоторых органов, включая мозг, является основной причиной серьезности заболевания и летального исхода (Miller et al., 2002; Milner et al., 2014; Sack et al., 2014). Следовательно, необходимость вылечить пациентов с симптомами традиционно побуждала усилия к поиску лекарств, нацеленных на паразитов бесполой стадии крови, часто недооценивая важность устранения также стадий передачи спорозоитов и гаметоцитов или, в случае P. vivax , гипнозоитов. Недавние тревожные сообщения из Юго-Восточной Азии о снижении чувствительности примерно инфекций P. falciparum к комбинированной терапии на основе производных артемизинина теперь требуют возобновления усилий по решению этой чрезвычайной ситуации в рамках глобальной стратегии борьбы с малярией и, в конечном итоге, искоренить этого смертоносного паразита.

Можно культивировать все стадии бесполой и половой крови P. falciparum in vitro , в отличие от P. vivax . Plasmodium видов, инфицирующих грызунов, также интенсивно изучались в качестве мышиных моделей аспектов малярии, причем P. berghei особенно использовались из-за его способности к генетическим манипуляциям. Напротив, технология трансгенеза у P. falciparum была сравнительно более проблематичной. Этот обзор направлен на то, чтобы подчеркнуть важность трансгенных паразитов Plasmodium , особенно тех, которые были созданы с помощью биолюминесцентных репортеров, как в изучении фундаментальной биологии плазмодия , так и в разработке эффективных противомалярийных препаратов.

Ферменты люциферазы катализируют светообразующие химические реакции биолюминесцентных организмов, в которых люминогенный субстрат (например, D-люциферин) окисляется в присутствии АТФ с образованием фотонов. Их можно точно измерить люминометром с чувствительностью и фактическим отсутствием фона, что сделало биолюминесцентные репортеры мощным и универсальным инструментом в биологии (Smale, 2010). Люциферазы занимают особое место в истории трансгенеза Plasmodium : первая плазмидная конструкция, успешно трансфицированная малярийными паразитами, содержала ген люциферазы светлячка ( Photynus pyralis ), экспрессия которого обусловлена промотором половой стадии паразита. ген, измерен в оокинетах паразита птиц P.gallinaceum (Goonewardene et al., 1993). Впоследствии репортеры люциферазы были использованы для оптимизации методов трансфекции паразитов Plasmodium (Epp et al., 2008; Hasenkamp et al., 2012), включая введение люциферазы из морских анютиных глазок Renilla reniformis , где использовали разные субстраты (D-люциферин и целентеразин) позволяли одновременно обнаруживать два репортера, продуцируемых паразитами (Militello and Wirth, 2003; Helm et al., 2010). С 1990-х годов при стабильной генетической трансформации разных видов Plasmodium (Waters et al., 1997), гены-репортеры люциферазы внесли большой вклад в выяснение ключевых аспектов малярийной инфекции, начиная с клеточной биологии паразита, трафика белков, функций генов и устойчивости к лекарствам, на нескольких стадиях развития на протяжении жизненного цикла Plasmodium (рис.1).

Жизненный цикл плазмодия

, отмеченный стадиями развития биолюминесцентных паразитов
Плазмодий Стадии комаров
Развитие половой стадии паразита у комара-переносчика имеет решающее значение для передачи Plasmodium , и поэтому выяснение биологии этого процесса может привести к разработке новых стратегий блокирования передачи малярии.Некоторые исследования биолюминесцентных паразитов подчеркнули важность посттранскрипционной регуляции, действующей на стабильность и трансляцию нескольких мРНК, включая те, которые кодируют основные белки поверхности гамет и оокинет (Mair et al., 2006). Например, анализы с люциферазными репортерами были основополагающими для идентификации регуляторных элементов в транскриптах поверхностных белков P25 и P28 P. gallinaceum и P. falciparum (Golightly et al., 2000; Oguariri et al., 2006).
Plasmodium , паразиты, экспрессирующие люциферазы, также улучшили разработку инструментов для прикладных исследований. Мощный биоанализ для определения способности паразитов заражать комаров основан на кормлении москитами культивированных гаметоцитов Plasmodium и используется для измерения эффекта от лекарств или антител, блокирующих передачу. Однако этот анализ технически сложен и требует времени, поскольку полученные ооцисты необходимо индивидуально подсчитывать у препарированных насекомых.После улучшений с использованием паразитов P. berghei , экспрессирующих зеленый флуоресцентный белок (GFP) на стадиях комара (Delves and Sinden, 2010), была разработана трансгенная линия паразита человека , линия P. falciparum , экспрессирующая люциферазу светлячка в ооцистах. . В результирующем стандартном анализе мембранного питания (SMFA), основанном на люминесценции, средняя интенсивность люминесценции отдельных и объединенных комаров точно определяла среднюю интенсивность ооцист, устраняя необходимость в вскрытии комаров и создавая основу для значительной масштабируемости SMFA (Stone et al., 2014).
Ближе к концу развития паразита у комара спорозоиты, образующиеся в ооцисте, мигрируют в слюнные железы насекомых. Количество спорозоитов слюнных желез, единственных комаров, заразных для млекопитающих-хозяев, является важным показателем развития комаров Plasmodium . Построение линии P. berghei , в которой слияние GFP-люциферазы специфически экспрессируется в спорозоитах, позволило провести простой и быстрый анализ нагрузки спорозоитом от целых комаров (Ramakrishnan et al., 2012).
Передача от комаров: спорозоиты и стадии печени
Спорозоиты Plasmodium , введенные инфицированным комаром человеку или грызуну-хозяину, начинают свое внутриклеточное развитие в гепатоцитах печени. Эта клинически бессимптомная стадия является мишенью для профилактических или вакцинных стратегий, особенно против P. vivax длительно действующих гипнозоитов.
Plasmodium стадия развития печени мало изучена по сравнению с стадиями крови отчасти потому, что анализы in vivo и in vitro , соответственно, на мышиных моделях и в культивируемых клетках печени ограничены необходимостью пожертвовать высокими показателями. численности мышей или неэффективностью инфицирования культивируемых клеток печени спорозоитом.Трансгенные спорозоиты, экспрессирующие люциферазу, улучшили стратегии обнаружения, введя биолюминесцентную визуализацию (BLI) и систему визуализации in vivo (IVIS) в анализе стадии развития паразитов печени у живых мышей и в культивируемых гепатоцитах. BLI в реальном времени требует инъекции субстрата люциферина в мышь или в рассеченный орган и усиленной видеокамеры с зарядовой связью для подсчета фотонов для измерения испускания фотонов (Franke-Fayard et al., 2006; Braks et al., 2013). BLI и IVIS с использованием люцифераз светлячков или морских анютиных глазок использовались для мониторинга в реальном времени прогрессирования паразитарной инфекции грызунов у всего животного или в конкретных органах (Ploemen et al., 2009; Annoura et al., 2013; Manzoni et al., 2014), а также для тестирования активности препаратов, направленных на инфекцию на стадии печени, с использованием трансгенных спорозоитов P. yoelii и P. berghei в клетках печени человека HepG2 или Huh-7 и на целых мышах (Mwakingwe et al. , 2009; Ramalhete et al., 2011, 2014; Derbyshire et al., 2012; Lacrue et al., 2013; Li et al., 2014; Marcsisin et al., 2014; Zuzarte-Luis et al., 2014). Для улучшения этих подходов идентификация промоторов паразитов, специфически активируемых при развитии печени, была достигнута у P.berghei , также в этом случае полагаясь на использование слияния трансгенной люциферазы-промотора (Helm et al., 2010).
Возможность надежного количественного определения паразитарной инфекции в гепатоцитах имеет важное значение при разработке противомалярийных вакцин. Чтобы преодолеть ограничения количественной оценки на основе qRT-PCR, было введено паразитов P. berghei , экспрессирующих слияние GFP-люциферазы, для оценки противомалярийного иммунитета как in vivo, так и у мышей, которые были вызваны спорозоитами, неспособными к размножению после облучения или хлорохина. профилактика и in vitro в клетках гепатомы печени человека Huh-7 (Ploemen et al., 2011; Миллер и др., 2013). Люцифераза, экспрессирующая спорозоитов P. berghei и P. falciparum , также была использована для оценки адекватности ослабления спорозоитов, полученного на этот раз путем генетической мутации, соответственно, в модели in vivo на мышиной малярии и в первичных гепатоцитах человека (Annoura et al. ., 2012; van Schaijk et al., 2014). Эти исследования подчеркнули роль клеточного роста иммунитета против спорозоитов, дефицитных по размножению. Роль опосредованного антителами иммунитета вместо этого была показана BLI экспрессирующих люциферазу спорозоитов паразита человека P.falciparum у мышей с гуманизированной печенью, показывая, что инфекция в этом органе снижается за счет пассивного переноса моноклональных антител, нацеленных на поверхностный белок спорозоитов CSP (Sack et al., 2014). Наконец, трансгенные паразиты люциферазы P. berghei и P. yoelii сыграли важную роль для оценки способов введения спорозоитов, критического узкого места в иммунизации и протоколов заражения (Ploemen et al., 2013).
От печени к крови: стадии бесполого эритроцита
Созревание печеночного шизонта высвобождает тысячи мерозоитов, которые проникают в эритроциты кровотока и запускают бесполую симптоматическую инфекцию на стадии крови.В P. falciparum шизонты стадии крови исчезают из кровотока, поскольку они прикрепляются к лигандам хозяина на эндотелиальных клетках микрососудов в нескольких органах, особенно в головном мозге и плаценте, через белки паразита, экспрессируемые на поверхности инфицированных эритроцитов, что приводит к тяжелый патогенез, такой как церебральная малярия или побочные эффекты во время беременности. Поскольку наблюдается накопление паразитов в нескольких органах, включая мозг, а также на модели малярии мышей, BLI в реальном времени у целых мышей или в разрезанных органах проводился с P.berghei , экспрессирующие люциферазу под конститутивным или шизонт-специфическим промотором для идентификации задействованных компонентов иммунной системы (Franke-Fayard et al., 2005; Amante et al., 2007; Spaccapelo et al., 2010; Claser et al., 2010; Claser et al., 2005; Amante et al., 2007; Spaccapelo et al., 2010; Claser et al. al., 2011; Pasini et al., 2013; Imai et al., 2014).
Необходимость выяснения механизмов патогенеза малярии направлена на изучение фундаментальной биологии бесполого развития паразита, одним из важных аспектов которого является то, как паразит регулирует экспрессию своих генов.Однако чрезвычайно высокое содержание A + T в геномах Plasmodium препятствовало идентификации промоторов, регуляторных элементов и факторов транскрипции паразитов на основе гомологии, в то время как репортеры люциферазы оказались чрезвычайно важными для функциональной идентификации промоторов генов и регуляторных областей (Horrocks и Kilbey, 1996; Porter, 2002; Militello et al., 2004; Hasenkamp et al., 2013a). Эта работа идентифицировала последовательности, функционирующие как двунаправленные промоторы, такие как межгенная область P.berghei ген фактора элонгации-1α ( ef-1α ) (de Koning-Ward et al., 1999; Fernandez-Becerra et al., 2003) или интрон генов P. falciparum var (Epp et al. ., 2008), или оценивали, способны ли специфические промоторы одного вида Plasmodium (Fernandez-Becerra et al., 2003; Ozwara et al., 2003) или неспособны (Azevedo and del Portillo, 2007) рекрутировать транскрипционный механизмы малярии другого вида. Важно отметить, что паразиты, экспрессирующие люциферазу, были использованы для идентификации регуляторных областей, управляющих экспрессией P.falciparum , полиморфные гены var , кодирующие лиганды секвестрации паразитов, переключение экспрессии которых отвечает за антигенную изменчивость паразита и уклонение от иммунитета (Deitsch et al., 1999; Calderwood et al., 2003; Frank et al., 2006; Muhle et al., 2006; Muhle et al. др., 2009). Таким образом, репортеры люциферазы не только способствовали идентификации функциональных элементов, участвующих в регуляции генов паразитов (Bischoff et al., 2000; Militello et al., 2004; López-Estraño et al., 2007; Gopalakrishnan and López-Estraño, 2010; Zhang и другие., 2011; Patakottu et al., 2012), но также были важны для выбора конкретных промоторов при разработке индуцируемых экспрессионных систем Plasmodium (de Azevedo et al., 2012; Kolevzon et al., 2014) и для тестирования новых регуляторных областей в хромосомах. интегрированные кассеты люциферазы (Ekland et al., 2011; Weiwer et al., 2011; Che et al., 2012; Khan et al., 2012; Hasenkamp et al., 2013b).

