Intelligenza genomica del Plasmodium Falciparum in Mozambico (GenMoz)

I dati genomici costituiscono un prezioso complemento alla sorveglianza di routine che può guidare le decisioni programmatiche per ridurre l'onere delle malattie infettive. Tuttavia, le capacità genomiche rimangono basse in Africa. Questo studio mira a rendere operativo un sistema di sorveglianza molecolare della malaria funzionale in Mozambico che genera dati genomici affidabili e riproducibili nel tempo per il controllo e l'eliminazione della malaria. Questo studio prospettico di sorveglianza mira a generare dati genetici di P. falciparum per 1) monitorare i marcatori molecolari di resistenza ai farmaci e le delezioni nei bersagli dei test diagnostici rapidi; 2) caratterizzare le fonti di trasmissione (importate/introdotte o indigene) in ambienti a bassa trasmissione; e 3) quantificare i livelli di trasmissione e l'efficacia degli interventi antimalarici.

Nove province sono state identificate attraverso la consultazione con il NMCP per l'inclusione nello studio: Maputo, Maputo City, Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia e Sofala. La selezione dei siti di studio sarà stratificata in base all'intensità di trasmissione in due strati principali: A) bassa trasmissione (provincia di Maputo e città di Maputo, dove è in vigore la notifica del caso individuale ai fini di una completa interruzione della trasmissione), e B) medio-alta -aree ad alta trasmissione (provincie di Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia e Sofala, oggetto di strategie di controllo (non eliminazione). Le province sono state selezionate per fornire una gamma di intensità di trasmissione bassa e medio-alta, aree geografiche, condizioni climatiche, mix di interventi contro la malaria e popolazioni (sintomatici, contatti familiari e gruppi sentinella). Nelle aree a bassa trasmissione, i distretti e le località saranno campionati sulla base dei dati storici di sorveglianza. Inoltre, nella provincia di Maputo, sarà incluso il posto di frontiera di Ponta d'Ouro per catturare potenziali casi importati di malaria.

Campioni di macchie di sangue essiccato e test diagnostici rapidi saranno raccolti nei distretti dello studio attraverso una combinazione di campionamento denso (tutti i casi di malaria) e mirato (una selezione di casi di malaria) di casi sintomatici di malaria a bassa trasmissione della malaria e malaria medio-alta aree di trasmissione, rispettivamente. Nelle aree di trasmissione della malaria medio-alta verrà eseguito un secondo test non basato su HRP2 ei risultati discrepanti indicativi di delezioni di pfhrp2/3 verranno registrati e ulteriormente analizzati. Saranno incluse anche le donne in gravidanza che partecipano alla loro prima visita di assistenza prenatale per valutare il loro valore come popolazioni sentinella per la sorveglianza molecolare. Il consenso informato scritto sarà richiesto a tutti i partecipanti al sondaggio prima che vengano condotti sondaggi e raccolte di campioni di sangue. In tal caso, verranno spiegate le informazioni sullo scopo della raccolta del campione, verranno chiarite eventuali domande e verrà ottenuto il consenso informato scritto. Il foglio informativo e il modulo di consenso includeranno anche un testo che spiega il consenso informato per l'uso futuro di campioni biologici. In caso di minorenni sarà richiesto il consenso dei genitori o dei tutori. L'operatore sul campo o l'infermiere leggerà il modulo di consenso informato agli adulti o al genitore/tutore del bambino e chiederà loro se accetta che suo figlio partecipi allo studio. Un testimone dovrà firmare il consenso informato nel caso in cui il genitore/tutore del partecipante sia analfabeta. Il consenso sarà disponibile in portoghese e tradotto nella lingua locale parlata nelle aree di studio. Il foglio informativo include una breve descrizione dello studio, la procedura di raccolta dei dati, la procedura di raccolta del campione di sangue, il potenziale danno per i partecipanti, i benefici attesi e la natura volontaria della partecipazione a tutte le fasi del colloquio e del prelievo di sangue. Due copie saranno firmate dal partecipante e dal membro del gruppo di studio che ottiene il consenso. Una copia sarà consegnata al partecipante e l'altra copia sarà conservata nel fascicolo dello studio presso la sede del CISM.

La dimensione del campione per dominio di campionamento è stata stimata tenendo conto della resistenza antimalarica e diagnostica come caso d'uso primario, considerando il trasporto trascurabile di marcatori molecolari di resistenza all'artemisinina e delezioni di pfhrp2/3 in Mozambico e impostando il 5% come soglia di attenzione. Supponendo una perdita del 10% di campioni o un'analisi non interpretabile, una dimensione del campione fino a 500 per dominio di campionamento sarebbe adeguata per: a) stimare una proporzione di 0,05 (marcatori di resistenza ai farmaci o delezione di pfhrp2) con una precisione assoluta di 0,026 e 95% confidenza e b) raggiungere una potenza dell'80% per rilevare un aumento del marcatore genetico (resistenza o delezione) dallo 0 ‰ al 5% con un valore p a due code di 0,01. Si stima che verranno reclutati fino a 500 partecipanti di tutte le età per lo studio in ciascuna unità di campionamento (ad es. provincia) tra coloro che accedono alle APE e alle strutture sanitarie (ad eccezione della città di Maputo e della provincia di Maputo, dove le raccolte continue possono superare questo numero e la raccolta di campioni da contatto familiare può aumentare ulteriormente). Prenderemo di mira 500 donne incinte positive alla RDT che frequentano le cliniche ANC in tutti i distretti a trasmissione medio-alta e nelle aree a bassa trasmissione ogni anno per un periodo di tre anni. Verrà seguito uno schema di campionamento flessibile e adattivo, in cui a) le stime generate durante la prima metà del progetto informeranno i successivi schemi di campionamento e b) non tutti i campioni raccolti saranno analizzati (alcuni di essi saranno conservati come materiali di riferimento o per conferma dei risultati).

