Cleavage of hemoglobin by hookworm cathespin D aspartic proteases and its potential contribution to host specificity

Hookworms routinely reach the gut of nonpermissive hosts but fail to successfully feed, develop, and reproduce. To investigate the effects of host-parasite coevolution on the ability of hookworms to feed in nonpermissive hosts, we cloned and expressed aspartic proteases from canine and human hookworms. We show here that a cathepsin D-like protease from the canine hookworm Ancylosotoma caninum (Ac-APR-1) and the orthologous protease from the human hookworm Necator americanus (Na-APR-1) are expressed in the gut and probably exert their proteolytic activity extracellularly. Both proteases were detected immunologically and enzymatically in somatic extracts of adult worms. The two proteases were expressed in baculovirus, and both cleaved human and dog hemoglobin (Hb) in vitro. Each protease digested Hb from its permissive host between twofold (whole molecule) and sixfold (synthetic peptides) more efficiently than Hb from the nonpermissive host, despite the two proteases' having identical residues lining their active site clefts. Furthermore, both proteases cleaved Hb at numerous distinct sites and showed different substrate preferences. The findings suggest that the paradigm of matching the molecular structure of the food source within a host to the molecular structure of the catabolic proteases of the parasite is an important contributing factor for host-parasite compatibility and host species range.

Testicular myxosporidiasis in anurans, with a description of Myxobolus fallax n. sp.

During studies of amphibian sperm cryopreservation, a new species of myxosporidean parasite (Myxozoa, Myxosporae) was observed in the testes of the Australian dwarf green tree frog Litoria fallax (Peters). Myxosporidiasis was found to have no affect on L. fallax body condition or sperm numbers. Myxobolus spores from L. fallax are morphologically distinct from Myxobolus hylae spores (infecting the sympatric Litoria aurea Lesson) and the three previously named (exotic to Australia) Myxobolus species found in anurans. Myxobolus fallax n. sp. is characterised by: pseudocyst white, spherical to ovoid, 141 x74 to 438 x337 mum in diameter (mature); plasmodium with spores loosely arranged within interior. Spores ovoid 13.4 +/- 0.5 (12.6-14.6) mum length, 9.5 +/- 0.4 (8.3-10.6) mum width, 6.8 +/- 0.4 (6.5-7.6) mum depth, 1.4 +/- 0.1 (1.3-1.6) length/width; polar capsules broadly pyriform and equal in size 4.2 +/- 0.3 (3.3-4.7) mum length, 2.4 +/- 0.2 (2.1-2.8) mum width; filament coils 7-8, wound tightly and perpendicular to the longitudinal axis of the capsule; polar filament 34 +/- 7.0 (18-50) mum length; intercapsular appendix and sutural ridge folds absent; and iodinophilous vacuole and mucous envelope lacking. In addition to this new species, data from archival samples of M. hylae are provided which show two morphologically distinct spore types. Both appeared rarely in the same pseudocysts and we cautiously retain the single species.

Polyspecific malaria antibodies present at the time of infection inhibit the development of immunity to malaria but antibodies specific for the malaria merozoite surface protein, MSP1, facilitate immunity

Serum taken from mice immune to malaria as a result of infection and drug cure, or from mice immunized with a recombinant form of the merozoite surface protein, MSP1, can provide passive protection of recipient mice against the lethal parasite, Plasmodium yoelii YM. However, recipients of MSP1-immune serum go on to develop long-term immunity, whereas recipients of serum from mice naturally immune to malaria rapidly lose their resistance to infection. We demonstrate that 'infection/cure' serum suppresses the development of both antibody and cell-mediated parasite-specific responses in recipients, whereas these develop in recipients of MSP1-specific antibodies. These data have profound implications for our understanding of the development of malaria immunity in babies who passively acquire antibodies from their mothers.

Comparison of tafenoquine (WR238605) and primaquine in the post-exposure (terminal) prophylaxis of vivax malaria) in Australian Defence Force personnel

On return from duty in North Solomons Province (including Bougainville Island), Papua New Guinea, 586 Australian Defence Force personnel received either primaquine (14-d) or tafenoquine (3-d) post-exposure malaria prophylaxis. Within 12 months, 6 of the 214 volunteers receiving primaquine and 7 of 378 receiving tafenoquine had developed vivax malaria. Overall, volunteers preferred the shorter course of tafenoquine.