Основным направлением борьбы с малярией, в частности с малярией P. falciparum , был скрининг новых противомалярийных препаратов, и эта попытка стала крайне актуальной из-за появления резистентности к артемизинину в Юго-Восточной Азии.В последние десятилетия in vitro методы , измеряющие включение [³ H] -меченного гипоксантина и этаноламина или активность паразитарной лактатдегидрогеназы, были стандартом для анализов на основе клеток P. falciparum и использовались в крупных лекарственных препаратах. просмотры (Fidock, 2010). Потребность в высокопроизводительных нерадиоактивных анализах побудила также использовать в Plasmodium высокую чувствительность и фактическое отсутствие фона репортеров люциферазы, которые до недавнего времени использовались в этой области только для изучения экспрессии P.falciparum , ген множественной лекарственной устойчивости pfmdr1 у паразитов, леченных лекарствами (Myrick et al., 2003; Waller et al., 2003). С этой целью линия P. falciparum , экспрессирующая люциферазу светлячка под промотором гена белка теплового шока 86 ( pfhsp86 ) на бесполых стадиях, позволила провести клеточный скрининговый анализ лекарственного средства люциферазы в 96-луночных планшетах (Cui et al. ., 2008), впоследствии адаптированные к планшету 384w с использованием 10 ⁵ –10 ⁶ паразитов на лунку (Lucumi et al., 2010). Также паразитов P. berghei , экспрессирующих слияние люциферазы светлячка и GFP, были использованы для анализа биолюминесценции in vitro и in vivo , что позволило использовать модели на животных для тестирования новых лекарств in vivo (Franke-Fayard et al. , 2008; Lin et al., 2013).

Подготовка к выходу из крови: гаметоциты

Гаметоциты плазмодия — это половые стадии паразита, ответственные за передачу от позвоночного хозяина к комару.Мужские и женские гаметоциты образуются в кровотоке, и в случае P. falciparum они созревают за 10 дней через пять стадий развития. При попадании в кишечник комара зрелые гаметоциты быстро дифференцируются в гаметы, а оплодотворение обеспечивает заражение паразитами насекомых-переносчиков. Ключевым приоритетом нынешней цели по глобальной ликвидации малярии является определение новых лекарств, нацеленных на кровоток как на бесполой, так и на половой стадиях паразита. Однако нерепликативная природа гаметоцитов необходима для разработки специфических клеточных скрининговых анализов, отличных от тех, которые используются для бесполых стадий.Одной из проблем является, например, проблема ложноотрицательных сигналов из-за сохранения флуоресцентного репортера или активности паразитарных ферментов в нездоровых или умирающих гаметоцитах. P. falciparum Линии , экспрессирующие ген люциферазы GFP-светлячка под промоторами, специфичными для гаметоцитов, были созданы (Adjalley et al., 2011) и использованы в высокопроизводительных скрининговых анализах соединений с активностью на анти-асексуальной стадии (Lucantoni et al., 2013). ). В последнее время методы анализа гаметоцитов на основе люциферазы были усовершенствованы путем замены обычно используемых коммерческих субстратов люциферазы не лизирующим АТФ составом D-люциферина, что дает результаты анализа, которые более надежно отслеживают жизнеспособность и чувствительность обработанных гаметоцитов к соединениям (Cevenini и другие., 2014). В данной работе отсутствие лизиса клеток паразита и введение в P. falciparum использования сильнодействующей люциферазы из Pyrophorus plagiophthalamus под промотором гаметоцитов позволило впервые выполнить BLI на уровне одиночных клеток паразита. индивидуально различая живых и мертвых гаметоцитов P. falciparum (Cevenini et al., 2014).

Мультиплексирование, субклеточная локализация, визуализация: будущее использования биолюминесцентных малярийных паразитов

Практически все стадии сложного жизненного цикла малярийных паразитов были освещены путем использования в нескольких исследованиях репортеров люциферазы.Эти искусственно созданные паразиты дали ключевые ответы на фундаментальные биологические вопросы и теперь представляют собой важные инструменты для скрининга лекарств. Новые мощные репортеры уже расширили репертуар люциферазы, используемой в P. falciparum , за пределы ферментов P. pyralis и Renilla (Azevedo et al., 2014; Cevenini et al., 2014), повысив чувствительность и позволив еще больше уменьшить количество паразитов. числа в высокопроизводительных скрининговых анализах, нетривиальное улучшение при использовании определенных этапов (например,g., гаметоциты), культивирование которых технически сложно. Тем не менее, использование всего потенциала биолюминесцентных репортеров в исследованиях малярии — это только первые шаги.

Возможность настройки свойств излучения люциферазы, таких как длина волны излучения, кинетика или термо- и рН-стабильность, посредством случайного или сайт-направленного мутагенеза или использования природных вариантов ферментов, привела к введению многоцветной биолюминесценции при скрининге противомалярийных препаратов. Люцифераза, излучающая зеленый и красный свет из P.plagiophthalamus были экспрессированы в незрелых и зрелых гаметоцитах P. falciparum , что впервые дает возможность одновременно измерять дифференциальные, стадийно-специфические эффекты лекарств в двухцветном анализе люциферазы и открывает возможность применения многоцветной биолюминесценции к любым паразитарный этап в фундаментальных и прикладных исследованиях. Система двойной экспрессии с отдельными люциферазами могла бы, например, быть полезной при высокопроизводительном скрининге на основе клеток, чтобы легко идентифицировать и отбрасывать соединения, активные против репортера, а не клетки-мишени (Thorne et al., 2012), так как они, скорее всего, будут влиять только на один тип люциферазы.

Еще одно многообещающее применение люциферазных репортеров заключается в их слиянии со специфическими сигналами, используемыми паразитом для передачи белков в различные внеклеточные компартменты инфицированного эритроцита. Поскольку экспорт белка однозначно регулируется у паразита и необходим для его выживания, использование таких слияний может быть неоценимым для скрининга соединений, нацеленных на этот процесс. Предварительные исследования проводились с P.pyralis (Burghaus and Lingelbach, 2001) и более поздняя работа установила линий P. falciparum , которые экспрессируют более яркую люциферазу глубоководных креветок, снабженную последовательностями, управляющими репортером в цитоплазме паразита или в компартментах эритроцитов (Azevedo et al., 2014).

В другой области применения достижение BLI отдельных паразитарных клеток и доступность люцифераз, чье смещенное в красную область излучение света более эффективно обнаруживается в крови и тканях, прокладывают путь к значительному прогрессу в анализе взаимодействия паразита и хозяина.Совместное культивирование различных стадий P. falciparum и типов клеток человека in vitro может дать новое понимание физиологии секвестрации паразитов на бесполой и половой стадиях. Повышенная чувствительность, достигнутая при визуализации in vivo мышей с люциферазой с красным смещением, экспрессируемой одноклеточным простейшим паразитом Trypanosoma brucei (Van Reet et al., 2014), является многообещающей с точки зрения использования также на мышах, инфицированных Plasmodium . Важно отметить, что растущая доступность гуманизированных моделей мышей для P.falciparum и P. vivax , поддерживающие развитие бесполой и половой стадий крови и стадии печени (Kaushansky et al., 2014), а также использование трансгенных линий P. falciparum с конститутивно экспрессируемой люциферазой (Vaughan et al. al., 2012) или промоутеры для конкретных стадий, как ожидается, ответят на многие нерешенные вопросы.

Богатство биологической информации, полученной с помощью искусственно созданных биолюминесцентных малярийных паразитов, не говоря уже о тех, которые не рассмотрены здесь, экспрессируют множество флуоресцентных репортеров, было и, скорее всего, будет огромным.Ограниченное использование этих цельноклеточных биосенсоров в лабораторных условиях не вызывает озабоченности по поводу выбросов в окружающую среду. Несмотря на асептические условия использования, эти генетически модифицированные паразиты, тем не менее, будут иметь самое значительное влияние в реальном мире, по сравнению с невыносимым бременем разрушительной болезни во всем мире.

Вклад автора

GS подготовил рукопись, а PA отредактировал.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают признательность докторам Луке Севенини, Элизе Мичелини и Альдо Рода, Университет Болоньи, Болонья, Италия, и доктору Брюсу Б. Бранчини, Колледж Коннектикута, Нью-Лондон, Коннектикут, США, за несколько содержательных обсуждений во время нашего сотрудничества и поблагодарить г-на Козимо М. Куриано за рисунок. Исследования в лаборатории авторов поддерживаются грантами Фонда Билла и Мелинды Гейтс и Европейской сети передового опыта EVIMalaR.

