Plasmodium knowlesiに対するPlasmodium vivax血液段階抗原に対する抗体の種を超えた反応性

Cross-species reactivity of antibodies against Plasmodium vivax blood-stage antigens to Plasmodium knowlesi.

• Fauzi Muh
• Namhyeok Kim
• Myat Htut Nyunt
• Egy Rahman Firdaus
• Jin-Hee Han
• Mohammad Rafiul Hoque
• Seong-Kyun Lee
• Ji-Hoon Park
• Robert W Moon
• Yee Ling Lau
• Osamu Kaneko
• Eun-Taek Han

抄録

マラリアは複数の異なる種の原虫寄生虫によって引き起こされており、駆除前の段階で介入することで、マラリアを引き起こす各種の割合が劇的に変化する可能性がある。固有地域では、交差反応性が、保護と感染の阻止において重要な役割を果たす可能性がある。このように、ある種の防除に成功すれば、他の寄生虫種の増加につながる可能性がある。いくつかの研究で交差反応性が交差免疫を産生することが報告されているが、交差反応性の程度、特に近縁種間での交差反応性については、あまり理解されていない。P. vivax と P. knowlesi は、東南アジアでマラリア感染症を引き起こしている近縁種であり、P. vivax の症例は減少しているが、一部の地域では人獣共通感染の P. knowlesi の感染が増加している。本研究では、P. vivaxの血液段階抗原特異的抗体のP. knowlesi寄生虫に対する異種間反応性と増殖抑制活性を検討した。バイオインフォマティクス解析、免疫蛍光アッセイ、ウエスタンブロッティング、タンパク質マイクロアレイ、増殖阻害アッセイを行い、交差反応性を調べた。P. vivax blood-stage抗原特異的抗体は、P. knowlesi merozoitesの表面または先端器官から放出された分子を認識した。P. vivaxおよびP. knowlesiの組換えタンパク質も、それぞれP. knowlesi感染患者抗体およびP. vivax感染患者抗体によって認識された。免疫動物およびヒトマラリア患者のP. vivax抗原に対する免疫グロブリンGは、P. knowlesiによる赤血球浸潤を抑制した。本研究は、血液段階でのP. vivax抗体とP. knowlesi抗体の間には広範な交差反応性があり、これらの抗体がin vitro侵襲を強力に抑制できることを示しており、流行地域での交差防御免疫の可能性を強調している。

Malaria is caused by multiple different species of protozoan parasites, and interventions in the pre-elimination phase can lead to drastic changes in the proportion of each species causing malaria. In endemic areas, cross-reactivity may play an important role in the protection and blocking transmission. Thus, successful control of one species could lead to an increase in other parasite species. A few studies have reported cross-reactivity producing cross-immunity, but the extent of cross-reactive, particularly between closely related species, is poorly understood. P. vivax and P. knowlesi are particularly closely related species causing malaria infections in SE Asia, and whilst P. vivax cases are in decline, zoonotic P. knowlesi infections are rising in some areas. In this study, the cross-species reactivity and growth inhibition activity of P. vivax blood-stage antigen-specific antibodies against P. knowlesi parasites were investigated. Bioinformatics analysis, immunofluorescence assay, western blotting, protein microarray, and growth inhibition assay were performed to investigate the cross-reactivity. P. vivax blood-stage antigen-specific antibodies recognized the molecules located on the surface or released from apical organelles of P. knowlesi merozoites. Recombinant P. vivax and P. knowlesi proteins were also recognized by P. knowlesi- and P. vivax-infected patient antibodies, respectively. Immunoglobulin G against P. vivax antigens from both immune animals and human malaria patients inhibited the erythrocyte invasion by P. knowlesi. This study demonstrates that there is extensive cross-reactivity between antibodies against P. vivax to P. knowlesi in the blood stage, and these antibodies can potently inhibit in vitro invasion, highlighting the potential cross-protective immunity in endemic areas.