ความผันแปรในส่วนกลางของยีนเอปิคอลเมมเบรนแอนติเจนที่ 1 จากผู้ป่วยในจังหวัดตากที่ติดเชื้อพลาสโมเดียม ฟัลซิปารั่ม

Abstract

เอปิคอลเมมเบรนแอนติเจนที่ 1 (AMA-1) ของเชื้อ Plasmodium falciparum เป็นโปรตีนที่พบมากบริเวณ apical complex ของระยะ merozoite โปรตีนชนิดนี้ถูกเคลื่อนย้ายมายังผิวของ merozoite ตั้งแต่ระยะที่ schizont กำลังมีการเจริญเติบโตจนเป็นระยะ merozoite ข้อมูลเกี่ยวกับ AMA-1 ที่ผ่านมาทั้งที่ได้จากการศึกษาในหลอดทดลอง และในสิ่งมีชีวิต ชี้ให้เห็นว่า AMA-1 เป็นเป้าหมายหนึ่งในการเป็นองค์ประกอบของวัคซีนป้องกันโรคมาลาเรีย จากการวิเคราะห์โครงสร้าง พบว่าประกอบด้วยส่วนย่อย 5 ส่วนได้แก่ เปปไทด์สัญญาน (Signal-peptide), โดเมนที่ 1,2,3 และส่วนท้ายที่อยู่ในไซโตพลาสซั่มซึ่งมีส่วนที่แทรกผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ (Transmembrane cytoplasmic tail) ถึงแม้ว่าจะไม่พบกรดอะมิโนเรียงตัวซ้ำกันเป็นชุดๆ ใน AMA-1 แต่ก็ยังพบการแทนที่ในบริเวณที่มีนิวคลีโอไทด์มากในสายพันธุ์ต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณที่เป็น T-cell epitope ใน โดเมนที่ 1 เพื่อเป็นการศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับความหลากหลายในลำดับนิวคลีโอไทด์ของ AMA-1 ในส่วน T-cell epitope จากผู้ป่วยด้วยโรคมาลาเรียชนิด P. falciparum ในประเทศไทยที่ติดเชื้อตามธรรมชาติ จึงทำการศึกษาจากตัวอย่างเลือดของผู้ป่วยจำนวน 100 ราย จากจังหวัดตาก บริเวณของ AMA-1 ที่ทำการศึกษาในครั้งนี้มีความยาวทั้งสิ้น 435 คู่เบส จากนั้นถึงเพิ่มปริมาณ DNA บริเวณดังกล่าวโดยอาศัยเทคนิคปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอร์เรส และวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ ผลการศึกษาพบความแตกต่างของลำดับนวิคลีโอไทด์ 19 รูปแบบ ในจำนวนนี้มี 16 รูปแบบที่ไม่เคยพบจากการศึกษาใดมาก่อน นอกจากนั้นยังพบตำแหน่งที่มีการแทนที่ของนิวคลีโอไทด์ทั้งสิ้น 25 ตำแหน่ง ในจำนวนนี้มี 10 ตำแหน่ง ที่ถูกแทนที่โดยนิวคลีโอไทด์ที่อยู่ในกลุ่มเดียวกัน และการแทนที่ของนิวคลีโอไทด์ทั้ง 25 ตำแหน่งนี้ทำให้กรดอะมิโนเปลี่ยนแปลงไปทั้งสิ้น ทั้งนี้ codon ที่มีการแทนที่ส่วนใหญ่ (ร้อยละ 80) เป็นการแทนที่ด้วยกรดอะมิโนที่มีคุณสมบัติการมีขั้ว และประจุที่แตกต่างไปจากกรดอะมิโนชนิดเดิม ดั้งนั้นรูปแบบของลำดับกรดอะมิโนในบริเวณต่างๆ ที่ เป็น T-cell epitope ที่พบจากการศึกษาในครั้งนี้จึงมีตั้งแต่ 2 ถึง 9 รูปแบบ เมื่อเปรียบเทียบกับจำนวนรูปแบบของบริเวณที่เป็น T-cell epitope ที่ได้จากการศึกษาเกี่ยวกับ AMA-1 ในภูมิภาคอื่นๆ พบว่ามี T-cell epitope 3 บริเวณ ที่มีการแทนที่ของกรดอะมิโนไม่มาก ในขณะที่ T-cell epitope อีก 2 บริเวณมีจำนวนรูปแบบที่แตกต่างกันเพิ่มขึ้นเป็น 13 ถึง 23 รูปแบบด้วยเหตุนี้ความรู้เกี่ยวกับความผันแปรของกรดอะมิโนของ AMA-1 ที่ปรากฏในประชากรของเชื้อ P. Falciparum ในธรรมชาติ จึงเป็นพื้นฐานสำคัญในการออกแบบวัคซีนป้องกันโรคมาลาเรียที่อาศัย AMA-1 เป็นองค์ประกอบ