High gradient magnetic separation (HGMS) of erythrocytes infected with plasmodium falciparum

This thesis was undertaken to explore possible applications of high gradient magnetic separation (HGMS) for the separation of RBCs infected with Plasmodium falciparum, with the dual aim of establishing a novel and superior method for isolating late-stage infected cells, and of obtaining synchronized cell cultures.rnThe presented work presents protocols for HGMS of parasitized RBCs that fulfil these aims. Late-stage parasitized cell can be isolated essentially devoid of contamination with non-infected and ring-stage infected cells. Such an easy method for a highly quantitative and qualitative purification has not yet been reported. Synchronous cultures can be obtained both following depletion of late-stage infected cells, and following isolation of the latter. The quality of synchronization cultures matches that of sorbitol lysis, the current standard method for malaria culture synchronization. An advantage of HGMS is the avoidance of osmotic stress for RBCs. The new methods further have the appeal of high reproducibility, cost-effectiveness, and simple protocol.rnIt should be possible to take the methods beyond Plasmodium infected RBCs. Most magnetic separation techniques in the sector of biomedical research employ columns with a hydrophilic polymer-coated matrix. Our procedure employs an optimized buffer system. Polymer coating becomes unnecessary and uncoated columns are available at a fraction of the cost.Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung von Aufreinigungsverfahren für Plasmodium falciparum infizierte Erythrozyten mittels Hochgradientenmagnetseperation (HGMS). Eine mögliche Anwendung dieser Verfahren sollte die Synchronisation von Zellkulturen sein.rnDiese Arbeit bietet eine umfassende Beschreibung möglicher Anwendungen der HGMS, indem sie sowohl Depletion als auch Anreicherung beschreibt. Das Anreicherungsprotokoll erreicht Aufreinigungsraten von über 99 % spätinfizierter Erythrozyten. Eine vergleichbare Methode zur Aufreinigung der Zellen in dieser Quantität und Qualität ist uns nicht bekannt. Die beiden Verfahren konnten erfolgreich zur Synchronisation von Parasiten-Kulturen eingesetzt werden. Nach der Synchronisation entwickelten sich die Kulturen vergleichbar wie nach Synchronisation durch Sorbitol Lyse, dem aktuellen Standardverfahren. Auf HGMS beruhende Methoden haben den Vorteil, dass die Erythrozyten keinem osmotischen Stress ausgesetzt werden. Außerdem überzeugen die Protokolle durch eine hohe Reproduzierbarkeit, ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und eine einfache Anwendbarkeit.rnDie meisten magnetischen Separationsverfahren in der biomedizinischen Forschung arbeiten mit einer hydrophilen, polymerausgekleideten Matrix in den Separationssäulen. Unsere Methode bedient sich einer optimierten Pufferlösung. Dies macht die Polymerbeschichtung überflüssig und geht mit einer enormen Einsparung von Produktionskosten einher. Die Perspektiven für die zukünftige Anwendung des HGMS-Verfahrens in der Malaria-Forschung wurden aufgezeit. Die hier beschriebenen Protokolle können direkt in Diagnostik und Therapie angewendet werden