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この記事について

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要約

マラリア原虫の蚊の段階に関する詳細な調査は、効果的な伝染遮断戦略を設計するために重要です。このプロトコルは、感染性のタテキを効果的に培養し、これらのタテライトを蚊に供給して P.熱帯熱砂の蚊の段階を生成する方法を示しています。

要約

マラリアは依然として最も重要な公衆衛生上の問題の1つであり、重大な罹患率と死亡率を引き起こしている。マラリアは、雌の アノフェレス 蚊からの感染性咬傷を介して伝染する蚊媒介性疾患である。マラリア対策は、最終的には蚊との間の感染を遮断する方法を含む多数のアプローチに依存します。マラリア原虫の蚊の段階を実験室で研究するために、ヒト宿主から蚊ベクターへの感染に必要な寄生虫ステージである感染性の高い熱帯 熱マラリア 原虫の宿虫細胞を培養するプロトコルを最適化しました。 P. 熱帯熱透析 細胞は、5つの形態学的に異なるステップを経て成熟し、およそ1〜2週間かかる。このプロトコルに記載されているガテサイト培養は15日で完了し、15〜18日目から蚊に感染する。これらのプロトコルは、感染有能なタテライトの連続的なサイクルを維持し、寄生虫の蚊の段階の途切れない供給を維持するために開発されました。ここでは、食細胞培養の方法論と、ガラス膜フィーダーを用いてこれらの寄生虫に感染する方法について述べる。

概要

マラリアは マラリア原 虫寄生虫によって引き起こされ、雌 のアノフェレス 蚊の感染性咬傷を介して脊椎動物の宿主に伝染する。2019年の世界保健機関(WHO)の報告書によると、マラリアの合計2億2,800万例から推定405,000人の死亡がありました。マラリア関連死のほとんどはアフリカ地域、特に5歳未満の小児に集中していた。マラリアの全体的な発生率は2010年から世界的に低下していますが、近年は減少が高まっており、この病気を排除するために追加の制御戦略が緊急に必要とされています。

マラリア原虫の周期性無性血液段階は病因を引き起こし、これらの小さなサブセットは女性と男性の解血細胞に分化する。熱帯熱マラリア原虫のテジカルは、5つの形態学的に異なる段階を経て開発するのに7〜10日かかるため、本質的にユニークです。第1段階からIV期までの未熟な食細胞は骨髄小板に隔離され、末梢循環2、3、4、5にはほとんど欠けている。成熟期Vのゲームサイトに感染した赤血球は、血流中に放出され、蚊によって取り込まれるように自由に循環する。蚊の中に入ると、タレトサイトは、温度の変化と中腸環境への暴露を通じて活性化され、メスとオスの配偶体に変身し、蚊の唾液腺6、7のスポロゾアテの感染段階で最高潮に達する蚊の段階の開発を開始する。

TragerとJenson8P.熱帯熱化を培養するための標準化された方法を説明したので、無性血液段階に関する研究は大幅に進歩している。しかし、性的段階のための信頼性の高い文化システムの欠如は、P.熱帯熱マラリア類、伝染生物学および蚊の段階を研究することを困難にしている。近年、数種類の方法が発表され、その中で、9、10、11、12の培養を確立する研究所が発表されている。本稿は、マラリア研究コミュニティにとって貴重な資源を表すことができるP.熱帯熱マラリア原虫を培養するための標準化された信頼性の高いプロトコルを記述する。この方法は、標準化された蚊の供給プロトコルと共に、信頼性の高い蚊の感染性をもたらす成熟した、感染性のタメサイトの堅牢な生産を可能にする。これらの方法は、ゲームトサイト、および蚊の段階寄生虫の途切れない供給を維持するために確立された。本稿では、完全な食塩基細胞培養プロトコル(図1)、ガラス膜フィーダーの調製、これらの膜フィーダーを用いた蚊の感染(図2)、蚊の中腸(図3)の解剖および唾液腺の解剖(図4)、中腸および唾液腺切断後の蚊の感染の定量について述べる。

