Evaluating controlled human malaria infection in Kenyan adults with varying degrees of prior exposure to Plasmodium falciparum using sporozoites administered by intramuscular injection
Creators
-
Susanne H. Hodgson1, 2
- Elizabeth Juma3, 4
- Amina Salim4
- Charles Magiri4
-
Domtila Kimani4
- Daniel Njenga4
- Alfred Muia4
- Andrew O. Cole3, 4
- Caroline Ogwang4
- Ken Awuondo4
- Brett Lowe4
- Marianne Munene4
-
Peter F. Billingsley5
- Eric R. James5
- Anusha Gunasekera5
-
B. Kim Lee Sim5
-
Patricia Njuguna4
-
Tommy Rampling1, 2
- Adam Richman5
-
Yonas Abebe5
- Gathoni Kamuyu4
-
Michelle K. Muthui4
-
Sean C. Elias1, 2
-
Sassy Molyneux4
-
Stephen Gerry2
- Alex Macharia4
-
Thomas N. Williams6, 4
- Peter C. Bull4
- Adrian V. S. Hill1, 2
-
Faith Osier4
-
Simon J. Draper1, 2
-
Philip Bejon4
-
Stephen L. Hoffman5
- Bernhards Ogutu3, 4
-
Kevin Marsh4
- 1. Jenner Institute
- 2. University of Oxford
- 3. Strathmore University
- 4. Kenya Medical Research Institute
- 5. Sanaria
- 6. Imperial College London
Description
Controlled human malaria infection (CHMI) studies are a vital tool to accelerate vaccine and drug development. As CHMI trials are performed in a controlled environment, they allow unprecedented, detailed evaluation of parasite growth dynamics (PGD) and immunological responses. However, CHMI studies have not been routinely performed in malaria-endemic countries or used to investigate mechanisms of naturally-acquired immunity (NAI) to Plasmodium falciparum.We conducted an open-label, randomized CHMI pilot-study using aseptic, cryopreserved P. falciparum sporozoites (PfSPZ Challenge) to evaluate safety, infectivity and PGD in Kenyan adults with low to moderate prior exposure to P. falciparum (Pan African Clinical Trial Registry: PACTR20121100033272).All participants developed blood-stage infection confirmed by quantitative polymerase chain reaction (qPCR). However one volunteer (110) remained asymptomatic and blood-film negative until day 21 post-injection of PfSPZ Challenge. This volunteer had a reduced parasite multiplication rate (PMR) (1.3) in comparison to the other 27 volunteers (median 11.1). A significant correlation was seen between PMR and screening anti-schizont Enzyme Linked Immunosorbent Assays (ELISA) OD (p = 0.044, R = -0.384) but not when volunteer 110 was excluded from the analysis (p = 0.112, R = -0.313).PfSPZ Challenge is safe and infectious in malaria-endemic populations and could be used to assess the efficacy of malaria vaccines and drugs in African populations. Whilst our findings are limited by sample size, our pilot study has demonstrated for the first time that NAI may impact on PMR post-CHMI in a detectable fashion, an important finding that should be evaluated in further CHMI studies.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تعد دراسات عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة (CHMI) أداة حيوية لتسريع تطوير اللقاحات والأدوية. نظرًا لأن تجارب CHMI يتم إجراؤها في بيئة خاضعة للرقابة، فإنها تسمح بتقييم غير مسبوق ومفصل لديناميكيات نمو الطفيليات (PGD) والاستجابات المناعية. ومع ذلك، لم يتم إجراء دراسات CHMI بشكل روتيني في البلدان الموبوءة بالملاريا أو استخدامها للتحقيق في آليات المناعة المكتسبة بشكل طبيعي (NAI) للمتصورة المنجلية. أجرينا دراسة تجريبية عشوائية مفتوحة التسمية لـ CHMI باستخدام بكتيريا P. falciparum sporozoites المعقمة والمحفوظة بالتبريد (PfSPZ Challenge) لتقييم السلامة والعدوى و PGD لدى البالغين الكينيين الذين يعانون من تعرض سابق منخفض إلى معتدل لـ P. falciparum (سجل التجارب السريرية لعموم أفريقيا: PACTR20121100033272). أصيب جميع المشاركين بعدوى في مرحلة الدم أكدها تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي (QPCR). ومع ذلك، ظل أحد المتطوعين (110) بدون أعراض وفيلم دم سلبي حتى اليوم 21 بعد حقن PfSPZ Challenge. كان لدى هذا المتطوع معدل تكاثر طفيلي منخفض (1.3) مقارنة بالمتطوعين الـ 27 الآخرين (متوسط 11.1). شوهد ارتباط كبير بين PMR وفحص المقايسات المناعية المرتبطة بالإنزيم المضاد للفصام (ELISA) OD (p = 0.044، R = -0.384) ولكن ليس عندما تم استبعاد المتطوع 110 من التحليل (p = 0.112، R = -0.313). تحدي PfSPZ آمن ومعدٍ في السكان المتوطنين بالملاريا ويمكن استخدامه لتقييم فعالية لقاحات وعقاقير الملاريا في السكان الأفارقة. في حين أن النتائج التي توصلنا إليها محدودة بحجم العينة، فقد أظهرت دراستنا التجريبية لأول مرة أن NAI قد تؤثر على PMR بعد CHMI بطريقة يمكن اكتشافها، وهي نتيجة مهمة يجب تقييمها في مزيد من دراسات CHMI.Translated Description (French)
Les études d'infection palustre humaine contrôlée (CHMI) sont un outil essentiel pour accélérer le développement de vaccins et de médicaments. Comme les essais CHMI sont réalisés dans un environnement contrôlé, ils permettent une évaluation détaillée sans précédent de la dynamique de croissance des parasites (DGP) et des réponses immunologiques. Cependant, les études CHMI n'ont pas été systématiquement réalisées dans les pays d'endémie palustre ou utilisées pour étudier les mécanismes de l'immunité acquise naturellement (NAI) contre Plasmodium falciparum. Nous avons mené une étude pilote CHMI randomisée en ouvert à l'aide de sporozoïtes de P. falciparum aseptiques et cryoconservés (PfSPZ Challenge) pour évaluer l'innocuité, l'infectivité et le DPI chez des adultes kényans ayant une exposition antérieure faible à modérée à P. falciparum (Pan African Clinical Trial Registry : PACTR20121100033272). Tous les participants ont développé une infection au stade sanguin confirmée par une réaction quantitative en chaîne par polymérase (qPCR). Cependant, un volontaire (110) est resté asymptomatique et négatif au film sanguin jusqu'au 21e jour après l'injection de PfSPZ Challenge. Ce volontaire avait un taux de multiplication parasitaire (PMR) réduit (1,3) par rapport aux 27 autres volontaires (médiane 11,1). Une corrélation significative a été observée entre le PMR et le dépistage des dosages immunosorbants liés à l'enzyme anti-schizont (ELISA) DO (p = 0,044, R = -0,384), mais pas lorsque le volontaire 110 a été exclu de l'analyse (p = 0,112, R = -0,313) .PfSPZ Challenge est sûr et infectieux dans les populations impaludées et pourrait être utilisé pour évaluer l'efficacité des vaccins et des médicaments antipaludiques dans les populations africaines. Bien que nos résultats soient limités par la taille de l'échantillon, notre étude pilote a démontré pour la première fois que la NAI peut avoir un impact détectable sur le PMR post-CHMI, une constatation importante qui devrait être évaluée dans d'autres études CHMI.Translated Description (Spanish)
Los estudios de infección controlada por malaria humana (CHMI) son una herramienta vital para acelerar el desarrollo de vacunas y fármacos. Como los ensayos CHMI se realizan en un entorno controlado, permiten una evaluación detallada y sin precedentes de la dinámica de crecimiento del parásito (PGD) y las respuestas inmunológicas. Sin embargo, los estudios CHMI no se han realizado de forma rutinaria en países donde la malaria es endémica ni se han utilizado para investigar los mecanismos de inmunidad adquirida de forma natural (NAI) a Plasmodium falciparum. Realizamos un estudio piloto CHMI abierto y aleatorizado utilizando esporozoitos de P. falciparum criopreservados asépticos (desafío PfSPZ) para evaluar la seguridad, la infectividad