Single-chain antibodies produced by phage display against the C-terminal 19 kDa region of merozoite surface protein-1of Plasinodium yoelii reduce parasite growth following challenge

Antibodies have the potential to be therapeutic reagents for malaria. Here we describe the production of a novel phage antibody display library against the C-terminal 19 kDa region of the Plasmodium yoelii YM merozoite surface protein-1 (MSP1(19)). In vivo studies against homologous lethal malaria challenge show an anti-parasite effect in a dose dependent manner, and analysis by plasmon resonance indicates binding to the antigen is comparable to the binding of a protective monoclonal antibody. The data support the lack of a need for any antibody Fc-related function and hold great significance for the development of a therapeutic reagent for malaria. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Immunity to asexual blood stage malaria and vaccine approaches

The development of a malaria vaccine seems to be a definite possibility despite the fact that even individuals with a life time of endemic exposure do not develop sterile immunity. An effective malaria vaccine would be invaluable in preventing malaria-associated deaths in endemic areas, especially amongst children less than 5 years of age and pregnant women. This review discusses our current understanding of immunity against the asexual blood stage of malaria - the stage that is responsible for the symptoms of the disease - and approaches to the design of an asexual blood stage vaccine.

Adapting immunity with subunit vaccines: case studies with group A Streptococcus and malaria

Although vaccines have widely been regarded as the most cost-effective way to improve public health, for some organisms new technological advances in vaccine design and delivery, incurring additional developmental costs, will be essential. These organisms are typically those for which natural immunity is either slow to develop or does not develop at all. Clearly, such organisms have evolved strategies to evade immune responses and innovative approaches will be required to induce a type of immune response which is both different to that which develops naturally and is effective. This article describes some approaches to develop vaccines for two such organisms (malaria parasites and Streptococcus pyogenes (group A Streptococcus)) that are associated with widespread mortality and morbidity, mostly in the poorest countries of the world. At this stage, the challenges are primarily scientific, but if these hurdles are surmounted then the challenges will become financial ones - developing much needed vaccines for people least able to afford them. (C) 2002 Australian Society for Parasitology Inc. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Resistance to antiparasitic drugs: The role of molecular diagnosis

Chemotherapy is central to the control of many parasite infections of both medical and veterinary importance. However, control has been compromised by the emergence of drug resistance in several important parasite species. Such parasites cover a broad phylogenetic range and include protozoa, helminths and arthropods. In order to achieve effective parasite control in the future, the recognition and diagnosis of resistance will be crucial. This demand for early, accurate diagnosis of resistance to specific drugs in different parasite species can potentially be met by modern molecular techniques. This paper summarises the resistance status of a range of important parasites and reviews the available molecular techniques for resistance diagnosis. Opportunities for applying successes in some species to other species where resistance is less well understood are explored. The practical application of molecular techniques and the impact of the technology on improving parasite control are discussed. (C) 2002 Australian Society for Parasitology Inc. Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Prospects for a vaccine against malaria [Commentary]

No Abstract

Malária falciparum resistente à cloroquina e ao Fansidar R tratada com minociclina

Em abril de 1978 uma infecção malárica causada por Plasinodium falciparum foi diagnosticada em um paciente adulto do sexo masculino, nativo da Amazônia brasileira. O parasito foi resistente in vitro à cloroquina e in vivo à associação pirimetamina + sulfadoxina (FansidarR). O paciente foi tratado com minociclina (MinomaxR); contudo, sua resposta imune ao parasito pode ter tido um importante papel na eficácia do tratamento com a minociclina.

Estudo sobre malária e parasitoses intestinais em indígenas da tribo Nadëb-Maku, Estado do Amazonas, Brasil

Em março de 1983 detectou-se uma epidemia de malária por Plasmodium falciparum na tribu indígena Nadëb-Maku localizada às margens do Rio Uneiuxi, alto Rio Negro, no Estado do Amazonas (Brasil). Foram obtidas e examinadas para hematozoários amostras de sangue periférico de 76 indígenas. Vinte e sete (35,5%) dessas amostras estavam positivas para plasmódios. A infecção malárica foi tratada com Fansidar® (pirimetamina + sulfadoxina), mefloquina e/ou primaquina. A única espécie de anofelino coletada na aldeia durante o período da epidemia foi Anopheles mediopunctatus. Amostras de fezes obtidas de 49 indígenas foram examinadas para parasitas intestinais e 100% delas estavam positivas. A maioria dos indígenas estavam parasitada por mais de uma espécie de parasita.

