Plasmodium falciparum と Plasmodium knowlesi の無性血液ステージ寄生虫の迅速、単純かつ正確な同期化のための高度に特異的なキナーゼ阻害剤の使用

Use of a highly specific kinase inhibitor for rapid, simple and precise synchronization of Plasmodium falciparum and Plasmodium knowlesi asexual blood-stage parasites.

• Margarida Ressurreição
• James A Thomas
• Stephanie D Nofal
• Christian Flueck
• Robert W Moon
• David A Baker
• Christiaan van Ooij

抄録

発達の無性赤血球期の過程で、Plasmodium spp.の寄生虫は一連の形態学的変化を受け、宿主細胞の変化を誘発します。この段階の終わりに、寄生虫は感染した細胞から脱出し、その後、子孫は新しい宿主細胞に侵入します。これらのプロセスは迅速で、時間に依存して発生します。特に重要なことは、寄生虫による赤血球の退出と侵入は、同期化されていない培養物や、1時間から数時間の間に同期化された培養物では捕捉が困難であるということです。したがって、寄生虫培養の正確な同期化は、これらのプロセスの調査のために最も重要である。ここでは、Plasmodium falciparumとPlasmodium knowlesiの無性血液期の寄生虫をML10で同期させるための方法を説明します。この阻害剤を用いることで、簡単な洗浄ステップで、すべての寄生虫が数分間の発生ウィンドウ内に収まるように、寄生虫の培養を同期化することができる。さらに、我々は、寄生虫が化合物によって逮捕された後、数時間の間生存可能なままであることを示し、ML10は、その高い特異性と低いEC50のために、以前に使用されたPKG阻害剤化合物2よりも利点を持っていることを示しています。ここでは、ML10がPlasmodium spp.の無性血期生物学の研究や、P. falciparumとP. knowlesiの培養を日常的に同期させるための貴重なツールであることを示しています。

During the course of the asexual erythrocytic stage of development, Plasmodium spp. parasites undergo a series of morphological changes and induce alterations in the host cell. At the end of this stage, the parasites egress from the infected cell, after which the progeny invade a new host cell. These processes are rapid and occur in a time-dependent manner. Of particular importance, egress and invasion of erythrocytes by the parasite are difficult to capture in an unsynchronized culture, or even a culture that has been synchronized within a window of one to several hours. Therefore, precise synchronization of parasite cultures is of paramount importance for the investigation of these processes. Here we describe a method for synchronizing Plasmodium falciparum and Plasmodium knowlesi asexual blood stage parasites with ML10, a highly specific inhibitor of the cGMP-dependent protein kinase (PKG) that arrests parasite growth approximately 15 minutes prior to egress. This inhibitor allows parasite cultures to be synchronized so that all parasites are within a window of development of several minutes, with a simple wash step. Furthermore, we show that parasites remain viable for several hours after becoming arrested by the compound and that ML10 has advantages, owing to its high specificity and low EC50, over the previously used PKG inhibitor Compound 2. Here, we demonstrate that ML10 is an invaluable tool for the study of Plasmodium spp. asexual blood stage biology and for the routine synchronization of P. falciparum and P. knowlesi cultures.