Functional antibodies against VAR2CSA in nonpregnant populations from Colombia exposed to Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax

Abstract

RESUMEN: En el embarazo, se observa inmunidad dependiente de la paridad en respuesta a la infección placentaria con Plasmodium falciparum. Los anticuerpos reconocen el antígeno de superficie, VAR2CSA, expresado en glóbulos rojos infectados e inhiben la citoadherencia al tejido placentario. En la mayoría de los entornos de endemicidad del paludismo, los anticuerpos contra VAR2CSA se observan predominantemente en las mujeres multigravidias y con poca frecuencia en hombres, niños y mujeres nulligráficas. Sin embargo, en Colombia, se detectaron anticuerpos contra múltiples constructos de VAR2CSA entre hombres y niños con infección aguda por P. falciparum y Plasmodium vivax. La mayoría de los hombres y niños (> 60%) tenían altos niveles de IgG contra tres dominios recombinantes de VAR2CSA: DBL5ε, DBL3X e ID1-ID2. Sorprendentemente, estos anticuerpos se observaron sólo en mujeres embarazadas, hombres y niños expuestos a P. falciparum oa P. vivax. Además, los anticuerpos anti-VAR2CSA son de alta avidez e inhiben eficazmente la adherencia de glóbulos rojos infectados al condroitín sulfato A in vitro, lo que sugiere que son específicos y funcionales. Estos resultados inesperados sugieren que puede haber diferencias genotípicas o fenotípicas en los parásitos de esta región o en la respuesta del huésped a la infección por P. falciparum o P. vivax fuera del embarazo. Estos hallazgos pueden tener relevancia clínica significativa para la fisiopatología y el resultado de las infecciones de malaria en esta región.

ABSTRACT: In pregnancy, parity-dependent immunity is observed in response to placental infection with Plasmodium falciparum. Antibodies recognize the surface antigen, VAR2CSA, expressed on infected red blood cells and inhibit cytoadherence to the placental tissue. In most settings of malaria endemicity, antibodies against VAR2CSA are predominantly observed in multigravid women and infrequently in men, children, and nulligravid women. However, in Colombia, we detected antibodies against multiple constructs of VAR2CSA among men and children with acute P. falciparum and Plasmodium vivax infection. The majority of men and children (>60%) had high levels of IgGs against three recombinant domains of VAR2CSA: DBL5ε, DBL3X, and ID1-ID2. Surprisingly, these antibodies were observed only in pregnant women, men, and children exposed either to P. falciparum or to P. vivax. Moreover, the anti-VAR2CSA antibodies are of high avidity and efficiently inhibit adherence of infected red blood cells to chondroitin sulfate A in vitro, suggesting that they are specific and functional. These unexpected results suggest that there may be genotypic or phenotypic differences in the parasites of this region or in the host response to either P. falciparum or P. vivax infection outside pregnancy. These findings may hold significant clinical relevance to the pathophysiology and outcome of malaria infections in this region.