プロトコル

以下に記載の採血はジョンズ・ホプキンス大学の機関審査委員会によって承認されています。 P.熱帯熱砂 は、生体安全レベル2(BSL2)施設で無菌状態で新鮮なRBCで培養され、生体材料を扱う際に注意が必要です。血液または血液製剤を含む各ステップの後、すべてのプラスチック製品またはガラス製品は、適切な処分の前にフード内の10%漂白剤ですすがされます。

1. 試薬および調製

  1. 寄生虫分離 P.熱帯熱膜NF54( 材料表を参照)を使用し、連続培養中に最大2ヶ月間感染性のタテク細胞を産生することができる。
    注:すべての文化適応寄生虫ラインがガテサイトを生成するものではなく、低通路NF54分離株が最も一貫しています。
  2. O+ 赤血球: 回転速度が 0 に設定されたスイングアウトローターで、室温で 500 x g の RPMI 1640 培地と遠心分離機の等量を加えて全血を希釈します。上清とバフィーコート(白血球と血小板の大部分を含む血漿とパック赤血球の間の白いバンド)を慎重に取り除き、RPMIの等しい量を追加します。洗浄工程を2回繰り返し、最終洗浄後にRPMIのペレット体積を1個加え、4°Cで保存するための50%ヘマトクリットを得る。
    注:タメトサイトは2週間にわたって成熟し、新鮮な赤血球で培養を始めることが重要であり、典型的には1週間以内に描かれた赤血球がうまくいきます。
  3. O+ ヒト血清:異なる個体からの血清中の正常な変動の影響を最小限に抑えるために、少なくとも6単位の血清を一緒にプールする。0.2 μmろ過フラスコを使用して、プールされたヒト血清を殺菌します。必要に応じて50mL以下の部分でアリコートを使用し、-20°Cで保存します。
    注:赤血球と血清は 、P.熱帯熱化液化 培養に適合する血液型の血液である必要があります。
  4. 500xのヒポキサンチン(100 mL)溶液:1M NaOHの100mLに0.5gの低酸素量を溶解する。フィルターは殺菌し、貯蔵のための5-10 mLアリコートを作る。在庫は-20°Cで1年、4°Cで2週間まで保管することができます。
  5. 重炭酸ナトリウム(任意):脱イオン化、組織培養グレードの水の100 mLに7.5gの重炭酸ナトリウムを溶解し、0.2 μmフィルターでフィルター滅菌します。
    注:このプロトコルは、体外培養中のP.熱帯熱砂に微小好気条件を提供するためにキャンドルジャー法を使用し、重炭酸ナトリウムを必要としません。しかし、マラリアガスミックス(5%O2、5%CO2、90%N2)を用いて寄生虫を培養する場合、0.2%の重炭酸ナトリウムで培養培地を補うことが重要です。
  6. 完全な媒体:完全な媒体の500 mLを準備するために、RPMI 1640の500 mLに50mLのヒポキサンチン溶液および50mLのプールされたヒト血清を加える。マラリアガス混合物を使用する場合は、7.5%重炭酸ナトリウムの15 mLを追加します。4 °Cで完全なメディアを保存し、完全なメディアの色がオレンジからピンクに変わったら捨てます。無駄を避けるために、3日以内に使用できる十分な完全なメディアを作ります。
  7. エクスフラグリングメディア(オプション):200mg NaHCO3、5mgのヒポキサンチン、100μLのキサンスレイン酸(水中100mMストックから)から不完全な培地(RPMI 1640、グルタミンおよびHEPES)を溶解して、エクスフラベレーションまたはウーキネテ培地を作ります。
    注:Exflagellationは、テグサイトに感染した血液食事を取った数分後に、雌のアノフェレス蚊の中腸内で男性のホテ形成のプロセスです。マラリア原虫の男性の食前細胞は、爆発イベントの後に8つの男性配偶体を生み出します。インビトロでは、培養温度が室温(RT)に低下したときにこのプロセスが自発的に起こり、培養された成熟したゲームサイトで観察することができる。
  8. N-アセチルグルコサミン(任意):水中または不完全な培地中のN-アセチルグルコサミンの500 mMストック溶液を作り、アリコートを-20°Cで保存する。
  9. NaCl溶液:0.9g、1.6g、12gのNaClを100mLの組織培養グレード脱イオン水に溶解し、0.9%、1.6%、12%NaCl溶液を作ります。フィルターは0.22 μmフィルターで殺菌し、4 °Cで貯ます。