Il progetto farà inoltre leva sugli studi di intervento e sulle attività di sorveglianza condotte in Mozambico tra il 2021 e il 2024, vale a dire: la Malaria Indicator Survey (2022-2023) nel sud del Mozambico; l'indagine sull'efficacia terapeutica (2022) nei siti sentinella del paese (Cabo Delgado, Tete, Sofala, Zambézia e Inhambane); attività di sorveglianza reattiva (provincia di Maputo); uno studio clinico di Fase III randomizzato, in aperto, a grappolo per studiare la sicurezza e l'efficacia della somministrazione di massa del farmaco ivermectina per ridurre la trasmissione della malaria (Zambezia; 2022); un progetto di sviluppo dell'implementazione su larga scala volto a massimizzare l'erogazione e l'adozione del trattamento preventivo intermittente nell'infanzia (IPTi) (Inhambane; 2022-2024); uno studio ibrido di implementazione dell'efficacia per valutare la fattibilità e l'efficacia della chemioprevenzione della malaria stagionale (SMC) con sulfadossina-pirimetamina e amodiachina (Nampula; 2022); e una consegna programmatica di una somministrazione di farmaci di massa basata sulla popolazione con diidroartemisinina-piperachina (provincia di Gaza; 2022-2023).

L'analisi molecolare sarà condotta presso il CISM. Le analisi genomiche pianificate iniziali del DNA del parassita sono le seguenti, sebbene sia possibile che tecnologie migliorate, protocolli e/o ulteriori obiettivi genomici del parassita di interesse possano diventare evidenti nel corso di questo progetto, in parte dalle lezioni apprese dai dati generati nel presente documento . Gli SNP informativi e gli aplotipi corti saranno presi di mira utilizzando primer multiplexati su sequenze fiancheggianti, con un intervallo di dimensioni dell'amplicone di ~150-250 bp (coperte da una lettura finale accoppiata). Ampliconi mirati ottenuti mediante PCR su DNA genomico utilizzando tag universali, adattatori specifici per Illumina e codice a barre specifico per campione verranno raggruppati per creare una singola libreria di prodotti, che verrà sequenziata (paired-end 150 bp) su un Illumina MiSeq o NextSeq. Verranno utilizzati approcci molecolari alternativi se l'approccio del singolo amplicone multiplexato non fornisce i risultati attesi. I campioni saranno utilizzati anche per altre analisi molecolari di interesse programmatico, come il rilevamento di specie Plasmodium, antigeni del parassita, marcatori sierologici di esposizione al parassita (anticorpi) e marcatori basati su RNA del parassita (cioè gametociti). Ai fini del controllo di qualità, fino al 5% dei campioni analizzati sarà trasportato a UCSF (USA) e/o ISGlobal (Spagna) per l'analisi secondaria.

Le sequenze generate attraverso l'analisi dei campioni raccolti (dal Mozambico e dai paesi limitrofi) saranno integrate in un catalogo curato di dati genomici insieme a informazioni cliniche ed epidemiologiche rilevanti. Questi database saranno resi disponibili al pubblico in archivi ad accesso aperto come l'Archivio europeo dei nucleotidi (ENA) e il MalariaGen Resource Center. Per facilitare l'accessibilità e l'uso dei dati e per ottenere un'integrazione significativa con altre fonti di dati di sorveglianza, le informazioni genetiche saranno incorporate nel sistema integrato di archiviazione delle informazioni sulla malaria (iMISS) basato su DHIS2, che è attualmente in fase di implementazione. L'iMISS include: dati sui casi, indagini mirate, dati di sorveglianza entomologica e dati di intervento. Le visualizzazioni dei dati e i cruscotti saranno definiti in collaborazione con tutti gli utenti e le parti interessate e allineati con l'attuale lavoro condotto dall'OMS GMP per quanto riguarda la standardizzazione dei cruscotti sulla malaria. Stabiliremo algoritmi di profilo di rischio e componenti di interpretazione che sono in grado di generare risultati su a) profili di resistenza antimalarica a livello nazionale (base mobile); b) in aree a trasmissione molto bassa, connettività genetica e classificazione dei casi (insieme alla cronologia dei viaggi e ad altri parametri ottenuti dagli strumenti di notifica basati sui casi); e c) analisi specifica "onere elevato per impatto elevato" (ovvero, analisi di stratificazione e tendenza per esplorare il potenziale impatto delle combinazioni di interventi attuate), da concordare in consultazione con l'OMS e il gruppo di lavoro tecnico SM&E.