Plasmodium falciparum genetic diversity and malaria diagnosis in Kenyan population

Abstract

Malaria ist eine Belastung für die öffentliche Gesundheit in Kenia, und P. falciparum trägt in hohem Maße zur Sterblichkeit und Morbidität im Zusammenhang mit Malaria bei. In den letzten Jahren wurden weit verbreitet Schnelltests (rapid diagnostic tests „RDT“), die das histidinreiche Protein 2 (P. falciparum histidine−rich protein 2; PfHRP2) des P. falciparum erkennen, für die Malariadiagnose eingesetzt. Im Umlauf befindliche P. falciparum-Stämme, die weder Pfhrp2 noch Pfhrp3 besitzen, bedrohen die Malariadiagnose durch RDT. Vor diesem Hintergrund und unter Verwendung einer kenianischen Studienkohorte (i) bewertet diese Dissertation die Malariadiagnose mittels RDT (Carestart TM PfHRP2/pLDH (Pf) RDT) anhand von Mikroskopie- und Nukleinsäuretestmethoden; (ii) charakterisiert und interpretiert sie pfhrp2 und pfhrp3 der verbreiteten Parasiten; (iii) ermittelt sie Mehrfachinfektionsraten, genetische Vielfalt und Populationsstruktur der P. falciparum im Westen und an der Küste Kenias. Die Untersuchungen ergaben, dass die RDT mit anderen zuverlässigen Methoden vergleichbar sind. RDTs haben sich als wirksames Instrument für die Malariadiagnose erwiesen. Parasiten beobachtet wurden. In den endemischen Regionen, insbesondere im Westen und an der Küste Kenias, wurde die Allgegenwart der Pfhrp2 noch Pfhrp3 sowie eine hohe genetische Vielfalt und eine begrenzte Populationsstruktur der Parasiten dokumentiert. Zusammengefasst, werden diese Ergebnisse hilfreich sein, um die Effektivität von PfHRP2-basierten RDTs in Kenia und infolgedessen ihre Zuverlässigkeit als Diagnosemittel bei Initiativen zur Malariakontrolle zu verstehen.

Malaria is a public health burden in Kenya and P. falciparum contributes largely towards malaria related mortality and morbidity. In recent years, rapid diagnostic tests (RDT) that target P. falciparum histidine−rich protein 2 (PfHRP2) have been widely employed for malaria diagnosis. The circulating P. falciparum isolates lacking both pfhrp2 and pfhrp3 threaten the effectiveness of RDT malaria diagnosis based on pfhrp2. Against this background, utilizing a Kenyan study cohort, this dissertation (i) evaluated malaria diagnosis by RDT (Carestart TM PfHRP2/pLDH (Pf) RDT) against microscopy and nucleic acid testing methods; (ii) characterized and interpreted pfhrp2 and pfhrp3 among circulating parasites; (iii) determined P. falciparum multiple infection rate, genetic diversity and population structure in western and coastal Kenya. The investigations revealed CareStartTM RDT was comparable with other reliable methodologies. This RDT was demonstrated to be an effective tool for malaria diagnosis. Among endemic regions, especially in western and coastal Kenya, pfhrp2 and pfhrp3 omnipresence as well as a high parasite genetic diversity and limited population structure were documented. Collectively, these findings will be useful in understanding the performance of PfHRP2−based RDTs in Kenya and their dependability as tools in malaria control initiatives.