2. P. 熱帯熱酒場 無性ステージ文化

  1. 寄生虫培養を始めるには 、P.ファルシパーム NF54の低通路凍結バイアルを液体窒素タンクから取り出し、37°Cに設定した水浴で素早く解凍する。
  2. 50 mLの無菌遠心分離管に内容物(約1mL)を移し、落下体は、混合を確実にするためにチューブを穏やかに振りながら、0.2体積のプリウォーム12%NaClを加えます。断続的な穏やかな揺れでRTで5分間インキュベートします。
  3. 穏やかな混合を続けながら、1.6%NaClの9巻をドロップワイズで追加します。RTで5分間 500xg の内容物を遠心し、上清を慎重に捨てます。9ボリュームの0.9%NaClドロップワイズを加え、寄生虫ペレットを一貫して混合します。遠心分離機はRTで5分間500 x g で再び、上清を取り除き、寄生虫を5mLの完全な培地に再中断します。
  4. 6ウェル組織培養プレートの1つのウェルに内容物を移し、100-200 μLのパックされたRbCsを加えます。
  5. キャンドル瓶内または5%O2、5%CO2および90%N2の特別なガス混合でパージされたモジュラーインキュベーターチャンバーで37°Cでのインキュベート寄生虫培養。
  6. 毎日培地を交換し、定期的な培地交換中に培養上清が吸引された後、落ち着いたRBC層から数マイクロリットルを引き出して薄い血液スミアを作ることによって成長を監視する。
  7. 滅菌ガラスパスツールピペットを使用して、ガラススライドの中央をタップして、一滴の培養液をスライドに移します。ドロップの前に別のガラススライドを置き、RBCsに接触するためにそれを引き戻し、すぐにRBC単層の薄い塗りつぶしを作るために1つの動きでそれを前方に押し出します。
  8. スライドを乾燥ラックの上に水平に置き、空気乾燥させます。絶対メタノールを塗り薬に落として血液の汚れを固定します。固定塗抹標本を完全に乾燥させ、血の塗抹標本が完全に覆われるまで、水で希釈した10%のゲムサ染色を慎重に注ぎます。細胞を約15分間染色します。
  9. きれいな水道水の下でスライドをすすぎ、スライドが垂直位置で乾燥するようにして、余分な汚れを洗い流します。
  10. 油浸漬100x目的を用いて顕微鏡で薄い血の塗抹標本を見て寄生虫症を決定する。感染した赤血球の数を少なくとも500 RBCの中で数え、寄生虫の割合を決定します。

3. P. 熱帯熱酒乳酸塩 細胞培養

注:テマトサイトの培養は、蚊に感染する成熟した同血球を作り出すのに2週間かかります。ゲームサイトの文化の手順を 図 1に示します。 P. 熱帯熱透析 液は、通常、長期間のインビトロ培養13の後にガテサイトを産生する能力を失う。食細胞の質を保証するために、培養は解凍以来2ヶ月以上前から低い通路フィーダー培養から開始されるべきである。37°Cに予温メディアを、38°Cに設定したスライドウォーマーですべての手順を実行します。 温度変動を最小限に抑えるために、培養物が長期間インキュベーターから外れていないことを確認してください。