Список литературы

Аджаллея, С.Х., Джонстон, Г. Л., Ли, Т., Истман, Р. Т., Экланд, Э. Х., Иппен, А. Г. и др. (2011). Количественная оценка полового развития Plasmodium falciparum выявила мощную блокирующую трансмиссию активность метиленового синего. Proc. Natl. Акад. Sci. США 108, E1214 – E1223. DOI: 10.1073 / pnas.1112037108

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аманте, Ф. Х., Стэнли, А. К., Рэндалл, Л. М., Чжоу, Ю., Хак, А., МакСвини, К. и др.(2007). Роль естественных регуляторных Т-клеток в патогенезе экспериментальной церебральной малярии. Am. J. Pathol. 171, 548–559. DOI: 10.2353 / ajpath.2007.061033

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Annoura, T., Chevalley, S., Janse, C.J., Franke-Fayard, B., and Khan, S.M. (2013). Количественный анализ стадий печени Plasmodium berghei с помощью биолюминесцентной визуализации. Methods Mol. Биол. 923, 429–443. DOI: 10.1007 / 978-1-62703-026-7_30

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Анноура, Т., Ploemen, I.H., van Schaijk, B.C., Sajid, M., Vos, M.W., van Gemert, G.J., et al. (2012). Оценка адекватности аттенуации генетически модифицированных кандидатов вакцины против малярии. Вакцина. 30, 2662–2670. DOI: 10.1016 / j.vaccine.2012.02.010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Азеведо, М. Ф., и дель Портильо, Х. А. (2007). Промоторные области Plasmodium vivax плохо или не распознаются Plasmodium falciparum . Малар. J. 6, 20. DOI: 10.1186 / 1475-2875-6-20

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Азеведо, М. Ф., Ни, К. К., Элсворт, Б., Шарно, С. К., Сандерс, П. Р., Крабб, Б. С. и др. (2014). Plasmodium falciparum , трансфицированный сверхъяркой люциферазой NanoLuc, обеспечивает высокую чувствительность обнаружения для скрининга ингибиторов роста и клеточного трафика. PLoS ONE 9: e112571. DOI: 10.1371 / journal.pone.0112571

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бишофф, Э., Гильотт, М., Мерсеро-Пуйялон, О., и Боннефой, С. (2000). Член мультигенного семейства Plasmodium falciparum Pf60 кодирует ядерный белок, экспрессируемый путем считывания внутреннего стоп-кодона. Мол. Microbiol. 35, 1005–1016. DOI: 10.1046 / j.1365-2958.2000.01788.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бракс, Дж., Эйме, Э., Спаккапело, Р., Клоп, О., Янсе, К. Дж., И Франке-Файард, Б. (2013). Биолюминесцентное изображение P.berghei Секвестрация шизонтов у грызунов. Methods Mol. Биол . 923, 353–368. DOI: 10.1007 / 978-1-62703-026-7_25

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Burghaus, P. A., and Lingelbach, K. (2001). Люцифераза при слиянии с N-концевым сигнальным пептидом секретируется из трансфицированного плазмодия Plasmodium falciparum и транспортируется в цитозоль инфицированных эритроцитов. J. Biol. Chem. 276, 26838–26845. DOI: 10.1074 / JBC.M100111200

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кальдервуд, М. С., Ганнун-Заки, Л., Веллемс, Т. Э., и Дейч, К. В. (2003). Plasmodium falciparum var гены регулируются двумя областями с отдельными промоторами, один перед кодирующей областью, а второй внутри интрона. J. Biol. Chem. 278, 34125–34132. DOI: 10.1074 / jbc.M213065200

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чевенини, Л., Camarda, G., Michelini, E., Siciliano, G., Calabretta, M. M., Bona, R., et al. (2014). Многоцветная биолюминесценция способствует исследованиям малярии: количественный двухцветный анализ и визуализация отдельных клеток у паразитов Plasmodium falciparum . Анал. Chem. 86, 8814–8821. DOI: 10.1021 / ac502098w

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Че П., Цуй Л., Куч О., Цуй Л. и Ли К. (2012). Валидация высокопроизводительного скринингового анализа на основе люциферазы светлячков для обнаружения противомалярийных препаратов. Assay Drug Dev. Technol. 10, 61–68. DOI: 10.1089 / adt.2011.0378

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Claser, C., Malleret, B., Gun, S. Y., Wong, A. Y., Chang, Z. W., Teo, P., et al. (2011). CD8 + Т-клетки и IFN-γ опосредуют зависящее от времени накопление инфицированных эритроцитов в глубоких органах во время экспериментальной церебральной малярии. PLoS ONE 6: e18720. DOI: 10.1371 / journal.pone.0018720

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куй, Л., Мяо, Дж., Ван, Дж., Ли, К., и Цуй, Л. (2008). Plasmodium falciparum : разработка трансгенной линии для скрининга противомалярийных препаратов с использованием люциферазы светлячков в качестве репортера. Exp. Паразитол. 120, 80–87. DOI: 10.1016 / j.exppara.2008.05.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

de Azevedo, M. F., Gilson, P. R., Gabriel, H. B., Simões, R.F., Angrisano, F., Baum, J., et al. (2012). Систематический анализ стратегий мечения домена индуцируемой деградации FKBP для малярийного паразита человека Plasmodium falciparum . PLoS ONE 7: e40981. DOI: 10.1371 / journal.pone.0040981

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Deitsch, K. W., del Pinal, A., and Wellems, T. E. (1999). Внутрикластерная рекомбинация и переключатели транскрипции var в антигенной вариации Plasmodium falciparum . Мол. Biochem. Паразитол. 101, 107–116. DOI: 10.1016 / S0166-6851 (99) 00062-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

де Конинг-Уорд, Т.Ф., Сперанса, М. А., Уотерс, А. П., и Джансе, К. Дж. (1999). Анализ специфичности стадий промоторов в плазме Plasmodium berghei с использованием люциферазы в качестве репортера. Мол. Biochem. Паразитол. 100, 141–146. DOI: 10.1016 / S0166-6851 (99) 00042-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Делвес, М. Дж., И Синден, Р. Э. (2010). Полуавтоматический метод подсчета флуоресцентных ооцист малярии увеличивает производительность исследований по блокированию передачи. Малар. J. 9, 35. DOI: 10.1186 / 1475-2875-9-35

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дербишир, Э. Р., Пруденсио, М., Мота, М. М., и Кларди, Дж. (2012). Паразиты малярии на стадии печени уязвимы для различных химических структур. Proc. Natl. Акад. Sci. США 109, 8511–8516. DOI: 10.1073 / pnas.1118370109

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Экланд Э. Х., Шнайдер Дж. И Фидок Д.А. (2011). Выявление противомалярийных препаратов, нацеленных на апикопласты, с использованием подходов, совместимых с высокой пропускной способностью. FASEB J. 25, 3583–3593. DOI: 10.1096 / fj.11-187401

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эпп К., Раскольников Д., Дейч К. В. (2008). Регулируемая система экспрессии трансгена для культивируемых паразитов Plasmodium falciparum . Малар. J. 7, 86. DOI: 10.1186 / 1475-2875-7-86

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фернандес-Бесерра, К., де Азеведо, М. Ф., Ямамото, М. М., и дель Портильо, Х. А. (2003). Plasmodium falciparum : новый вектор с двунаправленной промоторной активностью для стабильной экспрессии трансгенов. Exp. Паразитол. 103, 88–91. DOI: 10.1016 / S0014-4894 (03) 00065-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Франк, М., Дзиковски, Р., Костантини, Д., Амулич, Б., Бердуго, Э., и Дейч, К. (2006). Строгое спаривание промоторов и интронов var необходимо для подавления гена var у малярийного паразита Plasmodium falciparum . J. Biol. Chem. 281, 9942–9952 DOI: 10.1074 / jbc.M513067200

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Franke-Fayard, B., Djokovic, D., Dooren, M. W., Ramesar, J., Waters, A. P., Falade, M. O., et al. (2008). Простой и чувствительный скрининг противомалярийных препаратов in vitro и in vivo с использованием трансгенной люциферазы, экспрессирующей паразитов Plasmodium berghei . Внутр. J. Parasitol. 38, 1651–1662. DOI: 10.1016 / j.ijpara.2008.05.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Franke-Fayard, B., Janse, C.J., Cunha-Rodrigues, M., Ramesar, J., Büscher, P., Que, I., et al. (2005). Секвестрация малярийных паразитов у мышей: CD36 является основным рецептором, но церебральная патология не связана с секвестрацией. Proc. Natl. Акад. Sci. США, 102, 11468–11473. DOI: 10.1073 / pnas.0503386102

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Franke-Fayard, B., Waters, A.P., and Janse, C.J. (2006). Визуализация in vivo трансгенных биолюминесцентных стадий в крови паразитов малярии грызунов у мышей. Nat. Protoc. 1, 476–485. DOI: 10.1038 / nprot.2006.69

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Голайтли, Л. М., Мбахам, В., Дейли, Дж. И Вирт, Д. Ф. (2000). Элементы 3 ’UTR усиливают экспрессию Pgs28, белка оокинета Plasmodium gallinaceum . Мол. Biochem. Паразитол. 105, 61–70. DOI: 10.1016 / S0166-6851 (99) 00165-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Goonewardene, R., Daily, J., Kaslow, D., Sullivan, T.J., Duffy, P., Carter, R., et al. (1993). Трансфекция малярийного паразита и экспрессия люциферазы светлячков. Proc. Natl. Акад. Sci. США 90, 5234–5236. DOI: 10.1073 / pnas.90.11.5234

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гопалакришнан, А. М., и Лопес-Эстраньо, К. (2010). Роль цис-регуляторных элементов в кольцевом промоторе hrp3 в человеческом паразите Plasmodium falciparum . Parasitol Res. 106, 833–845. DOI: 10.1007 / s00436-010-1738-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хазенкамп, С., Рассел, К. Т., и Хоррокс, П. (2012). Сравнение абсолютной и относительной эффективности протоколов трансфекции на основе электропорации для Plasmodium falciparum . Малар. J. 11, 210. DOI: 10.1186 / 1475-2875-11-210

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hasenkamp, S., Russell, K. T., Ullah, I., and Horrocks, P.(2013a). Функциональный анализ 5’-нетранслируемой области транскрипта фосфоглутамазы 2 в Plasmodium falciparum . Acta Trop. 127, 69–74. DOI: 10.1016 / j.actatropica.2013.03.007

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хазенкамп, С., Сидавей, А., Дивайн, О., Рой, Р., и Хоррокс, П. (2013b). Оценка антималярийной активности препаратов на основе биолюминесценции. Малар. J. 12, 58. DOI: 10.1186 / 1475-2875-12-58

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хельм, С., Lehmann, C., Nagel, A., Stanway, R.R., Horstmann, S., Llinas, M., et al. (2010). Идентификация и характеристика области промотора, специфичной для стадии печени, малярийного паразита Plasmodium . PLoS ONE 5: e13653. DOI: 10.1371 / journal.pone.0013653

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хоррокс П. и Килби Б. Дж. (1996). Физическое и функциональное картирование сайтов начала транскрипции ядерного антигена пролиферирующих клеток Plasmodium falciparum . Мол. Biochem. Паразитол. 82, 207–215. DOI: 10.1016 / 0166-6851 (96) 02737-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Имаи, Т., Иваваки, Т., Акаи, Р., Сузуе, К., Хираи, М., Танигучи, Т. и др. (2014). Оценка экспериментальной церебральной малярии с использованием индикатора окислительного стресса OKD48 мышей. Внутр. J. Parasitol. 44, 681–685. DOI: 10.1016 / j.ijpara.2014.06.002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каушанский, А., Миколайчак, С.А., Виньяли, М., и Каппе, С.Х. (2014). Человека на мышах: успех и перспективы гуманизированных моделей мышей для паразитарных инфекций малярии человека. Cell Microbiol. 16, 602–611. DOI: 10.1111 / cmi.12277

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан Т., ван Браммелен А. К., Паркинсон К. Дж. И Хоппе Х. С. (2012). Анализы АТФ и люциферазы для определения скорости действия лекарственного средства в культурах in vitro Plasmodium falciparum . Малар. J. 11, 369. DOI: 10.1186 / 1475-2875-11-369

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Колевзон, Н., Насереддин, А., Наик, С., Явин, Э., Дзиковски, Р. (2014). Использование пептидных нуклеиновых кислот для управления экспрессией генов у малярийного паразита Plasmodium falciparum . PLoS ONE 9: e86802. DOI: 10.1371 / journal.pone.0086802

