Methods for studying memory B cell immunity against malaria
- Reference number
- ID14-0070
- Start and end dates
- 150201-201231
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Karolinska Institutet
- Research area
- Life Sciences
Summary
This project aims to investigate the development and maintenance of naturally acquired immunity to Plasmodium falciparum malaria, focusing on antigen (Ag)-specific memory B-cell (MBC) responses with broad recognition of parasite strains. Malaria Ags of importance for protective immunity are often highly diverse (polymorphic) and the induction of protective MBC- and antibody responses relies on repeated malaria exposure before MBC with broad reactivity to diverse Ags are induced. A new method will be developed for the analysis of Ag-specific MBC, using a method similar to ELISpot but based on fluorescent detection (Fluorospot). In contrast to ELISpot, Fluorospot will enable analysis of reactivity to multiple Ags simultaneously, as well as analyze cross-reactivity of single MBC with polymorphic variants of malaria Ags. Using the Fluorospot assay, the development of MBC responses to more conserved as well as highly diverse malaria Ags will be assessed in individuals exposed to primary as well as repeated malaria infections. The results should improve our knowledge on how the development of MBC reactive with broad panels of variable Ags relates to the acquisition and maintenance of protective immunity to malaria. Novel technology developed within the project will facilitate better studies of immunity to malaria but has also a potential as innovative technology for evaluation of MBC responses to polyvalent vaccines against malaria parasites and other pathogens.
Popular science description
Malaria är ett av de största globala hälsoproblemen. Mer än hälften av jordens befolkning lever i malariadrabbade områden och årligen uppskattas 600 000 dödsfall, främst bland barn i Afrika. Trots upprepade infektioner tar det lång tid att utveckla ett skyddande immunsvar. En anledning är att parasitens ytproteiner uppvisar stor variation. Blir man infekterad av en parasitstam är man inte skyddad mot en annan stam. Först efter ett stort antal infektioner bedöms man ha fått antikroppar som känner igen tillräckligt många varianter av ytproteiner för att vara skyddad. Olika ytproteiner tros kunna ingå i ett framtida vaccin men variabiliteten är ett problem. En lösning är att vaccinera med flera ytproteiner och på så sätt få ett immunsvar som skyddar mot ett större antal stammar. Det är därför viktigt att förstå hur immunsvaret mot parasiten uppkommer och hur brett immunsvar som behövs. Antikroppar produceras av B-celler och en av deras funktion är att binda till ytan på tex parasiter och hindra dem från att infektera kroppens celler. Antikroppar som uppmäts i blod avspeglar inte alltid om man har träffat på en viss infektion, vilket däremot kan visas vid analyser av minnes-B celler inducerade av infektionen. I nuläget kan dessa analyser endast göras mot ett ytprotein i taget och det går inte att se korsreaktivitet mot olika ytproteiner. Målet med projektet är att utveckla en ny metod för studier av B-cellers antikroppssvar mot olika ytproteiner vid malaria. Metoden bygger på att B-celler från en individs blod analyseras i provrör. Antikroppar som utsöndras av B-cellerna fångas upp på ett membran; sedan tillsätter man ytproteiner från malariaparasiten och detekterar dem med en fluoroscerande färg. Genom att använda en blandning av ytproteiner som detekteras med olika färger kan man se om en enskild antikropp känner igen en eller flera varianter av ytproteiner. Metoden kommer att användas för att studera B-celler från individer som endast har genomgått en malariainfektion (resenärer behandlade för malaria i Sverige) samt individer med upprepade infektioner (barn och vuxna i Kenya). Målsättningen är att bättre förstå hur immunsvaret mot malaria vilket är av stor vikt för att kunna utveckla ett effektivt vaccin, något som idag saknas. Den nya metoden kommer även att kunna användas för att studera antikroppssvar mot framtida malariavaccin, och för utvärdering av immun- och vaccinsvar mot andra infektioner (parasiter,bakterier och virus) med variabla ytproteiner.