  1. 4%ヘマトクリットで0.3〜1%の寄生虫症で混合無性ステージフィーダー培養を使用して、食細胞培養(0日目)をシードします。
  2. 6つの良いガテサイト文化を設定するには、遠心分離5 mLのフィーダー培養500 x g で5分間RTで5分間、上清を捨て、完全な培地の30 mLでペレットを再中断します。
  3. 1.2 mLのパックされたRBCを加え、混合し、6ウェルプレートの各ウェルに5 mLを分配し、37°Cのキャンドル瓶にインキュベートします。
    注:上述の食細胞培養は、5%の寄生虫症で混合無性ステージフィーダー培養に基づいています。
  4. 培地を毎日15~18日間変更し、新鮮な血液を加えることなく、血液細胞を除去しないように約70〜80%の培養上清を注意深く吸引する。
  5. 各井戸に5mLの新鮮な完全なメディアを加えます。メディアを変更しながら、ゆっくりと解決されたRBC層を乱さないように井戸の壁に対して血清学的ピペットを使用してメディアを追加します。
    注意:培地交換時に1~2mLの培養液が残るため、培養量は、1日目のゲームトサイト培養後に6~7mLの間になります。このプロトコルを適応させながら,寄生虫が健康であることを確認するために、毎日血液の汚れを作ることをお勧めします。血液の汚れを作ることは、多くの場合、培養中の細胞の数を枯渇させることができます.これを避けるには、非常に小さなボリュームを描きます。
  6. 成熟したゲーム細胞血症を定量化するには、15~18日目の間に血液の汚れを作り、細胞の総数の中で成熟したゲームサイトの数を数えます。
    注:成熟したゲームトサイトは、滑らかな丸みを帯びた端を持つ古典的な三日月形で簡単に識別することができます(図5B)。
  7. 最低 1,000 RBC をカウントし、成熟したゲームサイトに感染した RBC の割合を計算します。
  8. 爆発事象を定量化するには、200 μLのガメトサイト培養と遠心分離機を500 x g で500 x gで、事前に温めたチューブでRTで5分間服用します。20 μLのエクスフラグリングメディアでペレットを再懸濁し、カバースリップ付きのガラススライドに移します。
  9. 室温で15分のインキュベーションを行った後、10倍の目的を使用して位相コントラストモードでエクスフラメレーションセンターのカウントを開始します。exflagellation イベントを計算するために、少なくとも 4 つのフィールドにエクスフラベレーションセンターをカウントします。
    注:拡張アッセイの詳細な方法論は、Delvesら10によって先に説明されています。1フィールドあたり20以上のエクスフラグイベントは、膜供給アッセイに適していると考えられています。
  10. テキサイト培養は、通常、残留無性段階の低レベルを有する。実験が純粋なタテライトを必要とする場合は、50 mM N-アセチルグルコサミンで培養を処理します。
  11. 残留無性段階をクリアするためにメディアを変更しながら、最低3日間、ウェル(5 mL)あたり10xストック溶液からN-アセチルグルコサミンの0.5 mLを追加します。
    注:N-アセチルグルコサミンはあまりにも性的に犯したメロゾアイトの侵入をブロックすることができ、治療は、ゲームサイト培養の7日目の後にのみ開始されるべきです。

4. 標準的な膜供給アッセイ(SMFA)を用いた蚊の感染

注:インビトロで成長した食細胞は、ガラス膜フィーダーを使用して蚊に供給することができます。血液供給装置の設定は 図2に示す。前述のように、蚊に摂取する前に活性化を避けるために、常に37°Cでゲームトサイトを維持してください。37 °Cにゲームサイト培養で使用されるプリウォームプラスチック製品、試薬および機器。