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лакрю, А.Н., Саенс, Ф. Э., Кросс, Р. М., Уденце, К. О., Монастырский, А., Штейн, С. и др. (2013). 4 (1H) -хинолоны с активностью на стадии печени против Plasmodium berghei . Антимикробный. Агенты. Chemother. 57, 417–424. DOI: 10.1128 / AAC.00793-12

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, К., О’Нил, М., Се, Л., Карида, Д., Цзэн, К., Чжан, Дж., И др. (2014). Оценка профилактической активности и фармакокинетического профиля перорального тафенохина по сравнению с примахином для подавления инфекций, вызванных малярией на стадии печени. Малар. J. 13, 141. DOI: 10.1186 / 1475-2875-13141

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лин, Дж. У., Саджид, М., Рамесар, Дж., Хан, С. М., Джансе, К. Дж., И Франке-Файард, Б. (2013). Скрининг ингибиторов стадий крови P. berghei с использованием биолюминесцентных репортерных паразитов. Methods Mol. Биол. 923, 507–522. DOI: 10.1007 / 978-1-62703-026-7_35

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лопес-Эстраньо, C., Гопалакришнан, А. М., Семблат, Дж. П., Фергус, М. Р., Мазьер, Д., и Халдар, К. (2007). Энхансер-подобная область регулирует специфическую для стадии промотора экспрессию гена hrp3 у малярийного паразита человека Plasmodium falciparum . Biochim. Биофиз. Acta 1769, 506–513. DOI: 10.1016 / j.bbaexp.2007.04.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лукантони Л., Даффи С., Аджалли С. Х., Фидок Д. А. и Эйвери В. М. (2013). Идентификация MMV-малярийных бокс-ингибиторов гаметоцитов Plasmodium falciparum на ранней стадии с использованием высокопроизводительного анализа на основе люциферазы. Антимикробный. Агенты Chemother. 57, 6050–6062. DOI: 10.1128 / AAC.00870-13

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Люкуми, Э., Дарлинг, К., Джо, Х., Нэппер, А. Д., Чандрамоханадас, Р., Фишер, Н. и др. (2010). Открытие мощных низкомолекулярных ингибиторов мультирезистентного плазмодия Plasmodium falciparum с использованием нового миниатюрного высокопроизводительного анализа на основе люциферазы. Антимикробный. Агенты Chemother. 54, 3597–3604. DOI: 10.1128 / AAC.00431-10

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Майр, Г. Р., Бракс, Дж. А., Гарвер, Л. С., Вигант, Дж. К., Холл, Н., Диркс, Р. В. и др. (2006). Регуляция полового развития плазмодия путем репрессии трансляции. Наука 313, 667–669 DOI: 10.1126 / science.1125129

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мандзони, Г., Брике, С., Риско-Кастильо, В., Готье, К., Топчу, С., Иванеску, М. Л. и др. (2014). Быстрая и надежная процедура отбора для создания рекомбинантных малярийных паразитов, не содержащих маркеров. Sci. Реп. 4, 4760. doi: 10.1038 / srep04760

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Марксисин, С. Р., Соуза, Дж. К., Райхард, Г. А., Карида, Д., Зенг, К., Ронкал, Н., и др. (2014). Тафенохин и NPC-1161B требуют метаболизма CYP 2D для противомалярийной активности: последствия для класса 8-аминохинолина противомалярийных соединений. Малар. J. 13, 2. doi: 10.1186 / 1475-2875-13-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Милителло, К. Т., Додж, М., Бетке, Л., и Вирт, Д. Ф. (2004). Идентификация регуляторных элементов в геноме Plasmodium falciparum . Мол. Biochem. Паразитол. 134, 75–88. DOI: 10.1016 / j.molbiopara.2003.11.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миллер, Дж. Л., Мюррей, С., Воган, А. М., Харупа, А., Sack, B., Baldwin, M., et al. (2013). Количественная биолюминесцентная визуализация преэритроцитарной малярийной паразитарной инфекции с использованием экспрессирующей люциферазу Plasmodium yoelii . PLoS ONE 8: e60820. DOI: 10.1371 / journal.pone.0060820

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Милнер, Д. А. мл., Уиттен, Р. О., Камиза, С., Карр, Р., Лиомба, Г., Дзамалала, К., и др. (2014). Системная патология церебральной малярии у детей Африки. Фронт.Cell Infect Microbiol. 4: 104. DOI: 10.3389 / fcimb.2014.00104

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Myrick, A., Munasinghe, A., Patankar, S., and Wirth, D. F. (2003). Картирование гена множественной лекарственной устойчивости Plasmodium falciparum в 5’-верхнем направлении и доказательства индукции уровней транскрипта противомалярийными препаратами у чувствительных к хлорохину паразитов. Мол. Microbiol. 49, 671–683. DOI: 10.1046 / j.1365-2958.2003.03597.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мюле, Р.А., Аджаллей С., Фалкард Б., Нкрума Л. Дж., Мюле М. Э. и Фидок Д. А. (2009). Промотор гена var, вовлеченный в тяжелую форму малярии, вызывает молчание и регулируется 3’-нетранслируемой областью и интронными цис-элементами. Внутр. J. Parasitol. 39, 1425–1439. DOI: 10.1016 / j.ijpara.2009.05.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мвакингве А., Тинг Л. М., Хохман С., Чен Дж., Синнис П. и Ким К. (2009). Неинвазивный мониторинг в режиме реального времени биолюминесцентных паразитов плазмодиев на стадии печени . J. Infect. Дис. 200, 1470–1478. DOI: 10.1086 / 606115

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Огуарири Р. М., Данн Дж. М. и Голайтли Л. М. (2006). Регуляторные элементы 3 ’гена, необходимые для экспрессии онтогенетического белка Plasmodium falciparum , Pfs25. Мол. Biochem. Паразитол. 146, 163–172. DOI: 10.1016 / j.molbiopara.2005.12.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Озвара, Х., ван дер Вел, А., Кокен, К. Х., и Томас, А. В. (2003). Активность гетерологичного промотора в стабильных и временных трансгенах Plasmodium knowlesi. Мол. Biochem. Паразитол. 130, 61–64. DOI: 10.1016 / S0166-6851 (03) 00141-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pasini, E.M., Braks, J.A., Fonager, J., Klop, O., Aime, E., Spaccapelo, R., et al. (2013). Протеомный и генетический анализы показывают, что Plasmodium berghei стадий крови экспортируют большой и разнообразный репертуар белков. Мол. Клетка. Протеомика 12, 426–448. DOI: 10.1074 / mcp.M112.021238

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Патакотту Б. Р., Сингх П. К., Малхотра П., Чаухан В. С. и Патанкар С. (2012). Анализ in vivo сайтов инициации трансляции в Plasmodium falciparum . Мол. Биол. Репутация . 39, 2225–2232. DOI: 10.1007 / s11033-011-0971-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Плоемен, И., Behet, M., Nganou-Makamdop, K., van Gemert, G.J., Bijker, E., Hermsen, C., et al. (2011). Оценка иммунитета против малярии с использованием экспрессирующих люциферазу паразитов Plasmodium berghei . Малар. J. 10, 350. DOI: 10.1186 / 1475-2875-10-350

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ploemen, I.H., Chakravarty, S., van Gemert, G.J., Annoura, T., Khan, S.M., Janse, C.J., et al. (2013). Plasmodium Нагрузка на печень после парентерального введения спорозоитов грызунам. Вакцина. 31, 3410–3416. DOI: 10.1016 / j.vaccine.2012.09.080

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ploemen, I.H., Prudêncio, M., Douradinha, B.G., Ramesar, J., Fonager, J., van Gemert, G.J., et al. (2009). Визуализация и количественный анализ стадии малярии грызунов с помощью визуализации в реальном времени. PLoS ONE 4: e7881. DOI: 10.1371 / journal.pone.0007881

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Портер, М.Э. (2002). Положительные и отрицательные эффекты делеций и мутаций в 5’-фланкирующих последовательностях ДНК-полимеразы Plasmodium falciparum delta. Мол. Biochem. Паразитол. 122, 9–19. DOI: 10.1016 / S0166-6851 (02) 00064-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамакришнан, К., Радемахер, А., Соичот, Дж., Коста, Г., Уотерс, А. П., Джансе, К. Дж. И др. (2012). Репортерные линии P. berghei , специфичные для слюнных желез, позволяют быстро оценить тканеспецифическую нагрузку спорозоитом у комаров. PLoS ONE. 7: e36376. DOI: 10.1371 / journal.pone.0036376

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ramalhete, C., da Cruz, F. P., Lopes, D., Mulhovo, S., Rosário, V. E., Prudêncio, M., et al. (2011). Тритерпеноиды как ингибиторы эритроцитарной и печеночной стадий инфекций Plasmodium . Bioorg. Med. Chem. 19, 7474–7481. DOI: 10.1016 / j.bmc.2011.10.044.

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамальете, К., да Круз, Ф. П., Мулхово, С., Соуза, И. Дж., Фернандес, М. Х., Пруденсио, М. и др. (2014). Двухстадийные тритерпеноиды африканского лекарственного растения против малярийных паразитов. Bioorg. Med. Chem. 22, 3887–3890. DOI: 10.1016 / j.bmc.2014.06.019

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сак, Б. К., Миллер, Дж. Л., Воган, А. М., Дуглас, А., Каушанский, А., Миколайчак, С., и др. (2014). Модель для оценки гуморальной защиты от заражения спорозоитом малярии in vivo путем пассивного переноса моноклональных антител и иммунной сыворотки. Заражение. Иммун. 82, 808–817. DOI: 10.1128 / IAI.01249-13

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Спаккапело, Р., Янсе, К. Дж., Катерби, С., Франке-Файяр, Б., Бонилья, Дж. А., Сифард, Л. М. и др. (2010). Плазмепсин 4-дефицитный Plasmodium berghei обладает ослабленной вирулентностью и индуцирует защитный иммунитет против экспериментальной малярии. Am. J. Pathol. 176, 205–217. DOI: 10.2353 / ajpath.2010.0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стоун, W.J., Churcher, T. S., Graumans, W., van Gemert, G.J., Vos, M. W., Lanke, K. H., et al. (2014). Масштабируемая оценка передачи Plasmodium falciparum в стандартном анализе мембранного питания с использованием трансгенных паразитов, экспрессирующих зеленую флуоресцентную протеин-люциферазу. J. Infect. Дис. 210, 1456–1463. DOI: 10.1093 / infdis / jiu271

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Торн, Н., Шен, М., Леа, В. А., Симеонов, А., Ловелл, С., Auld, D. S., et al. (2012). Люцифераза светлячков в химической биологии: сборник ингибиторов, механистическая оценка хемотипов и предлагаемое использование в качестве репортера. Chem. Биол. 19, 1060–1072. DOI: 10.1016 / j.chembiol.2012.07.015

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Рит, Н., Ван де Вайвер, Х., Пьяна, П. П., Ван дер Линден, А. М., и Бюшер, П. (2014). Панель Trypanosoma brucei штаммов, помеченных люциферазами с синим и красным смещением, для биолюминесцентной визуализации в моделях инфицирования мышей. PLoS Negl. Троп. Дис. 8: e3054. DOI: 10.1371 / journal.pntd.0003054

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

van Schaijk, B.C., Ploemen, I.H., Annoura, T., Vos, M.W., Lander, F., van Gemert, G.J., et al. (2014). Генетически аттенуированная кандидатная вакцина против малярии на основе спорозоитов, дефицитных по гену P. falciparum b 9 / slarp. Элиф 19: 3. DOI: 10.7554 / eLife.03582

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Воан, А.М., Миколайчак, С. А., Камарго, Н., Лакшманан, В., Кеннеди, М., Линднер, С. Е. и др. (2012). Трансгенный штамм Plasmodium falciparum NF54, который экспрессирует GFP-люциферазу на протяжении всего жизненного цикла паразита. Мол. Biochem. Паразитол. 186, 143–147. DOI: 10.1016 / j.molbiopara.2012.10.004

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Валлер К. Л., Мюле Р. А., Урсос Л. М., Хоррокс П., Вердье-Пинар Д., Сидху А. Б. и др. (2003).Устойчивость к хлорохину модулируется in vitro уровнями экспрессии переносчика устойчивости к хлорохину Plasmodium falciparum . J. Biol. Chem. 278, 33593–33601. DOI: 10.1074 / jbc.M302215200

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Weiwer, M., Mulrooney, C., Massi, D., Heidebrecht, R., Wiegand, R., Lukens, A.K, et al. (2011). ML238: малая противомалярийная молекула уникального структурного класса . Отчеты о зондировании. Bethesda, MD: Программа молекулярных библиотек NIH.

