• Amornrat Naranuntarat Jensen
    : Assistant Professor Dr. of Department of Pathobiology, Faculty of Science, Mahidol University
  • Chonnapat Naktubtim
    : Master’s degree of Department of Pathobiology, Faculty of Science, Mahidol University
  • Chonnipa Praikongkatham
    : Master’s degree of Department of Pathobiology, Faculty of Science, Mahidol University
  • Gamolthip Niramolyanun
    : Master’s degree of Department of Pathobiology, Faculty of Science, Mahidol University
  • Jetsumon Sattabongkot
    : Researche and Director of Mahidol Vivax Research Unit, Faculty of Tropical Medicine, Mahidol University
  • Niwat Kangwanrangsan
    : Lecturer Dr. of Department of Pathobiology, Faculty of Science, Mahidol University
  • Rachaneeporn Jenwithisuk
    : Researcher of Mahidol Vivax Research Unit, Faculty of Tropical Medicine, Mahidol University
  • Wanlapa Roobsoong
    : Researcher and team leader of Mahidol Vivax Research Unit, Faculty of Tropical Medicine, Mahidol University
  • Wannee Jiraungkoorskul
    : Associate Professor Dr. of Department of Pathobiology, Faculty of Science, Mahidol University
FULL TEXT

Abstract

        Relapse is a serious problem caused by vivax malaria. The dormancy stage called hypnozoite can be latent in the hepatocyte for several weeks or years, waiting for reactivation before developing into liver stage schizont.  The biology of hypnozoite is not well understood. Furthermore, the study of the liver stage of human malaria is also difficult, due to the lack of small laboratory animal models and the restriction of specific binding molecules between human malaria parasites and human host cells. Thus, the study of the hypnozoite marker would be beneficial for further study of hypnozoite biology and the relapse mechanism. Rhoptry Neck Protein-2 (RON-2), the well-known rhoptry marker, was reported for localization in the invasive stage of the malaria parasite including sporozoite and merozoite, the invasive stages for hepatocytes and erythrocyte respectively. However, there are no reports for the expression of RON-2 in the liver stage. Therefore, we hypothesized that RON-2 which was found to be involved in the invasion process would be expressed in liver stage parasites and would be used as a marker for liver stage schizont and hypnozoite. Here, the human hepatocyte chimeric mice were infected with P. vivax sporozoites before collecting the infected liver tissue for examination using the immunofluorescent technique. The results showed that RON-2 was expressed at the apical end of P. vivax sporozoites and merozoites. However, RON-2 was localized in the surroundings of liver stage schizonts and hypnozoites, and co-localized with Up-regulation in infective sporozoites protein 4 (UIS-4), a well-known form of PVM protein. In conclusion, RON-2 localized at the PVM of the liver stages of schizont and hypnozoite, can be a novel marker for the identification of P. vivax liver stage schizont and hypnozoite.  This could be beneficial for further investigation on the treatment and control of the relapse caused by vivax malaria.

 

 


Keyword

hypnozoite, liver stage malaria, parasitophorous vacuole membrane, Plasmodium vivax, RON-2

บทคัดย่อ

         การกำเริบใหม่เป็นปัญหาสำคัญของโรคมาลาเรียชนิดไวแวกซ์ โดยมีสาเหตุจากเชื้อระยะพักตัวที่เรียกว่าฮิปโนซอยต์ ซึ่งจะฝังตัวอยู่ในเซลล์ตับเป็นเวลาหลายสัปดาห์หรือหลายปี เพื่อรอการกระตุ้นให้เข้าสู่กระบวนการเจริญเติบโตในเซลล์ตับต่อไป ทั้งนี้ชีววิทยาของฮิปโนซอยต์ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ อีกทั้งการศึกษาเชื้อมาลาเรียระยะในตับก็ทำได้ยาก เนื่องจากการขาดโมเดลในการทดลองซึ่งต้องคำนึงถึงความจำเพาะระหว่างเชื้อมาลาเรียและเซลล์ของโฮสต์ ดังนั้นการศึกษาตัวบ่งชี้จำเพาะนี้จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งต่อการศึกษาชีววิทยาของฮิปโนซอยต์และกลไกการกำเริบใหม่ของโรค Rhoptry-neck Protein-2 (RON-2) มีการแสดงออกในเชื้อมาลาเรียระยะรุกราน ได้แก่สปอโรซอยต์ ซึ่งเป็นระยะที่ไชเข้าเซลล์ตับและเมอโรซอยต์ซึ่งเป็นระยะที่ไชเข้าเม็ดเลือดแดง แต่ยังไม่พบว่ามีรายงานการศึกษา RON-2 ในระยะตับของมาลาเรียชนิดไวแวกซ์มาก่อน การทดลองนี้จึงตั้งสมมติฐานว่า RON-2 น่าจะมีการแสดงออกในเชื้อมาลาเรียระยะในตับ ซึ่งจะสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้จำเพาะของเชื้อมาลาเรียระยะไชซอนต์ในตับและ
ฮิปโนซอยต์ได้การทดลองนี้จึงใช้หนูทดลองที่ปลูกถ่ายตับมนุษย์มาทำให้ติดเชื้อมาลาเรียชนิดไวแวกซ์ จากนั้นจึงนำตับที่ติดเชื้อมาใช้ในการศึกษาการแสดงออกของ RON-2 โดยเทคนิคอิมมูโนฟลูออเรสเซนต์  ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าโปรตีน RON-2 มีการแสดงออกอยู่ที่ด้านปลายยอดของเชื้อระยะสปอโรซอยต์ และเมอร์โรซอยต์ที่อยู่ระยะไชซอนต์ในเลือด ในขณะที่พบการแสดงออกของ RON-2 ลักษณะเป็นวงล้อมรอบบริเวณของเชื้อมาลาเรียระยะไชซอนต์ในตับและฮิปโนซอยต์  โดยพบในตำแหน่งเดียวกันกับ Up-regulated in infective sporozoites protein 4 (UIS-4) ที่เป็นตัวบ่งชี้จำเพาะที่เยื่อหุ้มแวคิลโอลของเชื้อมาลาเรียระยะในตับ ทำให้สามารถสรุปได้ว่า RON-2 แสดงออกอยู่ที่เยื่อหุ้มแวคิลโอลของเชื้อมาลาเรียระยะในตับ และสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้จำเพาะตัวใหม่สำหรับเชื้อมาลาเรียชนิดไวแวกซ์ในระยะไชซอนต์ในตับ และ
ระยะฮิปโนซอยต์ได้ทั้งนี้จะเป็นประโยชน์ต่อจำแนกเชื้อมาลาเรียในขั้นตอนการศึกษาวิจัยเพื่อพัฒนาการรักษาและควบคุมการกำเริบใหม่ของมาลาเรียชนิดไวแวกซ์ได้

 

 


คำสำคัญ

ฮิปโนซอยต์  มาลาเรียระยะในตับ  เยื่อหุ้มแวคิวโอล  ไวแวกซ์  RON-2