  1. 3-7日齢の雌 のアノフェレス 蚊を飢えさせ、膜給餌前に6.5時間または一晩砂糖水を取り除きます。
  2. 細かいメッシュ生地の二重層で覆われた紙コップに電動または口操作の吸引器を使用してそれらを転送します。また、冷たい部屋や冷蔵庫で蚊を倒して紙コップに移します。
    注:1パイントサイズのカップを使用して、最大100個の蚊を餌にすることができます。
  3. 遠心分離機は、RTで5分間 500xg で血液を洗浄し、上清を捨てる。全血を再構成するために、解凍したばかりのヒト血清の等量を追加します。37°Cのウォーターバスに血液と血清ミックスを30分間移動します。
  4. 15 mLプラスチックチューブと遠心分離機を600 x g で37°Cで5分間培養します。 上清培養物を慎重に吸引し、薄い血の塗抹標本を作り、上述した成熟したゲーム細胞血症を決定する。
  5. 最終的な血液を作るためには、全血を再構成して目的の濃度に食塩藻ペレットを希釈する。蚊とガラスフィーダーの準備ができるまで、血液供給を37°Cに保ちます。
    注:成熟したガテトサイト濃度は0.02〜0.3%の間で一貫した蚊の感染性を提供します。しかし、蚊の異なるカップに様々な濃度を供給することによって、ゲームサイト血症を最適化することをお勧めします。
  6. ガラス膜フィーダーには、感染した血液をピペットする狭い上部開口部と膜付着のための底部の開口部の2つの開口部があることを確認してください。パラフィンフィルムを正方形にカットし、均一な厚さに伸ばし、フィーダーの開口部に貼り付けて、血液供給のための密閉されたコンパートメントを作成します。
  7. 各側のチューブを接続して循環式水槽に膜フィーダーを取り付け、膜フィーダーの周りのジャケットを通して暖かい水を通過させます。
    注:複数の供給条件に対応するために、複数のガラスフィーダーを直列に接続できます。
  8. すべてのフィーダーが水浴に接続された後、それをオンにして漏れがないか検査します。
  9. 膜側の下に付いた蚊のカップの網の中央にフィーダーを置き、クランプまたはテープを使用して固定フィーダー。膜フィーダーが任意の側に傾かないようにして、カップの網とフィーダー全体の均等な分布とカップの網との密接な接触を可能にし、カップ内から蚊がアクセスできるようにします。
  10. 約200~1000μLの血液が膜フィーダーに送り込まれたピペット。
    注:血液供給量は、蚊の数と膜フィーダーの大きさによって異なります。14 mmガラスフィーダーと50個の蚊の場合は、200 μLの血液供給を使用します。
  11. 負荷が適切に行われ、血の供給がパラフィンフィルムに重ねられていたことを確認してください。
  12. 断続的なモニタリングで約30分間蚊に餌を与えられるようにします。
    注:蚊を口で軽く吹き飛ばしてCO2 を提供し、血液の改善を誘発します。
  13. 冷たい部屋で蚊を倒して取り除きます。新鮮な血液の食事の兆候として、腹部の膨らみや赤みがないか蚊を目に見えて検査します。あるいは、口で操作された吸引器を使用して、未供給の蚊を選択的に除去する。
  14. 70%エタノールに浸した後、餌を与えられていない蚊を捨て、餌を与えた蚊を蚊のカップに戻します。
  15. 二重ケージ蚊のカップとヒトマラリア原虫 P.熱帯熱マラリアに感染した蚊のために指定された高封じ込めインキュベーターにそれらを転送します。
  16. 10%のスクロースに浸した綿パッドを蚊のカップに置き、砂糖の食事を提供します。蚊が解剖されるまで、綿パッドを1日おきに交換してください。

5. モスキート中腸管解剖と卵胞負荷定量

注: midgut 解剖の概略を 図 3に示します。

  1. 7-8日の血液供給後、蚊のカップを4°Cに移して10分間、蚊を倒します。
  2. 細かい先端の鉗子を使用して氷の上のペトリ皿に解剖される蚊を移す。
  3. 蚊を70%エタノールに浸し、1〜2分間安楽死させます。すべての蚊が安楽死させた後、エタノールを洗い流すためにペトリ皿にPBSを追加します。
    注:PBSを追加する前に、すべての蚊が死んでいることを確認してください。
  4. 顕微鏡を解剖する顕微鏡にガラススライドを取り付け、中央にPBSのピペット100 μLを取り付けます。慎重にPBSに鉗子を使用して1つの蚊を転送し、氷の上にペトリ皿に蚊の残りの部分を残します。
  5. 細かい先端の鉗子を使用して、蚊の後端から腹部の3番目のセグメントを保持し、第二の鉗子が胸郭と腹部の間の接合部を保持する。中腸が完全に露出するまで腹部をそっと引っ張ります。
  6. 蚊の組織の残りの部分を捨て、PBSの数滴を含むきれいなスライドに中腸を転送します。
  7. 所望の数の蚊が解剖されたら、ピペットを使用してPBSを慎重に取り除き、0.2%のメルクロクロムで0〜5分間中腸を汚します。
  8. スライド上の余分なメルクロクロムとラインアップのミドグを取り除き、軽顕微鏡で簡単に視覚化できるようにします。
  9. カバースリップを置き、10倍の目的の下で各中腸にウーストシットを数えます。オーシストはピンク色に染まり、円形である(図6C)。