Google Scholar

Уайт, Н. Дж., Пукриттаяками, С., Хиен, Т. Т., Фаиз, М. А., Мокуолу, О. А., и Дондорп, А. М. (2014). Малярия. Ланцет 383, 723–735. DOI: 10.1016 / S0140-6736 (13) 60024-0

CrossRef Полный текст

Zhang, X., Tolzmann, C.A., Melcher, M., Haas, B.J., Gardner, M.J., Smith, J.D., et al. (2011). Идентификация точки ветвления и требования к последовательности для сплайсинга интронов в Plasmodium falciparum . Эукариотическая клетка. 10, 1422–1428. DOI: 10.1128 / EC.05193-11

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зузарте-Луис, В., Салес-Диас, Дж., И Мота, М. М. (2014). Простой, чувствительный и количественный анализ биолюминесценции для определения предпатентного периода малярии. Малар. J. 13, 15. DOI: 10.1186 / 1475-2875-13-15

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Малярия — обзор — Tuteja — 2007 — Журнал FEBS

Сокращения

CSA: хондроитинсульфат А
IDC: внутриэритроцитарный цикл развития
PfEMP1: Plasmodium falciparum мембранный белок эритроцита 1
РБК: красных кровяных телец.

Термин малярия происходит от итальянского «малярия», что означает «плохой воздух», из-за ранней ассоциации болезни с заболоченными территориями. К концу XIX века хирург французской армии Шарль Луи Альфонс Лаверан заметил паразитов в крови пациента, страдающего малярией, а доктор Рональд Росс, британский медицинский работник в Хайдарабаде, Индия, обнаружил, что малярию переносят комары. Итальянский профессор Джованни Баттиста Грасси впоследствии показал, что малярия человека может передаваться только комарами Anopheles .Малярия поражает большое количество стран, и, по имеющимся данным, в 2004 году заболеваемость этой болезнью составляла от 350 до 500 миллионов случаев. Более двух миллиардов человек, что составляет более 40% населения мира, подвержены риску заражения малярией, а количество смертей от малярии во всем мире оценивается в 1,1–1,3 миллиона в год в докладах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) за 1999–2004 годы. . Малярия широко распространена как в субтропиках, так и в тропиках, причем многие районы тропиков являются эндемичными по этой болезни.На страны Африки к югу от Сахары приходится большая часть всех случаев малярии, а остальные в основном сосредоточены в Индии, Бразилии, Афганистане, Шри-Ланке, Таиланде, Индонезии, Вьетнаме, Камбодже и Китае [[1, 2]]. По оценкам, малярия обходится Африке более чем в 12 миллиардов долларов в год, и на нее приходится около 25% всех случаев смерти детей в возрасте до пяти лет на этом континенте [[3]]. Во многих регионах с умеренным климатом, таких как Западная Европа и США, меры общественного здравоохранения и экономическое развитие были успешными в достижении почти или полной ликвидации болезни, за исключением случаев, завезенных в результате международных поездок.

Паразиты

Малярия передается через укус инфицированной самки комара. Anopheles . Из примерно 400 видов Anopheles во всем мире около 60 являются переносчиками малярии в естественных условиях, 30 из которых имеют большое значение. Малярийные паразиты — это эукариотические одноклеточные микроорганизмы, принадлежащие к роду Plasmodium . Более 100 видов Plasmodium могут инфицировать множество видов животных, таких как рептилии, птицы и различные млекопитающие, но только четыре вида паразитов могут инфицировать людей в естественных условиях: Plasmodium falciparum , Plasmodium vivax , Plasmodium ovale и Plasmodium malariae. Эти четыре вида различаются морфологически, иммунологически, географическим распределением, характером рецидивов и реакцией на лекарства. P. falciparum является возбудителем тяжелой, потенциально смертельной малярии и основной причиной смертности от малярии среди детей раннего возраста в Африке [[3]]. Наименее распространенным паразитом малярии является P. ovale , который ограничен Западной Африкой, в то время как P. malariae встречается во всем мире, но также с относительно низкой частотой.Самый распространенный паразит малярии — это P. vivax , но заражение этим видом редко заканчивается смертельным исходом. Хотя P. falciparum и P. vivax могут вызывать тяжелую кровопотерю (анемию), легкая анемия чаще встречается при инфекциях P. vivax , тогда как тяжелая анемия при P. falciparum малярия является основным убийцей инфекции. Африка. Кроме того, в случае P. falciparum инфицированные эритроциты могут закупоривать мелкие кровеносные сосуды, и если это происходит в головном мозге, возникает церебральная малярия — осложнение, которое часто приводит к летальному исходу, особенно у африканских младенцев. P. ovale и P. vivax имеют стадии покоя печени, называемые гипнозоитами, которые могут оставаться в этом органе от нескольких недель до многих лет до начала нового витка преэритроцитарной шизогонии, приводящего к рецидивам малярийной инфекции. В некоторых случаях P. malariae может вызывать длительные инфекции на стадии крови, которые, если их не лечить, могут бессимптомно сохраняться у человека-хозяина в течение периодов, продолжающихся несколько десятилетий.

Жизненный цикл малярийных паразитов

Жизненный цикл малярийных паразитов чрезвычайно сложен и требует специальной экспрессии белка для выживания как у беспозвоночных, так и у позвоночных-хозяев.Эти белки необходимы как для внутриклеточного, так и для внеклеточного выживания, для вторжения в различные типы клеток и для уклонения от иммунных ответов хозяина. После инъекции человеку-хозяину спорозоиты P. falciparum и P. malariae вызывают немедленную шизогонию, тогда как спорозоиты P. ovale и P. vivax могут либо вызвать немедленную шизогонию, либо привести к замедленной шизогонии, когда они проходят через упомянутая выше гипнозоитная стадия.Жизненный цикл малярийного паразита показан на рис. 1А и может быть разделен на несколько этапов, начиная с попадания спорозоитов в кровоток.

(A) Жизненный цикл малярийного паразита P. falciparum . Рисунок был подготовлен с помощью информации, иллюстраций и микрофотографий с веб-сайтов CDC для идентификации паразитов http://www.dpd.cdc.gov/dpdx и http://www.itg.be. (B) Различные внутриэритроцитарные стадии развития P.falciparum в культуре.

Тканевая шизогония (преэритроцитарная шизогония)

Инфекционные спорозоиты из слюнной железы комара Anopheles вводятся человеку-хозяину вместе со слюной, содержащей антикоагулянт, для обеспечения равномерного кровотока. Считалось, что спорозоиты быстро удаляются от места инъекции, но недавнее исследование с использованием вида паразита грызунов ( Plasmodium yoelii ) в качестве модельной системы показывает, что, по крайней мере, в этом случае, большинство инфекционных спорозоитов остается в месте инъекции. в месте инъекции в течение нескольких часов с медленным высвобождением в кровоток [[4]].Попадая в кровоток человека, спорозоитов P. falciparum достигают печени и проникают в клетки печени (гепатоциты), где они остаются в течение 9–16 дней и подвергаются бесполой репликации, известной как экзоэритроцитарная шизогония. Механизм нацеливания и вторжения в гепатоциты еще не совсем понятен, но исследования показали, что миграция спорозоитов через несколько гепатоцитов в организме-хозяине-млекопитающем важна для завершения жизненного цикла [[5]]. Рецепторы спорозоитов, ответственные за инвазию гепатоцитов, — это в основном тромбоспондиновые домены на белке циркумспорозоит и на связанном с тромбоспондином адгезивном белке.Эти домены специфически связываются с протеогликанами гепарансульфата на гепатоцитах [[6]]. Каждый спорозоит дает начало десяткам тысяч мерозоитов внутри гепатоцита, и каждый мерозоит может проникать в эритроциты (RBC) при выходе из печени. В интересном исследовании, в котором также использовались паразиты малярии грызунов ( Plasmodium berghei ), было показано, что паразиты на стадии печени манипулируют своими клетками-хозяевами, чтобы гарантировать безопасную доставку мерозоитов в кровоток [[7]] . Мерозомы, происходящие из гепатоцитов, по-видимому, действуют как челноки, которые обеспечивают защиту паразитов от иммунной системы хозяина и высвобождение жизнеспособных мерозоитов непосредственно в кровоток [[7]] . Время, необходимое для завершения тканевой фазы, зависит от вида заражения; (8–25 дней для P. falciparum , 8–27 дней для P. vivax , 9–17 дней для P. ovale и 15–30 дней для P. malariae ), и этот интервал составляет называется предпатентным периодом.

Эритроцитарная шизогония

Мерозоиты проникают в эритроциты в результате сложного процесса инвазии, который можно разделить на четыре фазы: (а) начальное распознавание и обратимое прикрепление мерозоитов к мембране эритроцита; (б) переориентация и образование стыка между апикальным концом мерозоита (необратимое прикрепление) и высвобождение веществ из органелл роптри и микронемы, приводящее к образованию паразитофорной вакуоли; (в) движение стыка и инвагинация мембраны эритроцита вокруг мерозоита, сопровождающееся удалением поверхностной оболочки мерозоита; и (d) повторное закрытие паразитофорной вакуоли и мембран эритроцитов после завершения инвазии мерозоитов [[8]].Поскольку инвазия P. falciparum в эритроциты требует ряда высокоспецифичных молекулярных взаимодействий, это рассматривается как привлекательная цель для разработки мероприятий по борьбе с малярией [[6]]. Бесполое деление начинается внутри эритроцита, и паразиты развиваются в нем на разных стадиях. Ранний трофозоит часто называют «кольцевой формой» из-за его характерной морфологии (рис. 1). Увеличение трофозоитов сопровождается высокоактивным метаболизмом, который включает гликолиз большого количества импортируемой глюкозы, попадание внутрь цитоплазмы хозяина и протеолиз гемоглобина на составляющие аминокислоты.Паразиты малярии не могут разлагать побочный продукт гема, а свободный гем потенциально токсичен для паразита. Следовательно, во время деградации гемоглобина большая часть высвобожденного гема полимеризуется в гемозоин (малярийный пигмент), кристаллическое вещество, которое хранится в пищевых вакуолях [[8]].

