Identification of novel P. falciparum placenta ligands responsible for pregnancy-associated malaria

• Project/Area Number: 23KK0140
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 坪井 敬文 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 特定教授 (00188616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橘 真由美 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 助教 (00301325) ; 入子 英幸 神戸大学, 保健学研究科, 准教授 (60346674) ; 伊藤 大輔 鳥取大学, 医学部, 講師 (80609298)
• Project Period (FY): 2023-09-08 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000); Fiscal Year 2025: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2024: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
• Keywords: 妊娠マラリア / 熱帯熱マラリア / 胎盤接着 / マラリア原虫リガンド

Outline of Research at the Start

熱帯熱マラリア原虫が感染した赤血球は、胎盤の表面に接着して「妊娠マラリア」という状態を引き起こし、これは母体と胎児に致死的な影響を与える。しかしそのメカニズムは、一種類の原虫リガンドタンパク質が胎盤への接着に関与していることが知られているのみで、全体像はほとんど判っていない。そこで本研究では、胎盤に接着しているマラリア原虫から、接着に使われるマラリア原虫のタンパク質を原虫のゲノム網羅的に全て見つける。本研究によって、現在最も遅れている妊婦と胎児に対するマラリア対策を加速することができる。

Outline of Annual Research Achievements

熱帯熱マラリア原虫が感染した赤血球は、胎盤の表面に接着して「妊娠マラリア」という状態を引き起こし、これは母体と胎児に致死的な影響を与える。しかしそのメカニズムは、一種類の原虫リガンドタンパク質が胎盤への接着に関与していることが知られているのみで、全体像はほとんど判っていない。そこで本研究では、胎盤に接着しているマラリア原虫から、接着に使われるマラリア原虫のタンパク質を原虫のゲノム網羅的に全て見つける。本研究によって、現在最も遅れている妊婦と胎児に対するマラリア対策を加速することができる。
マラリア感染赤血球が胎盤表面に接着し増殖する「妊娠マラリア」は、母体と胎児に致死的な影響を与える。感染赤血球表面のVSA2CSAが胎盤表面のコンドロイチン硫酸A(CSA)と結合するためと考えられているが、CSAは体内の様々な組織にも存在するため、胎盤を認識する他の原虫リガンドの存在が示唆されている。しかし赤血球表面原虫抗原は反復配列と多型に富み、質量分析では同定できないため、リガンドの同定は容易ではない。そこで本研究は、胎盤に接着する感染赤血球を精製し、RNAseqで原虫リガンド候補分子を絞り込む。さらに妊娠マラリアに防御免疫がある経産婦由来抗体が認識する原虫抗原を、コムギ無細胞系で調製した原虫タンパク質アレイで同定し、胎盤接着原虫リガンドを網羅的に明らかにすることを目的とする。
R5年度は、ケニア西部のマウントケニア大学フィールド研究施設で実施されている妊婦コホートにおいて本研究を実施するため、日本側研究チームとマウントケニア大学チームと研究打合せを行い必要物品リストの作成などの研究の準備を開始した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ケニア西部のマウントケニア大学フィールド研究施設で実施されている妊婦コホートにおいて本研究を実施するため、日本側研究チームとマウントケニア大学チームとリモートで研究打合せを行い必要物品リストの作成などの研究の準備を開始した。