6. 蚊の唾液腺解離とスポロゾアイト負荷定量

注: 唾液腺解剖の概略を 図 4に示します。

  1. 14-18日の血液供給後、蚊のカップを4°Cに10分間置きます。
    注:蚊が動かなくなるまで待つことが重要です。
  2. 蚊が動かなくなるのを待っている間に、解剖のためのツールを準備してください。
  3. 解剖顕微鏡のステージにガラス板を置きます。1 mLの注射器に25G針の2セットと9 "パスツールピペットとゴム球根を準備します。70%のEtOHおよび解剖媒体(HBSS、L-15またはPBS)を6ウェルプレートに入れる。
  4. 冷たい部屋では、70%のEtOHを含む6ウェルプレートに麻酔をした蚊を移す。すべての蚊が浸されていることを確認するために鉗子で蚊を穏やかに移動し、鉗子を使用して70%EtOHを洗い流すことによって蚊を解剖媒体に移します。
  5. 解剖室に移動し、解剖顕微鏡の段階に蚊を置きます。
  6. 蚊から余分な媒体を取り除き、解剖中に必要に応じて新しい媒体を追加します。蚊が乾燥するのを避けるが、あまりにも多くの液体は解剖をより困難にする。
  7. 25G針の注射器を2本使用し、蚊の胸郭と頭を持ち、頭をそっと上に引っ張って胸郭から唾液腺を引っ張ります。
  8. 唾液腺を針で頭と胸から切り離す。
  9. 一時的に唾液腺をガラス板上の培地の別の液滴に入れる。
  10. 15-20唾液腺を解剖した後、パスツールピペットを使用して低保持チューブに集めます。
    注:唾液腺がパスツールピペットの広い部分に入ると、ガラスにくっついて取り出すのは難しいです。
  11. テーブルトップ遠心分離機で短パルススピンによるペレット唾液腺。ペレットを破壊することなく解剖媒体を取り除き、100 μLの新しい解剖媒体を追加します。
  12. 唾液腺を小さなホモジナイザーで1分間粉砕し、スポロゾアイトを得る。
  13. スポロゾイトを含む解剖媒体を10μLのヘモサイトメーターに置きます。
    注:唾液腺の数に応じて、カウントする前に、スポロゾアイト溶液を培地で1:10〜1:50に希釈する必要があります。
  14. 4つの象限のうちの2つのスポロゾイトの数を数え、sporozoites/蚊の数を計算します。

figure-protocol-9316

figure-protocol-9447

figure-protocol-9578

結果

ここでは、上記のプロトコルを使用して生成された P.ファルシカルNF54 食塩細胞培養物を用いた一連の膜供給の結果を提示します(図5参照)。テマトサイト培養は0日目に約0.5%の混合無性培養で開始され、4日目と5日目までに約15%のピーク寄生虫症に成長しました。この高寄生症で 図5A に示すように、寄生虫はストレスを受け、無性期の培養が...

ディスカッション

ここで説明する方法は、10年以上のジョンズ・ホプキンスマラリア研究所で15年以上、15年、16年、17、18、19年、20年、21、22年以上にわたって使用されています。このプロトコルを用いて...