Конец этой трофической стадии отмечен множеством раундов деления ядра без цитокинеза, что приводит к образованию шизонтов (рис. 1). Каждый зрелый шизонт содержит около 20 мерозоитов, которые высвобождаются после лизиса эритроцитов и вторгаются в неинфицированные эритроциты.Этот выброс совпадает с резким повышением температуры тела при прогрессировании болезни. Этот повторяющийся внутриэритроцитарный цикл инвазии-размножения-высвобождения-инвазии продолжается, занимая около 48 часов при заражении P. falciparum , P. ovale и P. vivax и 72 часа при заражении P. malariae . Это происходит довольно синхронно, и мерозоиты высвобождаются примерно в одно и то же время суток. Содержимое инфицированных эритроцитов, которое высвобождается при его лизисе, стимулирует выработку фактора некроза опухоли и других цитокинов, которые ответственны за характерные клинические проявления заболевания.

Ряд специфических взаимодействий лиганд-рецептор был идентифицирован как вовлеченный в инвазию, и сообщалось, что генетическое нарушение любого из них приводит к переходу к использованию других путей [[9, 10]]. Последовательность генома P. falciparum , завершенная в 2002 г., указывает на то, что некоторые из молекул, участвующих в инвазии, являются членами более крупных семейств генов [[11, 12]]. Поверхностные белки мерозоитов (от MSP-1 до MSP-4) представляют собой важный класс интегральных мембранных белков, идентифицированных на поверхности развивающихся и свободных мерозоитов.Они участвуют в начальном распознавании эритроцитов через взаимодействия с остатками сиаловой кислоты и, вероятно, важны для инвазии, поскольку антитела, направленные против этих белков, могут блокировать этот процесс [[9]]. Антиген, связывающий эритроциты 175 (EBA-175), представляет собой белок P. falciparum , который связывает основной гликопротеин (гликофорин A), обнаруживаемый на эритроцитах человека во время инвазии [[8]]. Структура EBA-175 имеет поразительное сходство с антигенсвязывающими белками Даффи P.vivax , которые необходимы для успешного вторжения этого вида . После инвазии на поверхности инфицированных эритроцитов экспрессируется основной лиганд паразита, известный как P. falciparum мембранный белок 1 эритроцитов (PfEMP1), который кодируется мультигенным семейством var [[13, 14]] ]. PfEMP1 играет ключевую роль в патогенезе P. falciparum и несколько рецепторов хозяина могут одновременно распознаваться многочисленными доменами адгезии, расположенными во внеклеточной области PfEMP1 [[15, 16]].Обширное разнообразие в семействе генов var в основном отвечает за уклонение от специфических иммунных ответов, и многие из этих генов экспрессируются в популяции паразитов, но в любой момент времени во время инфекции паразиты в инфицированных клетках экспрессируют только один ген var [[15-17]]. В недавнем исследовании была идентифицирована специфическая эпигенетическая метка, связанная с заглушенными генами var , и было показано, что сохранение этой метки дает паразиту преимущества в патогенезе и уклонении от иммунитета [[18]].

Небольшая часть мерозоитов в эритроцитах в конечном итоге дифференцируется с образованием микро- и макрогаметоцитов (мужских и женских, соответственно), которые больше не имеют активности в организме человека-хозяина (рис. 1A). Эти гаметоциты необходимы для передачи инфекции новым хозяевам через самок комаров Anopheles . Обычно до образования гаметоцитов происходит разное количество циклов бесполой эритроцитарной шизогонии.У P. falciparum № эритроцитарная шизогония занимает 48 часов, а гаметоцитогенез — 10–12 дней. Гаметоциты появляются на пятый день первичной атаки при инфекциях P. vivax и P. ovale , а затем становятся более многочисленными; они появляются через 5–23 дней после первичной атаки P. malariae .

Половая фаза у комара (спорогония)

Комар, питающийся кровью инфицированного человека, может проглотить эти гаметоциты в его среднюю кишку, где макрогаметоциты образуют макрогаметы, а при эксфлагелляции микрогаметоцитов образуются микрогаметоциты.Эти гаметы сливаются, оплодотворяются и образуют зиготу. Он трансформируется в оокинету, которая проникает через стенку клетки в средней кишке и превращается в ооцисту (рис. 1А). В недавнем исследовании было показано, что поверхностный антиген гамет Pfs230 опосредует связывание эритроцитов человека с эксфлагелляционными паразитами мужского пола с образованием кластеров, называемых центрами эксфлагелляции, из которых высвобождаются отдельные подвижные микрогаметы. Таким образом, этот белок играет важную роль в последующем развитии ооцист, что является критическим этапом передачи малярии [[19]].Спорогония внутри ооцисты продуцирует множество спорозоитов, и когда ооциста разрывается, они мигрируют в слюнные железы для дальнейшей передачи другому хозяину (Рис. 1A). Эта форма паразита обнаруживается в слюнных железах через 10–18 дней, после чего комар остается заразным в течение 1–2 месяцев. Когда инфицированный комар кусает восприимчивого хозяина, жизненный цикл Plasmodium начинается снова.

Симптомы, диагностика и лечение

Накопление и секвестрация инфицированных паразитами эритроцитов в различных органах, таких как сердце, мозг, легкие, почки, подкожные ткани и плацента, является характерным признаком инфекции P.Фалципарум . Секвестрация — это результат взаимодействия между паразитарными белками, которые присутствуют на поверхности инфицированных эритроцитов, и рядом молекул хозяина, экспрессируемых на поверхности неинфицированных эритроцитов, эндотелиальных клеток и в некоторых случаях плацентарных клеток [[20]] . В конкретных проявлениях малярии участвуют некоторые рецепторы паразитарной адгезии, такие как гиалуроновая кислота и хондроитинсульфат A (CSA) в плацентарных инфекциях и молекула межклеточной адгезии 1 (ICAM-1) в церебральной малярии [[8, 13, 21] ].Симптомы малярии могут развиться через 6–8 дней после укуса инфицированного комара или через несколько месяцев после отъезда из малярийного района. Люди, инфицированные малярийными паразитами, обычно испытывают лихорадку, дрожь, кашель, респираторную недостаточность, боль в суставах, головную боль, водянистую диарею, рвоту и судороги [[8]]. Тяжелая форма малярии обычно сложна, и несколько ключевых патогенных процессов, таких как желтуха, почечная недостаточность и тяжелая анемия, могут в сочетании друг с другом вызывать серьезное и часто смертельное заболевание [[8]].

В большинстве случаев малярии нет опасных для жизни осложнений, но не совсем понятно, что вызывает переход от неосложненной инфекции к серьезной [[22]]. Малярия особенно опасна для беременных женщин и маленьких детей, а в эндемичных странах она является важным детерминантом перинатальной смертности [[23]]. Секвестрация паразитов в плаценте является ключевым признаком заражения P. falciparum во время беременности и связана с тяжелыми неблагоприятными исходами как для матери, так и для ребенка, такими как преждевременные роды, низкий вес при рождении и повышенная смертность новорожденных [[24]]. .PfEMP1, лиганд для CSA, является основной мишенью для антител, связанных с защитным иммунитетом, и изолятов P. falciparum , которые секвестрируют в плаценте, в первую очередь, связывают CSA [[25]]. После неоднократного заражения малярией во время беременности у женщин в эндемичных районах медленно вырабатывается иммунитет; таким образом, многоплодные женщины сравнительно менее восприимчивы к связанной с беременностью малярии, чем примагравидные женщины.

Малярия диагностируется с использованием комбинации клинических наблюдений, истории болезни и диагностических тестов, в основном микроскопического исследования крови [[26]].В идеале кровь следует собирать, когда у пациента повышается температура, поскольку именно тогда может быть обнаружено наибольшее количество паразитов. Плотные мазки крови используются в рутинной диагностике, и может быть обнаружен всего один паразит на 200 мкл крови. Быстрые диагностические тесты «тест-полосками», которые облегчают обнаружение малярийных антигенов в уколе крови из пальца за несколько минут, просты в выполнении и не требуют обученного персонала или специального оборудования [[26]]. Однако они относительно дорогие и хотя P.falciparum , с помощью этого метода невозможно отличить друг от друга P. ovale , P. malariae и P. vivax . Три дня подряд тестов, которые не указывают на присутствие паразита, могут исключить малярию.

Малярия — это излечимая болезнь, если ее лечить адекватно и быстро. Хинин из коры андского дерева Cinchona был первым широко используемым противомалярийным средством и был открыт задолго до того, как стали известны причины малярии.Однако у паразита может быстро развиться устойчивость к обычным противомалярийным препаратам. Во многих частях мира P. falciparum приобрела устойчивость к фанзидару и хлорохину, которые являются двумя наиболее часто используемыми и наиболее доступными противомалярийными препаратами [[27, 28]]. Чтобы преодолеть эту проблему и продлить срок службы существующих лекарств, все чаще применяется комбинированная терапия. Артемизинин, который получают из растения Artemisia annua , является чрезвычайно эффективным противомалярийным средством, и этот препарат или его производные, такие как артесунат или артеметер, используются в основном в парных комбинациях с несколькими другими лекарствами, такими как Фансидар [[29]]. ] и мефлохин [[30]], последний важный и все еще очень эффективный препарат, устойчивость к которому, особенно в Юго-Восточной Азии, вызывает все большую озабоченность.Неумолимое распространение лекарственной устойчивости является серьезной проблемой в борьбе с малярией, особенно потому, что на сегодняшний день нет клинически одобренных вакцин против малярии, хотя некоторые из них находятся в стадии разработки и тестирования. В недавних отчетах описана новейшая разработка вакцины против малярии и отдельные вакцины против малярии, находящиеся в настоящее время в клинической разработке [[31, 32]].

Было начато несколько крупных международных инициатив по борьбе с малярией (Таблица 1) [[33]]. К ним относятся программа ВОЗ «Обратить малярию вспять», Многосторонняя инициатива по борьбе с малярией [[34]], Предприятие по лекарственным средствам для борьбы с малярией, Инициатива по созданию вакцины против малярии и Глобальный фонд для борьбы со СПИДом, туберкулезом и малярией, который поддерживает реализацию профилактики и лечения малярии. лечебные программы.Существует несколько способов уменьшить передачу малярии, но в настоящее время ни один из них не предлагает полного блокирования, поэтому срочно требуются новые методы [[35]]. В конечном итоге для значительного сокращения передачи малярии потребуются три комбинированные стратегии лечения лекарственными препаратами, вакцинации и борьбы с переносчиками [[29, 36]].

