Les chercheurs ont cartographié en détail les changements génétiques que subissent les parasites du paludisme lorsqu’ils se préparent à infecter les gens.
L’atlas cartographie le parasite du paludisme Plasmodium falciparum avec des détails cellulaires sans précédent alors qu’il se développe à l’intérieur d’un moustique et se prépare à infecter les humains par une piqûre. Cette enquête détaillée pourrait conduire à de nouvelles façons de bloquer les étapes clés du développement du parasite et de prévenir la transmission par le biais de futurs médicaments ou vaccins.
Les moustiques sont de plus en plus résistants aux pesticides et le parasite qui cause le paludisme devient également de plus en plus résistant aux antipaludiques. Cela a créé un besoin urgent de nouveaux moyens de lutter contre le paludisme, qui en 2019 a causé environ 229 millions de cas et 409000 décès, dont la plupart étaient de jeunes enfants en Afrique subsaharienne.
Pour redynamiser les efforts de découverte de médicaments ou de vaccins, une équipe du laboratoire du professeur Jake Baum de l’Imperial College de Londres et le laboratoire du Dr Mara Lawniczak du Wellcome Sanger Institute ont examiné le parasite du paludisme humain Plasmodium falciparum avec des détails sans précédent. Leurs résultats sont publiés aujourd’hui dans Communications de la nature.
P. falciparum se développe dans l’intestin moyen d’un moustique avant de se rendre dans les glandes salivaires du moustique, prêt à infecter un être humain lorsque l’insecte mord. Au cours de ces phases, le parasite passe par de nombreuses étapes importantes pour son développement et sa capacité à se transmettre, notamment en se transformant en différentes formes.
L’équipe a suivi le contrôle de ces étapes en analysant l’activité des gènes tout au long du processus. Ils ont isolé les différentes formes du parasite et ont produit 1467 «transcriptomes» – des cartes dont les gènes des cellules individuelles sont activés ou désactivés au cours des différentes étapes.
Lorsque les gènes sont activés, ils ordonnent à la cellule de fabriquer différentes protéines et de provoquer des changements de développement, tels que la sortie du parasite de l’intestin moyen et la colonisation de la glande salivaire du moustique, ou de voyager à travers les cellules humaines pour atteindre le foie, où le le parasite se prépare à envahir davantage de cellules humaines.
Savoir comment ces processus fonctionnent en détail au niveau cellulaire révèle aux chercheurs de nouvelles cibles qui pourraient être bloquées pour arrêter le développement, empêchant la transmission du parasite.
Étant directement basées sur le parasite infectieux pour l’homme, nos nouvelles données ont des implications claires pour la lutte contre le paludisme, qui se concentre de plus en plus sur les stratégies de blocage de la transmission à la fois en termes de médicaments qui tuent le parasite à mesure qu’il se déplace entre les stades et de vaccins protecteurs. Comprendre comment les parasites se comportent transcriptionnellement au sein du moustique vecteur fournit une découverte à partir de laquelle de nouvelles stratégies naîtront sûrement.. «
Dr Eliana Real, Département des sciences de la vie, Imperial College London
Outre l’étude de l’ensemble du cycle de transmission du parasite, l’équipe s’est concentrée sur ce qu’on appelle le stade du sporozoïte: la forme libérée dans la peau humaine lors d’une piqûre de moustique. Ils ont trié les parasites de l’intérieur du moustique au cours de leur développement et isolé les sporozoïtes après une piqûre infectieuse lorsqu’ils interagissent avec les cellules de la peau humaine. Ce faisant, ils ont pu trouver des modèles spécifiques d’expression génique qui définissent chacune des étapes critiques de ces processus.
Le Dr Virginia Howick, anciennement du Wellcome Sanger Institute et maintenant basé à l’Université de Glasgow, a déclaré: « Cette fine granularité nous permet de retracer les processus de développement des sporozoïtes et de proposer de nouvelles cibles mécanistes essentielles à chaque étape et de futures cibles vaccinales pour bloquer l’infection par le paludisme. . «
L’équipe a également pu comparer ses données avec un ensemble similaire du parasite apparenté Plasmodium berghei, un parasite du paludisme des rongeurs souvent utilisé comme modèle pour étudier la maladie du paludisme en laboratoire. Cela a montré quels gènes sont communs entre les espèces et lesquels sont spécifiques à la version humaine du parasite.
Le Dr Farah Dahalan, du Département des sciences de la vie de l’Impériale, a déclaré: « Ce niveau de surveillance génétique au niveau du parasite individuel tout au long de son cycle de vie fournira aux chercheurs une ressource inestimable pour découvrir des éléments jusqu’alors inexplorés de la biologie cellulaire de Plasmodium, des espèces de Plasmodium comparatives. la biologie et le développement de méthodes de contrôle qui ciblent des voies particulières ou jettent les bases de l’amélioration des vaccins. «
Les chercheurs ont rendu toutes leurs données disponibles sur un site Web interactif, où le profil transcriptionnel de n’importe quel gène à n’importe quelle étape du cycle de vie de Plasmodium peut être facilement et librement visualisé.
La source:
Référence du journal:
Réel, E., et al. (2021) Un atlas unicellulaire de Plasmodium falciparum transmission par le moustique. Communications de la nature. doi.org/10.1038/s41467-021-23434-z.
