Non-invasive molecular epidemiology of malaria infection in wild chimpanzees

Malaria is een van de belangrijkste infectieziekten voor de volksgezondheid. Verschillende malaria species (Plasmodium spp.) infecteren ook Afrikaanse mensapen (AGA). Deze wekken veel interesse op omdat hun gastheren onze meest nabije fylogenetische verwanten zijn, maar ook omdat ze morfologisch en genetisch zeer dicht bij de malaria species van de mens staan. In de afgelopen decennia werden deze parasieten in toenemende mate onderzocht bij populaties van wildlevende apen. Dit werd mogelijk gemaakt door het gebruik van moleculaire diagnostische hulpmiddelen, alsmede, recent, door de ontdekking dat malaria met niet-invasieve technieken kan worden gedetecteerd, namelijk in feces. De meeste aandacht van onderzoek over malaria bij AGA ging tot nu toe naar de parasiet diversiteit, de verspreiding en de fylogenetische verwantschappen met humane parasieten. Epidemiologische en biologische vragen, zoals de determinanten van de malariaparasiet infectie en de pathogeniciteit van malariaparasieten bij AGA, zijn grotendeels onontgonnen gebied; en de vraag wat malaria-infectie daadwerkelijk inhoudt voor de gezondheid van chimpansee populaties blijft open. Dit werk werd ondernomen in het kader van een breder onderzoek dat als doel heeft om basis epidemiologische en biologische gegevens over malaria infecties bij wilde AGA te genereren, te beginnen met de intrinsieke determinanten van de vatbaarheid voor malaria infecties bij wilde chimpansees, onze dichtste familie. Meer in het bijzonder was onze doelstelling om de effecten van jonge leeftijd en dracht (risicofactoren voor malaria bij de mens) op malaria infecties bij wildlevende chimpansees te onderzoeken, door middel van onderzoek op fecale monsters om infectie te detecteren. Een bijkomende doelstelling van dit werk was om de uitvoerbaarheid te onderzoeken van de studie van dergelijke gedetailleerde epidemiologische vragen bij wilde apen, door gebruik te maken van niet-invasieve methoden, aangezien dit niet eerder werd gerapporteerd, en de verkregen ervaring te kunnen delen met de hoop te kunnen bijdragen aan het verbeteren van zulke werkwijzen. Het eerste hoofdstuk geeft een overzicht van de huidige kennis over malaria infecties bij wilde AGA, en het gebruik van niet-invasieve monsters om micro-organismen die mensapen infecteren te bestuderen. De tweede en derde hoofdstukken beschrijven de studies over de effecten van leeftijd en zwangerschap op malaria infecties bij wilde chimpansees. Beide studies werden uitgevoerd in het Tai Nationaal Park, Ivoorkust, op een populatie West-Afrikaanse chimpansees (Pan troglodytes verus). Fecale monsters werden geanalyseerd door middel van de polymerase kettingreactie (PCR), en indien nodig door sequentiebepaling en klonering. Resultaten tonen een vergelijkbare dynamiek van malaria infecties aan bij mensen en chimpansees. De gevoeligheid voor een malaria-infectie lijkt verhoogd te zijn bij jonge individuen en drachtige vrouwelijke dieren, wat vragen oproept met betrekking tot het effect van dergelijke infecties op sterfte/morbiditeit bij jonge individuen en op de uitkomst van de dracht. Het lijkt erop dat jonge individuen en drachtige vrouwelijke dieren de ideale doelgroepen zijn om de pathogeniciteit van malariaparasieten bij wilde chimpansees te onderzoeken. Het resultaat van deze analyses toont ook aan dat feces een geschikt substraat kan vormen om kleinschalige epidemiologische patronen van malaria infecties te onderzoeken. Hoodstuk 4 beschrijft een technische en adviserende studie over het gebruik van moleculaire analyse van fecesmonsters voor de identificatie van parasieten (virussen, prokaryoten of eukaryoten) die chimpansees infecteren. Voor apen die jagen (o.a. chimpansees en bonobo's), kan de aanwezigheid van parasiet nucleinezuren in feces wijzen op een infectie van de gastheer zelf, maar ook op de predatie van een geinfecteerde prooi. Er bestaat derhalve een risico voor verwarring tussen een werkelijke parasitaire infectie bij de predaterende mensaap en een infectie van zijn prooi. Om de potentiele omvang van dit probleem te bepalen, hebben we de prevalentie van prooi DNA in fecale monsters bij twee gemeenschappen van wilde chimpansees geschat. Resultaten tonen dat er rekening moet gehouden worden met het feit dat contaminatie van fecale monsters met parasiet DNA afkomstig van de prooi in sommige gevallen een invloed kan hebben op epidemiologische studies die gebruik maken van niet-invasieve methodes. We stellen daarom voor om dieetanalyse op te nemen in de controles die reeds worden toegepast in het veld en gevallen waarbij zulke controles nodig blijken te zijn worden besproken. In hoofdstuk 5, worden de conclusies van het huidige werk besproken, met speciale aandacht voor de lessen geleerd over het gebruik van de niet-invasieve methodes, de interpretatie van de epidemiologische resultaten, evenals de perspectieven voor methodologische verbeteringen.