宿主の要因ではなく熱帯熱マラリア原虫の遺伝的要因は、ガーナでの行動に耐性を促進する可能性が高い

背景：アルテミシニンベースの併用療法（ACT）パートナードラッグは、現在ガーナで使用されています。これらのパートナー薬に対する感受性が低下した熱帯熱マラリア原虫分離株は、治療結果に影響を与える可能性があります。PFMDR1遺伝子の変異は、アモジアキンとルメファントリンに対する寄生虫感受性の低下に関連しています。さらに、in vivoでのパートナー薬の効力は、宿主のシトクロムP450（CYP）酵素による代謝に依存します。CYP2C8およびCYP3A4遺伝子の変異は、in vitroでそれぞれアモジアキンとルメファントリンの代謝の減少に関連しています。この研究では、マラリア寄生虫のパートナー薬物の感受性に影響を与える宿主と寄生虫の遺伝的要因を調査しました。 方法：ガーナの抗マラリア薬物耐性調査に参加する9歳以上の240人の患者からのアーカイブサンプル、およびLumefantrine（AL）またはAmodiaquine（AA）とのアルテスネートを選択し、分析しました。ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）に続くサンガーシーケンスを使用して、CYP2C8、CYP3A4、およびPFMDR1遺伝子の多型を決定しました。 結果：CYP3A4の場合、すべてが野生型対立遺伝子を持っていて、ホストがルメファントリンの優れた代謝剤であることを示唆しています。CYP2C8の場合、60％には野生型対立遺伝子、35％ヘテロ接合、5％ホモ接合性の劣性対立遺伝子が宿主によるアモジアキンの効率的な代謝を示唆していました。PFMDR1遺伝子の場合、コドン86では、95％が野生型（N86）および5％変異体（Y86）でした。コドン184の場合、36％は野生型（Y184）および64％変異体（F184）であり、コドン1034、1042、1246では、100％（すべて）は野生型でした。N86-F184-D1246ハプロタイプ（NFD）の高い有病率は、アモジアキンではなくルメファントリンに対する感受性が低下した寄生虫の存在を示唆しています。シトクロム450遺伝子ではなく、PFMDR1遺伝子の変異を持つ個人では、遅延クリアランスが観察されました。同義語と非同義の突然変異の両方が、低有病率でPFMDR1で観察されました。 結論：この研究の結果は、寄生虫の遺伝的要因が宿主ではなく、ガーナでの行動に対する抵抗を促進する可能性が高いことを示しています。

BACKGROUND: Artemisinin-based combination therapy (ACT) partner drugs, currently used in Ghana are lumefantrine, amodiaquine and piperaquine. Plasmodium falciparum isolates with reduced susceptibility to these partner drugs may affect treatment outcome. Mutations in pfmdr1 gene is linked to reduced parasite susceptibility to amodiaquine and lumefantrine. In addition, the potency of the partner drugs in vivo depends on the metabolism by the cytochrome P450 (CYP) enzyme in the host. Mutations in the CYP2C8 and CYP3A4 genes are linked to reduced metabolism of amodiaquine and lumefantrine in vitro, respectively. This study investigated the host and parasite genetic factors affecting the susceptibility of the malaria parasite to ACT partner drugs. METHODS: Archived samples from 240 patients age ≤ 9 years participating in anti-malarial drug resistance survey in Ghana, and given artemether with lumefantrine (AL) or artesunate with amodiaquine (AA), were selected and analysed. Polymerase chain reaction (PCR) followed by Sanger sequencing was used to determine the polymorphisms in CYP2C8, CYP3A4 and pfmdr1 genes. RESULTS: For CYP3A4, all had wild type alleles, suggesting that the hosts are good metabolizers of lumefantrine. For CYP2C8 60% had wild type alleles, 35% heterozygous and 5% homozygous recessive alleles suggesting efficient metabolism of amodiaquine by the hosts. For pfmdr1 gene, at codon 86, 95% were wild type (N86) and 5% mutant (Y86). For codon 184, 36% were wild type (Y184) and 64% mutant (F184) while for codons 1034, 1042 and 1246, 100% (all) were wild type. The high prevalence of N86-F184-D1246 haplotype (NFD) suggest presence of parasites with reduced susceptibility to lumefantrine and not amodiaquine. Delayed clearance was observed in individuals with mutations in the pfmdr1 gene and not cytochrome 450 gene. Both synonymous and non-synonymous mutations were observed in the pfmdr1 at low prevalence. CONCLUSION: The outcome of this study indicates that the parasite's genetic factors rather than the host's are likely to drive resistance to ACT in Ghana.