Mansonella perstans infections are widespread in Sub-Saharan Africa and Central and South America and thus can be considered as the most prevalent parasite of man in tropical Africa. In contrast to the high prevalence, knowledge about the biology of this filarial nematode is restricted and no effective treatment regimens of this ivermectin-resistant parasite is lacking. An obstacle for the research is that M. perstans resides in body cavities and thus have been only rarely recovered during surgery or autopsy. Therefore, alternative methods like in vitro culture systems need to be implemented to decipher the nature of mansonellosis and effective drugs. Previously, we have established a monkey kidney epithelial cell-based in vitro culture for the maintenance of M. perstans infective larvae (L3) up to 77 days. However, no alternative for this culture system have been postulated to allow longer survival rates and development of adult worms in vitro. Thus, we aim to establish an alternative in vitro culture system for M. perstans L3. M. perstans L3 were isolated from engorged and laboratory reared Culicoides midges. The larvae were then cultured in Dulbecco's Modified Eagle Medium supplemented with either 10% foetal bovine serum (FBS), 10% newborn calf serum (NCS) or 1% bovine serum albumin (BSA) together with human colon carcinoma cells (HCT-8) as feeder cells. Survival and growth were recorded. We obtained that the 10% NCS culture condition was superior allowing long-term maintenance of M. perstans L3 for up to 100 days and boosted growth of the parasites for up to 5-folds compared to the initial size at culture inception. Although no moulting of the L3 into L4 or adult worms could be overserved, the human colon carcinoma cell-based in vitro culture provides an alternative platform to analyse M. perstans biology and screen for novel drugs against M. perstans.

Background Mansonella perstans is transmitted by Culicoides species and affects hundred millions of inhabitants in about 33 countries in sub-Saharan Africa. It is known that Mansonellosis due to Mansonella perstans do not result in a clear clinical picture, but down-regulates the immunity of patients predisposing them to other diseases like tuberculosis, HIV and malaria or damping vaccine efficacy. However, research about novel drugs against this filarial nematode is missing because of the lack of parasite material. Previous studies have developed in vitro culture systems using infective stage 3 larvae (L3), but these life stages are difficult to obtain and thus the performance of in vitro cultures is restricted and does not allow large-scale testing of drugs or even infection experiments in animal models. Therefore, we aim to establish a platform for the large-scale production of M. perstans infective larvae from engorged Culicoides milnei. Methods Culicoides species were caught in Yangom (Yabassi Health District) in the Littoral Region of Cameroon following a blood meal on six microfilariae-positive donors with different microfilaraemic loads over one year. Engorged midges were reared in the insectarium for up to 14 days and L3 were isolated from the different body parts. Result In summary, 13,658 engorged Culicoides were collected and reared in the laboratory. We observed an overall predicted survival of 78.5%. Out of the 8,123 survived midges, 7,086 midges belong to C. milnei , from which 2,335 were infected leading to a recovery of 6,310 L3. Moreover, we found the highest survival rates of midges during the early dry season in December with moderate temperatures (23-25°C) and low (2-4mm) or no rainfall. In addition, we observed that midges that fed on donors with high microfilarial loads showed increased mortality. Conclusion We revealed suitable conditions for the collection and maintenance of engorged Culicoides midges allowing the large-scale production of M. perstans L3. This procedure will provide a platform to produce sufficient parasite material that will facilitate in vitro cultures and the establishment of a murine model of M. perstans , which is important for in-depth investigation of the filarial biology and screening of novel drugs that are effective against this ivermectin-resistant nematode.