y el DGP en adultos kenianos con exposición previa baja a moderada a P. falciparum (Registro Panafricano de Ensayos Clínicos: PACTR20121100033272). Todos los participantes desarrollaron infección en estadio sanguíneo confirmada por reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR). Sin embargo, un voluntario (110) permaneció asintomático y negativo para la película sanguínea hasta el día 21 después de la inyección de la exposición a PfSPZ. Este voluntario tuvo una tasa de multiplicación de parásitos (PMR) reducida (1.3) en comparación con los otros 27 voluntarios (mediana 11.1). Se observó una correlación significativa entre la PMR y la detección de la DO de los ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas (ELISA) anti-schizont (p = 0,044, R = -0,384), pero no cuando el voluntario 110 se excluyó del análisis (p = 0,112, R = -0,313). La exposición a PfSPZ es segura e infecciosa en poblaciones endémicas de malaria y podría usarse para evaluar la eficacia de las vacunas y los medicamentos contra la malaria en poblaciones africanas. Si bien nuestros hallazgos están limitados por el tamaño de la muestra, nuestro estudio piloto ha demostrado por primera vez que NAI puede tener un impacto en la PMR post-CHMI de una manera detectable, un hallazgo importante que debe evaluarse en otros estudios CHMI.Files
pdf.pdf
Files
(2.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:577cb6cf9ebdf2d2d11754337bfda829
|
2.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تقييم عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة لدى البالغين الكينيين بدرجات متفاوتة من التعرض المسبق للمتصورة المنجلية باستخدام البوغيات التي تدار عن طريق الحقن العضلي
- Translated title (French)
- Évaluation de l'infection humaine contrôlée par le paludisme chez les adultes kényans ayant été exposés à Plasmodium falciparum à des degrés divers à l'aide de sporozoïtes administrés par injection intramusculaire
- Translated title (Spanish)
- Evaluación de la infección controlada por malaria humana en adultos kenianos con diversos grados de exposición previa a Plasmodium falciparum utilizando esporozoitos administrados por inyección intramuscular
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2038223781
- DOI
- 10.3389/fmicb.2014.00686
References
- https://openalex.org/W1969689914
- https://openalex.org/W1970914759
- https://openalex.org/W1971574882
- https://openalex.org/W1971605227
- https://openalex.org/W1973200069
- https://openalex.org/W1984903142
- https://openalex.org/W1985158166
- https://openalex.org/W1995803714
- https://openalex.org/W2017815763
- https://openalex.org/W2023791989
- https://openalex.org/W2029393322
- https://openalex.org/W2037826407
- https://openalex.org/W2038062554
- https://openalex.org/W2046414350
- https://openalex.org/W2082324603
- https://openalex.org/W2086580403
- https://openalex.org/W2088380202
- https://openalex.org/W2092543202
- https://openalex.org/W2098671941
- https://openalex.org/W2106810007
- https://openalex.org/W2108879665
- https://openalex.org/W2111780819
- https://openalex.org/W2122409545
- https://openalex.org/W2124312641
- https://openalex.org/W2124462745
- https://openalex.org/W2132409323
- https://openalex.org/W2140673578
- https://openalex.org/W2147628422
- https://openalex.org/W2148208052
- https://openalex.org/W2148998754
- https://openalex.org/W2149476220
- https://openalex.org/W2152062652
- https://openalex.org/W2153080484
- https://openalex.org/W2156049957
- https://openalex.org/W2239593703
- https://openalex.org/W2415090141
- https://openalex.org/W2416553401
- https://openalex.org/W4211136995