開示事項

著者は開示するものは何もありません。

謝辞

著者は、ジョンズ・ホプキンスマラリア研究所(JHMRI)への財政的支援のためにブルームバーグ・フィランソロピーに感謝します。この作業は、JHMRIの昆虫や寄生虫のコア施設が提供する専門知識がなければ不可能でした。

資料

NameCompanyCatalog NumberComments
10% Sugar solution
10ml serological pipetFalcon357551
15 ml conical tubeFalcon352096
1ml serological pipetFalcon357521
25 ml serological pipetFalcon357535
37°C Incubator
50 ml conical tubeFalcon352070
5ml serological pipetFalcon357543
6 well tissue culture platesFalcon353046
70% Ethanol
9" glass pipetFisherbrand13-678-6B
Anopheles MosquitoesJHMRI, Insectary coreWe use A. stephensi or A. gambiae (keele)
cell counter
Circulating water bath
fine tip forcepsFisherbrand12-000-122
Geimsa stainSigmaGS1L
Glass desiccator
Glass membrane feederChemglass Life SciencesCG183570
Glass slidesFisherbrand12-552-3
HBSSSigmaH6648
Human Blood O+JHUWash RBCs three times with RPMI and refrigerate at 50% heamatocrit
Human Serum O+Interstate blood bankPool at-least 6 units of serum from different donors and freeze down aliquots at -20°C.
HypoxanthineSigmaH9337Make 500x stock in 1M NaOH
MercurochromeSigmaM7011Prepare 1% stock solution in PBS that can be diluted to 0.1% when needed
Micro Pipette
MicroscopeOlympusAny microscope with 10x, 40x and 100x objective will work.
Mosquito cupsNeptune cups
N-acetylglucosamineSigmaA3286Optional and needed only when pure gametocytes are required.
NettingMake sure it can contain mosquitoes and allow blood feeding
Parafilm
PBS
Petri dishThermo Scientific249964
Pipet tips
Pipetman
Plasmodium falciparum NF54BEI ResourcesMRA-1000Freeze down large numbers of early passage culture to make sure you have a constant supply
RPMI 1640CorningCV-041-CVMedia contains glutamine and HEPES
Slide warmer
Sodium bicarbonateSigmaS6297Optional for media, add only when using malaria gas mix during culture incubation
water bath
Xanthurenic AcidSigmaD120804For flagellation media