Таблица 1. Важные сайты.
№ Описание Сайт
1 Программа ВОЗ по борьбе с малярией http: // www.rbm.who.int
2 Многосторонняя инициатива по малярии http://www.mim.su.se
3 Лекарства от малярии http://www.mmv.org
4 Инициатива по вакцине против малярии http: // www.malariavaccine.org
5 Глобальный фонд для борьбы со СПИДом, туберкулезом и малярией http://www.theglobalfund.org
6 База данных генома Plasmodium PlasmoDB http: // www.Plasmodb.org/
7 Plasmodium falciparum База данных генов http://www..genedb.org/genedb/malaria/
8 Метаболические пути малярийных паразитов http: // sites.huji.ac.il/malaria/
9 База данных транскриптомов малярии http://malaria.ucsf.edu/comparison
10 Plasmodium falciparum база данных геномов / путей http: // Plasmocyc.stanford.edu/
11 Центр ресурсов по исследованиям и референсным реагентам по малярии http://www.mr4.org/
12 Понимание функций высшего порядка на основе информации о геноме http: // www.genome.ad.jp/kegg/
13 Обнаружение генов, кодирующих ферменты, в геноме P. falciparum http://bioinformatics.leeds.ac.uk/shark/
Что касается последнего из них, другой потенциальный вариант сокращения малярии — использование генетически модифицированных комаров, устойчивых к передаче патогена [[37]].В последнее время важные технические достижения, которые включают трансформацию зародышевой линии комаров, характеристику тканеспецифических промоторов и идентификацию эффекторных молекул, которые мешают развитию паразитов, привели к получению трансгенных комаров, неспособных распространять малярийного паразита [[[[ 37]]. Однако для того, чтобы комары, резистентные к Plasmodium , были эффективными, они должны иметь возможность процветать в дикой природе и успешно конкурировать со своими собратьями дикого типа.Одна из основных проблем, связанных с использованием этих искусственно созданных комаров, заключается в том, будет ли модификация стабильной в долгосрочной перспективе [[37]]. Несмотря на то, что возможность генетического изменения компетентности переносчиков комаров была хорошо изучена в лаборатории, все еще требуется большая работа для разработки стратегий для выпуска и выживания этих искусственно созданных популяций комаров в полевых условиях. В недавнем исследовании сообщалось, что при употреблении в пищу крови, инфицированной Plasmodium , трансгенные устойчивые к малярии москиты имели значительное преимущество в приспособленности по сравнению с комарами дикого типа [[38]].
Геном, протеом и транскриптом
Геном P. falciparum клона 3D7 был первым, который был секвенирован, и аннотация предсказанных генов находится на продвинутой стадии [[12]]. Наличие последовательности генома P. falciparum может выявить большое количество возможных новых мишеней для лекарственных средств и генов, важных для биологии и патогенеза паразитов. Информация о геноме P. falciparum и других видов Plasmodium находится в свободном доступе по адресу http: // www.Plasmodb.org, и было показано, что геном P. falciparum охватывает примерно 23 пары мегабаз ДНК, разделенных на 14 хромосом. P. falciparum также имеет кольцевой пластидоподобный геном и линейный митохондриальный геном [[39]]. Ядерный геном является наиболее (A + T) -богатым геномом, секвенированным на сегодняшний день, с общим (A + T) составом ~ 81%, который увеличивается до ~ 90% в межгенных областях и интронах [[12]]. На основании последовательности генома было предсказано около 5300 генов, из которых на сегодняшний день идентифицированы лишь немногие как кодирующие ферменты.Интересны области около концов каждой хромосомы; расположенные здесь гены кодируют поверхностные белки или антигены, которые иногда распознаются иммунной системой человека для стимуляции иммунных ответов. Однако обмен материалом между концами хромосом дает паразиту значительную способность к изменению экспрессии антигена и, таким образом, к уклонению от иммунитета. Последовательность генома P. falciparum также выявила новые семейства генов, кодирующие белки, ответственные за опосредование инвазии эритроцитов [[9]].Интересно отметить, что, хотя гомологи генов, участвующих в основных путях, таких как инициация трансляции, репликация ДНК, репарация и рекомбинация, присутствуют в геноме паразита [[12, 40]], ему, по-видимому, не хватает некоторых ключевых метаболических механизмов. пути; например, синтез большинства из 20 аминокислот, синтез пуринов и восстановление пиримидинов, а также двух белковых компонентов АТФ-синтазы (митохондриальный фермент, продуцирующий АТФ) и компонентов обычного комплекса НАДН-дегидрогеназы [[[[ 12]].Также было высказано предположение, что регуляция уровней белка контролируется процессингом и трансляцией мРНК в дополнение к уровню транскрипции генов [[12]]. Технология молекулярной трансфекции, вместе с возможностью введения флуоресцентных репортерных белков, является относительно недавней разработкой, которая способствует лучшему пониманию многих других аспектов клеточной биологии паразита [[41]].
Примечательно, что компоненты некоторых анаболических путей синтеза жирных кислот, предшественников изопреноидов, комплексов гема и серы, по-видимому, локализованы в апикопласте, структуре внутри клетки, связанной с пластидами видов растений, имеющими собственный геном. [[12, 42-46]], как упоминалось выше.Исследования показали, что апикопласт необходим для выживания паразита [[47, 48]]. Его геном составляет 35 т.п.н. и кодирует только 57 белков, но, по оценкам, около 10% белков, кодируемых ядром, могут быть предназначены для этой структуры [[49]]. Такие белки нацелены в органеллы с помощью двустороннего нацеленного сигнала [[49]]. Один белок этого класса кодируется необычным геном на хромосоме 14, определяющим непрерывную активность ДНК-полимеразы, ДНК-примазы и ДНК-геликазы, и считается, что он играет ключевую роль в репликации апикопластного генома [[12, 50]].Последовательность органеллярного генома также идентифицировала молекулы в апикопласте, которые в других системах являются мишенями для нескольких существующих лекарств, таких как антибиотики, и теперь есть экспериментальные данные, показывающие, что такие соединения могут также ингибировать рост P. falciparum посредством нацелены на эту бактериальную эндосимбиотическую органеллу [[51, 52]].
На уровне протеомики белки из четырех стадий жизненного цикла P. falciparum (клон 3D7), т.е.е. спорозоиты, мерозоиты, трофозоиты и гаметоциты были профилированы с использованием технологии многомерной идентификации белков и анализа МС [[53]]. Сообщалось, что протеом спорозоитов заметно отличается от других стадий, и около половины белков спорозоитов уникальны для этой стадии. Напротив, трофозоиты, мерозоиты и гаметоциты имеют меньше уникальных белков, разделяя большую долю от общего количества. Из белков, обнаруженных на нескольких стадиях, наиболее распространенными были в основном домашние белки, такие как рибосомные белки, факторы транскрипции, гистоны и белки цитоскелета [[53]].Результаты также показали, что геном P. falciparum кодирует большое количество уникальных белков, многие из которых могут потребоваться для специфических взаимодействий хозяин-паразит. Эти интересные белки, не имеющие гомологии с последовательностями в других организмах, представляют собой потенциальные молекулы, специфичные для Plasmodium , которые могут служить мишенями для разработки новых лекарств и вакцин [[53]]. В аналогичном исследовании протеомный анализ выбранных стадий P. falciparum (изолят NF54) с помощью высокоточного МС выявил 1289 белков, из которых 645 были идентифицированы в гаметах, 931 — в гаметоцитах и 714 — в стадиях бесполой крови, соответственно [[[[[ 54]].Предыдущие исследования показали, что во многих случаях белки из P. falciparum стабильно больше, чем их гомологичные аналоги из других видов, но роль этих паразитоспецифических вставок в последовательностях белков из P. falciparum остается неопределенной [ [55]].
Используя микроматрицы ORF-специфической ДНК, профиль экспрессии в 48 индивидуальных временных точках продолжительностью 1 час от полного бесполого внутриэритроцитарного цикла развития (IDC) клона HB3 P.falciparum [[39, 56]]. Этот анализ транскриптома показал, что по крайней мере 60% генома транскрипционно активны на этой стадии и что> 75% этих экспрессируемых генов активируются только один раз во время IDC [[39]]. Эти интересные данные демонстрируют, что P. falciparum демонстрирует необычный и довольно специализированный способ регуляции транскрипции, который вызывает непрерывный каскад экспрессии генов, начиная с генов, соответствующих общим клеточным процессам, таким как синтез белка, и заканчивая Plasmodium . -специфические функции, такие как гены, участвующие в инвазии эритроцитов [[39]].Недавно та же группа определила транскриптом IDC еще для двух клонов P. falciparum , 3D7 и Dd2, имеющих различное географическое происхождение от HB3 [[57]]. Их результаты показали, что транскриптом удивительно хорошо консервативен среди всех трех клонов, но есть некоторые различия в экспрессии генов, кодирующих поверхностные антигены, участвующие во взаимодействиях паразит-хозяин [[57]]. Все эти данные о штаммах общедоступны как на http://malaria.ucsf.edu/comparison/, так и на http: // www.plasmoDB.org.
Таблица 1 представляет собой сборник важных веб-сайтов, которые были созданы для организации и использования данных, полученных в результате постгеномных исследований P. falciparum и родственных ему видов. Для лучшего понимания биологических, физиологических и биохимических ролей того или иного гена был создан веб-сайт с кратким описанием метаболических путей малярийных паразитов в виде карт, который постоянно расширяется [[58]] (http://sites.huji.ac. il / малярия /).Помимо классических биохимических путей, этот веб-сайт содержит карты, касающиеся биологических процессов, таких как межклеточные взаимодействия, перенос и транспорт белков, а также основные пути, включая репликацию, транскрипцию и трансляцию [[58]]. PlasmoCyc — еще одна база данных генома / путей, специально разработанная для P. falciparum (http://plasmocyc.stanford.edu/). В этой базе данных метаболические пути отображаются с подробной информацией об отдельных ферментативных реакциях с химическими структурами субстратов и реагентов.База данных также содержит информацию о противомалярийных препаратах и их мишенях, а также обзор всех метаболических путей и инструментов для сравнения путей между организмами. Другой важный веб-сайт, Киотская энциклопедия генов и геномики (KEGG) по адресу (http://www.genome.ad.jp/kegg/), также можно использовать для изучения функциональных аспектов биологии паразитов более высокого порядка на основе информации о его геноме [ [59]]. Новый полностью автоматизированный программный пакет metashark может использоваться для обнаружения генов, кодирующих ферменты, в неаннотированных данных генома организмов, таких как P.falciparum и их визуализация в контексте соответствующей метаболической сети (сетей) [[60]]. Пакет sharkhunt можно загрузить с веб-сайта metashark по адресу (http://bioinformatics.leeds.ac.uk/shark/). Этот метод поиска был успешно использован для обнаружения экспериментально продемонстрированного, но не аннотированного пути пантотената к коферменту А, кодируемого в геноме P. falciparum [[60]].
Выводы
Малярия, вызываемая паразитом, передаваемым комарами P.falciparum является причиной огромного количества смертей каждый год в тропических и субтропических регионах мира. Существует острая необходимость в разработке новых лекарств и / или вакцин, которые могут существенно и постоянно прерывать жизненный цикл этого сложного паразита. Огромный объем информации был получен в результате полногеномных исследований транскриптома и протеома паразита, и теперь стало реальной проблемой эффективно использовать эту информацию для определения подходящих терапевтических целей для разработки и тестирования новых препаратов.В настоящее время разработка вакцины против малярии находится на обнадеживающей стадии, и крайне важно сохранить достигнутый к настоящему моменту импульс в будущем. Чтобы остановить передачу малярии в пораженных районах мира, потребуется сочетание новых противомалярийных препаратов и вакцин с эффективными мерами борьбы с переносчиками инфекции.
Благодарности
Автор благодарен профессору Джону Хайду (Манчестерский университет, Великобритания) и доктору К. Читнису (ICGEB, Нью-Дели) за критическое прочтение и исправления рукописи и рецензентам за конструктивные предложения.Автор благодарит Аруна Прадхана за помощь в составлении рисунка. Работа в авторской лаборатории поддерживается грантами Департамента биотехнологии, Организации оборонных исследований и разработок и Департамента науки и технологий. Благодарим за инфраструктурную поддержку со стороны Департамента биотехнологии правительства Индии.
Ссылки
15 Вс XZ, Тепловол ВМ, Вертхаймер С.П., Гине Ф, Herrfeldt JA, Петерсон Д.С., Раветч Я. & Wellems TE (1995) Большое разнообразное семейство генов var кодирует белки, участвующие в цитоадгезии и антигенной изменчивости эритроцитов, инфицированных Plasmodium falciparum . Ячейка 82, 89–100.
16 Барух Д.И., Паслоске Б.Л., Сингх HB, Би Х, Ма XC, Фельдман М, Тараски Т.Ф. и Howard RJ (1995) Клонирование гена P. falciparum , кодирующего PfEMP1, малярийный вариантный антиген и рецептор адгезии на поверхности паразитированных эритроцитов человека. Ячейка 82, 77–87.
19 Экси С, Чесны Б, ван Гемерт Г.Дж., Sauerwein RW, Eling W & Williamson KC (2006) Антиген, блокирующий передачу малярии, Pfs230, опосредует связывание эритроцитов человека с эксфлагеллирующими паразитами мужского пола и образование ооцист. Мол микробиол 61, 991–998.
21 Окенхаус, CF, Хо М, Тандон Н.Н., Ван Севентер GA, Шоу С, Белый Нью-Джерси, Джеймисон GA, Чулай Дж.Д. и Webster HK (1991) Молекулярная основа секвестрации при тяжелой и неосложненной малярии Plasmodium falciparum : дифференциальная адгезия инфицированных эритроцитов к CD36 и ICAM-1. J Заразить Dis 164, 163–169.
60 Пинни Дж. В., Ширли М.В., McConkey GA & Westhead DR (2005) metaSHARK: программное обеспечение для автоматизированного предсказания метаболической сети на основе последовательности ДНК и его применение к геномам Plasmodium falciparum и Eimeria tenella . Нуклеиновые кислоты Res 33, 1399–1409.
Плазмодий Жизненный цикл
Малярийный паразит проявляет сложный жизненный цикл, в котором участвует насекомое-переносчик (комар) и позвоночное животное-хозяин (человек). (См. Также файл в формате pdf для печати.) Основными фазами жизненного цикла являются: стадия печени, стадия крови, половая стадия и спорогония.
(Вернуться к разделу жизненного цикла в основном документе.)
Легенда
Инфекция инициируется при введении спорозоитов со слюной кормящегося комара. Спорозоиты переносятся кровеносной системой в печень и проникают в гепатоциты (1). Внутриклеточный паразит подвергается бесполой репликации, известной как экзоэритроцитарная шизогония внутри гепатоцита (2-4). Экзоэритроцитарная шизогония достигает высшей точки в производстве мерозоитов, которые попадают в кровоток (5). Доля паразитов на стадии печени из P.vivax и P. ovale проходят период покоя (не показан) вместо того, чтобы немедленно проходить через бесполую репликацию (т.е. временно оставаться на этапе 2). Эти гипнозоиты повторно активируются через несколько недель или месяцев (или лет) после первичного заражения и вызывают рецидивы. (Вернуться к рецидивам в основном документе.)
Мерозоиты проникают в эритроциты (6) и проходят трофический период, в течение которого паразит увеличивается в размерах (7-8). Ранний трофозоит часто называют «кольцевой формой » из-за его морфологии. Увеличение трофозоитов сопровождается активным метаболизмом, включая поглощение цитоплазмы хозяина и протеолиз гемоглобина до аминокислот. Конец трофического периода проявляется в нескольких раундах деления ядра без цитокинеза, в результате чего получается шизонт (9). Мерозоиты отпочковываются от зрелого шизонта, также называемого сегментером (10), и мерозоиты высвобождаются после разрыва инфицированного эритроцита (11). Инвазия эритроцитов возобновляет еще один цикл репликативного цикла на стадии крови (6-11).(Возвращение к кровной шизогонии в основном документе.)
Периодическая лихорадка, часто связанная с малярией, возникает из-за синхронного разрыва инфицированных эритроцитов и высвобождения мерозоитов (см. Малярийный пароксизм). Эритроциты, инфицированные трофозоитом и шизонтом, редко обнаруживаются в периферическом кровообращении при инфекциях P. falciparum . Эритроциты, инфицированные этими стадиями, прикрепляются к эндотелиальным клеткам и изолируются в микроциркуляторном русле жизненно важных органов, особенно головного мозга, сердца и легких.Секвестрация в головном мозге является фактором, способствующим церебральной малярии.
В качестве альтернативы бесполому репликативному циклу паразит может дифференцироваться в половые формы, известные как макро- или микрогаметоциты (12). Гаметоциты — большие паразиты, которые заполняют эритроциты, но содержат только одно ядро. Поглощение гаметоцитов москитным вектором вызывает гаметогенез (т. Е. Производство гамет) и выход из эритроцита хозяина. Факторы, которые участвуют в индукции гаметогенеза, включают: снижение температуры, повышение содержания углекислого газа и метаболитов комаров. Microgametes , образованные в процессе, известном как эксфлагелляция (13), представляют собой жгутиковые формы, которые оплодотворяют макрогамету (14), что приводит к зиготе (15). (Вернитесь к сексуальному воспроизведению в основном документе.)
Зигота развивается в подвижную оокинету (16), которая проникает в эпителиальные клетки кишечника и превращается в ооцисту (17). Ооциста проходит несколько раундов бесполой репликации (18), в результате чего образуются спорозоиты (19).Разрыв зрелой ооцисты высвобождает спорозоиты в гемоцель (полость тела) комара (20). Спорозоиты мигрируют и проникают в слюнные железы (не показаны), завершая, таким образом, жизненный цикл. (Вернуться к спорогонам в основном документе.)
Таким образом, малярийные паразиты подвержены трем различным бесполые репликативные стадии (экзоэритроцитарная шизогония, кровяная шизогония, и спорогония), в результате чего образуются инвазивные формы (мерозоиты и спорозоиты).Половое размножение происходит с переключением с позвоночных на беспозвоночный хозяин и приводит к инвазивным оокинетам. Все инвазивные стадии характеризуется апикальными органеллами, типичными для апикомплексных видов. В инвазивные стадии различаются в зависимости от типов клеток или тканей, в которые они проникают и их подвижность. После успешного вторжения некоторые из этих агрессивных формы будут подвергаться высокому уровню распространения, чтобы установить инфекцию в новом хосте. (См. Розенберг, 2008 для обсуждения чисел.)

