Research Article

Genetic polymorphism of merozoite surface protein-1 in Plasmodium falciparum isolates from patients with mild to severe malaria in Libreville, Gabon

Polymorphisme génétique de la protéine de surface 1 du mérozoïte dans des isolats de Plasmodium falciparum de patients présentant un paludisme simple à sévère à Libreville au Gabon

¹ Département de Parasitologie-Mycologie, Faculté de Médecine, Université des Sciences de la Santé, Libreville, Gabon
² Unité de Recherche Clinique et Opérationnelle sur le Paludisme, Hôpital Régional de Melen, BP 4009, Libreville, Gabon

^* Corresponding author: mariellebouyou@gmail.com

Received: 26 September 2014
Accepted: 3 March 2015

Abstract

We assessed Plasmodium (P.) falciparum allelic diversity based on clinical severity and age. The study was conducted from 2011 to 2012 in Libreville, Gabon where malaria prevalence was 24.5%. The polymorphism of the merozoite surface protein-1 (msp1) locus was analyzed in isolates from patients with complicated and uncomplicated malaria. Blood was collected on filter paper. After DNA extraction, genotyping of the msp1 gene was performed using nested PCR. The K1, Ro33, and Mad20 allelic families were detected in 71 (63%), 64 (57%), and 38 (34%) of the 112 analyzed samples, respectively. Overall, 17 K1 and 11 Mad20 alleles were detected. There was no association between msp1 allelic families and age. Mad20 allelic diversity increased with the severity of malaria. The number of K1 and Mad20 alleles decreased with age. The multiplicity of infection (MOI) was 1–6 genotypes and the complexity of infection (COI) 1.8 ± 1. The COI differed based on age: it was 1.9 (±1.1) in the isolates from adults, 1.8 (±1.1) in those from 0–5 year-old children, whereas it tended to be lower (1.6 ± 0.8) in those from 6–15 year-old children. Extensive genetic diversity is found in P. falciparum strains circulating in Libreville. The number of specific msp1 alleles increased with clinical severity, suggesting an association between the diversity and the severity of malaria.

Résumé

Nous avons analysé la diversité allélique de Plasmodium falciparum en fonction des formes cliniques du paludisme et de l’âge. L’étude a été conduite de 2011 à 2012 à Libreville (Gabon) où la prévalence du paludisme était de 24.5 %. Le polymorphisme du gène merozoite surface protein 1 (msp-1) a été étudié dans des isolats de patients présentant un paludisme simple ou grave. Le sang a été recueilli sur du papier buvard. Aprés extraction de l’ADN, le gène msp1 a été analysé par PCR nichée. Les familles alléliques K1, Ro33 et Mad20 ont été détectées dans respectivement 71 (63 %), 64 (57 %) et 38 (34 %) des 112 échantillons analysés. Au total, 17 allèles K1 et 11 allèles Mad20 ont été détectés. Aucune association entre une famille allélique donnée de msp-1 et l’âge n’a été mise en évidence. La diversité allélique de la famille Mad20 augmente avec la sévérité de la maladie. Le nombre d’allèles différents de K1 et Mad20 diminue avec l’âge. La multiplicité des infections (MOI) était de 1 à 6 et la complexité des infections (COI) de 1.8 (± 1). La COI variait en fonction de l’âge, elle était de 1.9 (± 1.1) dans les isolats des adultes, de 1.8 (± 1.1) dans ceux des enfants de 0–5 ans, tandis qu’elle avait tendance à être plus faible (1.6 ± 0.8) dans ceux des enfants de 6–15 ans. La diversité génétique des souches de P. falciparum recueillies à Libreville est importante. Le nombre d’allèles spécifiques du gène msp-1 augmente avec la sévérité clinique, suggérant une association entre la diversité et la sévérité du paludisme.