Foco de malária no Estado de São Paulo (Brasil)

Assinala-se foco de malária instalado no período de fevereiro a abril de 1984, no Estado de São Paulo, Brasil. A transmissão teve início a partir de fonte de infecção desconhecida, em área periurbana do município de Panorama. Foram diagnosticados 10 casos, todos devidos a Plasmodium falciparum, variando o intervalo entre o aparecimento dos sintomas e o diagnóstico de 2 a 22 dias, tendo sido encontradas duas espécies transmissoras da malária: Anopheles (N) darlingi e Anopheles (N) albitarsis. São descritas a medidas que levaram à eliminação do foco destacando-se a detecção de um caso através da coleta de lâminas de investigação (gota espessa) entre 1236 moradores da área. O aparecimento desse foco permitiu avaliar o risco potencial da reintrodução da malária no Estado de São Paulo e intensificar as medidas de vigilância epidemiológica em áreas vulneráveis/receptivas.

Estudo experimental sobre a possibilidade de prevenção da malária pós-transfusional, através do uso da violeta de genciana

Levando em conta a comprovada ação preventiva da violeta de genciana quanto à transmissão da doença de Chagas, por transfusão de sangue e, também, possível idêntica eficácia a respeito da toxoplasmose, foi empreendida investigação para verificar se esse corante tem, da mesma forma, a capacidade de evitar a malária decorrente de hemoterapia. Foi investigada a infecção de camundongos pelo Plasmodium berghei. Usando parasitemia, mortalidade e alterações histopatológicas como parâmetros, verificou-se que a violenta de genciana, adicionada ao sangue, nas concentrações de 1/1.000 e 1/4.000, opõe-se efetivamente à ação infectante do protozoário, após permanência em geladeira (4°C) durante 24 horas. Conclui-se que se abre nova perspectiva quanto à profilaxia da malária induzida, em serviços de hemoterapia.

Nota sobre surto de malária em usuários de drogas injetáveis

Relata-se surto de malária por Plasmodium vivax entre usuários de drogas injetáveis, detectado na cidade de Bauru, Estado de São Paulo, Brasil. Até julho de 1989 12 casos haviam sido confirmados pelo exame de gota espessa, e 20 outros contactantes suspeitos estavam sendo investigados. Todos os casos relataram uso freqüente de cocaína injetável, compartilhando seringas e agulhas, e negaram viagens por áreas endêmicas de malária.

Malária em usuários de drogas de administração endovenosa associada à soropositividade para HIV

Infecções induzidas de malária têm sido verificadas nos últimos anos no Estado de São Paulo, Brasil concomitantemente com o aumento de casos importados procedentes da região endêmica do país. Destaca-se o registro de um caso em 1988 e onze casos em 1989 de malária induzida por Plasmodium vivax, em indivíduos residentes na cidade de Presidente Prudente, situada a oeste do Estado e considerada uma das "portas de entrada" de pessoas procedentes da Região Amazônica. Os pacientes afirmaram não terem se deslocado recentemente ou negaram deslocamentos para áreas com possibilidade de transmissão de malária. Todos fizeram uso de drogas injetáveis, participando de círculos de conhecidos afins e geralmente dividiam a mesma agulha e seringa no uso da cocaína. Foi detectado o doente de malária que transmitiu inicialmente a doença ao caso de 1988, e a um primeiro grupo de três indivíduos em 1989. Destes três casos, um transmitiu a doença a outro grupo de dois indivíduos em 1989. A partir destas primeiras infecções e do uso continuado das drogas injetáveis entre grupos, surgiram dois novos casos e houve reinfecção em dois indivíduos (um destes apresentou duas reinfecções). O exame para detecção de HIV foi positivo em cinco indivíduos, um apresentou resultado negativo e não foi realizado em outros três indivíduos. São analisadas as informações desses casos e discutida a importância de sua ocorrência no momento atual.