参考文献

  1. World Health Organization. World Malaria Report. World Health Organization. , (2018).
  2. Sinden, R. E., Smalley, M. E. Gametocytogenesis of Plasmodium falciparum in vitro: The cell-cycle. Parasitology. 79 (2), 277-296 (1979).
  3. Sinden, R. E. Sexual Development of Malarial Parasites. Advances in Parasitology. 22, 153-216 (1983).
  4. Joice, R., et al. Plasmodium falciparum transmission stages accumulate in the human bone marrow. Science Translational Medicine. 6 (244), 5 (2014).
  5. Abdulsalam, A. H., Sabeeh, N., Bain, B. J. Immature Plasmodium falciparum gametocytes in bone marrow. American Journal of Hematology. 85 (12), 943 (2010).
  6. Ghosh, A. K., Jacobs-Lorena, M. Plasmodium sporozoite invasion of the mosquito salivary gland. Current Opinion in Microbiology. 12 (4), 394-400 (2009).
  7. Bennink, S., Kiesow, M. J., Pradel, G. The development of malaria parasites in the mosquito midgut. Cellular Microbiology. 18 (7), 905-918 (2016).
  8. Trager, W., Jenson, J. B. Cultivation of malarial parasites. Nature. 273 (5664), 621-622 (1978).
  9. Duffy, S., Loganathan, S., Holleran, J. P., Avery, V. M. Large-scale production of Plasmodium falciparum gametocytes for malaria drug discovery. Nature Protocols. 11 (5), 976-992 (2016).
  10. Delves, M. J., et al. Routine in vitro culture of P. Falciparum gametocytes to evaluate novel transmission-blocking interventions. Nature Protocols. 11 (9), 1668-1680 (2016).
  11. Habtewold, T., et al. Streamlined SMFA and mosquito dark-feeding regime significantly improve malaria transmission-blocking assay robustness and sensitivity. Malaria Journal. 18 (1), 24 (2019).
  12. Demanga, C. G., et al. The development of sexual stage malaria gametocytes in a Wave Bioreactor. Parasites and Vectors. 10 (1), 216 (2017).
  13. Brockelman, C. R. Conditions favoring gametocytogenesis in the continuous culture of Plasmodium falciparum. Journal of Eukaryotic Microbiology. 29, 454-458 (1982).
  14. Meibalan, E., Marti, M. Biology of malaria transmission. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 7, (2017).
  15. Essuman, E., et al. A novel gametocyte biomarker for superior molecular detection of the plasmodium falciparum infectious reservoirs. Journal of Infectious Diseases. 216 (10), 1264-1272 (2017).
  16. Simões, M. L., Mlambo, G., Tripathi, A., Dong, Y., Dimopoulos, G. Immune regulation of plasmodium is anopheles species specific and infection intensity dependent. mBio. 8 (5), 01631 (2017).
  17. Oakley, M. S., et al. Transcriptome analysis based detection of Plasmodium falciparum development in Anopheles stephensi mosquitoes. Scientific Reports. 8, 11568 (2018).
  18. Saraiva, R. G., et al. Chromobacterium spp. mediate their anti-Plasmodium activity through secretion of the histone deacetylase inhibitor romidepsin. Scientific Reports. 8, 6176 (2018).
  19. Tao, D., et al. Sex-partitioning of the Plasmodium falciparum stage V gametocyte proteome provides insight into falciparum-specific cell biology. Molecular and Cellular Proteomics. 13 (10), 2705-2724 (2014).
  20. Grabias, B., Zheng, H., Mlambo, G., Tripathi, A. K., Kumar, S. A sensitive enhanced chemiluminescent-ELISA for the detection of Plasmodium falciparum circumsporozoite antigen in midguts of Anopheles stephensi mosquitoes. Journal of Microbiological Methods. 108, 19-24 (2015).
  21. Ferrer, P., Vega-Rodriguez, J., Tripathi, A. K., Jacobs-Lorena, M., Sullivan, D. J. Antimalarial iron chelator FBS0701 blocks transmission by Plasmodium falciparum gametocyte activation inhibition. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 59 (3), 1418-1426 (2015).
  22. Sanders, N. G., Sullivan, D. J., Mlambo, G., Dimopoulos, G., Tripathi, A. K. Gametocytocidal screen identifies novel chemical classes with Plasmodium falciparum transmission blocking activity. PLoS One. 9 (8), 105817 (2014).
  23. Lindner, S. E., et al. Transcriptomics and proteomics reveal two waves of translational repression during the maturation of malaria parasite sporozoites. Nature Communications. 10, 4964 (2019).
  24. McLean, K. J., et al. Generation of Transmission-Competent Human Malaria Parasites with Chromosomally-Integrated Fluorescent Reporters. Scientific Reports. 9, 13131 (2019).
  25. Espinosa, D. A., et al. Proteolytic Cleavage of the Plasmodium falciparum Circumsporozoite Protein Is a Target of Protective Antibodies. Journal of Infectious Diseases. 212 (7), 1111-1119 (2015).
  26. Swearingen, K. E., et al. Interrogating the Plasmodium Sporozoite Surface: Identification of Surface-Exposed Proteins and Demonstration of Glycosylation on CSP and TRAP by Mass Spectrometry-Based Proteomics. PLoS Pathogens. 12 (4), 1005606 (2016).
  27. Ifediba, T., Vanderberg, J. P. Complete in vitro maturation of Plasmodium falciparum gametocytes. Nature. 294 (5839), 364-366 (1981).
  28. Miura, K., et al. An inter-laboratory comparison of standard membrane-feeding assays for evaluation of malaria transmission-blocking vaccines. Malaria Journal. 15, 463 (2016).
  29. Miura, K., et al. Qualification of Standard Membrane-Feeding Assay with Plasmodium falciparum Malaria and Potential Improvements for Future Assays. PLoS One. 8 (3), 57909 (2013).

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