мерозоит
неподвижный
вторгается в эритроциты
спорозоит
подвижный
поражает слюнные железы комаров
проникает в клетки печени
оокинете
подвижный
поражает эпителиальные клетки кишечника комаров
Перейти к:
Эти страницы разработаны и поддерживаются Марком Ф.

№	Описание	Сайт
1	Программа ВОЗ по борьбе с малярией	http: // www.rbm.who.int
2	Многосторонняя инициатива по малярии	http://www.mim.su.se
3	Лекарства от малярии	http://www.mmv.org
4	Инициатива по вакцине против малярии	http: // www.malariavaccine.org
5	Глобальный фонд для борьбы со СПИДом, туберкулезом и малярией	http://www.theglobalfund.org
6	База данных генома Plasmodium PlasmoDB	http: // www.Plasmodb.org/
7	Plasmodium falciparum База данных генов	http://www..genedb.org/genedb/malaria/
8	Метаболические пути малярийных паразитов	http: // sites.huji.ac.il/malaria/
9	База данных транскриптомов малярии	http://malaria.ucsf.edu/comparison
10	Plasmodium falciparum база данных геномов / путей	http: // Plasmocyc.stanford.edu/
11	Центр ресурсов по исследованиям и референсным реагентам по малярии	http://www.mr4.org/
12	Понимание функций высшего порядка на основе информации о геноме	http: // www.genome.ad.jp/kegg/
13	Обнаружение генов, кодирующих ферменты, в геноме P. falciparum	http://bioinformatics.leeds.ac.uk/shark/

Апикомплексы (споровики), подготовка к ЕГЭ по биологии

Малярийный плазмодий

Жизненный цикл малярийного плазмодия

Токсоплазма

жизненный цикл, специфические особенности развития и организации

Особенности организации Простейших

Паразитические Одноклеточные

История заболевания

Цикл малярийного плазмодия: схема

Бесполое размножение

Окончательный хозяин

Опасные симптомы

Страница не найдена |

Архив за месяц

Архивы

Метки

Профилактика малярии | ГБУЗ Инфекционная больница №4, г. Армавир

виды, строение, размножение и цикл развития

Особенности организации Простейших

Паразитические Одноклеточные

Лечение малярии

Лекарства от малярии

История заболевания

Цикл малярийного плазмодия: схема

Профилактика

Бесполое размножение

[править]Этиология и эпидемиология

Окончательный хозяин

Опасные симптомы

Источники малярийной инфекции

Открыт фермент, позволяющий возбудителям малярии выживать в желудке комаров — Наука

Новый подход к борьбе с малярией

Модифицированный малярийный возбудитель тормозит малярию

Parasitemia_and_LifeCycle.pub

Стадии полного жизненного цикла Plasmodium falciparum и стадии печени Plasmodium ovale у гуманизированных мышей

Жизненный цикл плазмодия

Жизненный цикл малярии; вот все, что вам нужно знать

Жизненный цикл малярийного паразита включает двух хозяев.Прочтите всю историю, чтобы узнать все о жизненном цикле малярийного паразита.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Границы | Освещение жизненного цикла малярийных паразитов: биолюминесцентный плазмодий в фундаментальных и прикладных исследованиях

Введение

Жизненный цикл плазмодия

Передача от комаров: спорозоиты и стадии печени

От печени к крови: стадии бесполого эритроцита

Подготовка к выходу из крови: гаметоциты

Мультиплексирование, субклеточная локализация, визуализация: будущее использования биолюминесцентных малярийных паразитов

Вклад автора

Заявление о конфликте интересов

Благодарности

Список литературы

Малярия — обзор — Tuteja — 2007 — Журнал FEBS

Сокращения

Паразиты

Жизненный цикл малярийных паразитов

Тканевая шизогония (преэритроцитарная шизогония)

Эритроцитарная шизогония

Половая фаза у комара (спорогония)

Симптомы, диагностика и лечение

Геном, протеом и транскриптом

Выводы

Благодарности

Leave a Comment Отменить ответ