Strategy for Future Research Activity

R6年５月に、研究代表者、研究分担者全員及び博士課程大学院生とともに、ケニア西部のマウントケニア大学フィールド研究ステーションで実施されている妊婦コホートを訪問し、本研究を実施するための日本側研究チームとマウントケニア大学チームと研究打合せを現場で行いフィールド研究を開始する。また、本研究のもう一つの重要な目的である、様々なマラリア臨床研究を遂行可能な日本・ケニア間の国際共同研究基盤を新たに確立するために、マウントケニア大学共同研究チームの大学院生並びに若手研究者を対象に、ワークショップを開催する。これにより、本研究プロジェクトに留まらない双方の研究の持続的な発展が期待できる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] マウントケニア大学/Webuye County 病院(ケニア)
• [Journal Article] The Need for Novel Asexual Blood-Stage Malaria Vaccine Candidates for Plasmodium falciparum (2024)
  • Author(s): Takashima Eizo、Otsuki Hitoshi、Morita Masayuki、Ito Daisuke、Nagaoka Hikaru、Yuguchi Takaaki、Hassan Ifra、Tsuboi Takafumi
  • Journal Title: Biomolecules Volume: 14 Issue: 1 Pages: 100-100
  • DOI: 10.3390/biom14010100
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Skeleton binding protein 1 localizes to the Maurer's cleft and interacts with PfHSP70-1 and PfHSP70-x in Plasmodium falciparum gametocyte-infected erythrocytes (2024)
  • Author(s): Omoda Ayaka、Matsumoto Konomi、Yoshino Ken-ichi、Tachibana Mayumi、Tsuboi Takafumi、Torii Motomi、Ishino Tomoko、Iriko Hideyuki
  • Journal Title: Parasitology International Volume: 100 Pages: 102864-102864
  • DOI: 10.1016/j.parint.2024.102864
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pfs230 Domain 7 is targeted by a potent malaria transmission-blocking monoclonal antibody (2023)
  • Author(s): Inklaar Maartje R.、de Jong Roos M.、Bekkering Ezra T.、Nagaoka Hikaru、Fennemann Felix L.、Teelen Karina、van de Vegte-Bolmer Marga、van Gemert Geert-Jan、Stoter Rianne、King C. Richter、Proellochs Nicholas I.、Bousema Teun、Takashima Eizo、Tsuboi Takafumi、Jore Matthijs M.
  • Journal Title: npj Vaccines Volume: 8 Issue: 1 Pages: 186-186
  • DOI: 10.1038/s41541-023-00784-x
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Pvs25 mRNA vaccine induces complete and durable transmission-blocking immunity to Plasmodium vivax (2023)
  • Author(s): Kunkeaw Nawapol、Nguitragool Wang、Takashima Eizo、Kangwanrangsan Niwat、Muramatsu Hiromi、Tachibana Mayumi、Ishino Tomoko、Lin Paulo J. C.、Tam Ying K.、Pichyangkul Sathit、Tsuboi Takafumi、Pardi Norbert、Sattabongkot Jetsumon
  • Journal Title: npj Vaccines Volume: 8 Issue: 1 Pages: 187-187
  • DOI: 10.1038/s41541-023-00786-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] A Pvs25 mRNA vaccine induces complete and durable transmission-blocking immunity to Plasmodium vivax (2024)
  • Author(s): Kunkeaw N, Nguitragool W, Takashima E, Kangwanrangsan N, Muramatsu H, Tachibana M, Ishino T, Lin PJC, Tam YK, Pichyangkul S, Tsuboi T, Pardi N, Sattabongkot J
  • Organizer: U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP), U.S -Japan Parasitic Diseases Joint Panel Meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 熱帯熱マラリア原虫の未成熟生殖母体期のSBP1はPfHSP70と相互作用する (2024)
  • Author(s): 面田彩馨、松本香乃実、吉野健一、橘 真由美、石野智子、伊藤大輔、大槻 均、坪井敬文、鳥居本美、入子英幸
  • Organizer: 第93回日本寄生虫学会
• [Presentation] Development of a potent Pvs25 mRNA vaccine to block transmission of Plasmodium vivax (2023)
  • Author(s): Kunkeaw N, Nguitragool W, Takashima E, Kangwanrangsan N, Muramatsu H, Tachibana M, Ishino T, Lin PJC, Tam YK, Pichyangkul S, Tsuboi T, Pardi N, Sattabongkot J
  • Organizer: The 21st Protein Island Matsuyama (PIM) International Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Prioritization of Plasmodium falciparum antigens associated with reduced risk of malaria during pregnancy (2023)
  • Author(s): Mwai L, Gitaka J, Nagaoka H, Musundi S, Tsuboi T, Takashima E, Kanoi BN
  • Organizer: ASTMH 72nd annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Two novel Pfs230 domains discovered as targets for malaria transmission-blocking antibodies (2023)
  • Author(s): Jore MM, Inklaar MR, De Jong RM, Bekkering ET, Hubregtse L, Meijer M, Nagaoka H, Fennemann FL, Teelen K, Stoter R, van de Vegte-Bolmer M, van Gemert GJ, King CR, Proellochs NI, Bousema T, Takashima E, Tsuboi T
  • Organizer: ASTMH 72nd annual meeting
  • Int'l Joint Research