Academic literature on the topic 'Plasmodium falciparum – Génétique'

Nous avons analyse par electrophorese d'isoenzymes (7 a 12 loci) le polymorphisme genetique de 5 populations (113 stocks) du plasmodium falciparum, l'agent de la forme la plus severe de paludisme. Les resultats ont ete interpretes en termes de genetique des populations, dans le but d'analyser la structure des populations naturelles de ce parasite. Un fort desequilibre de liaison apparait dans trois des populations etudiees, ainsi que dans l'echantillon global. Une quatrieme population montre egalement des indices de desequilibre, quoique dans une moindre mesure. Une seule serie n'a montre aucune deviation par rapport aux predictions de la panmixie. Ces resultats ne sont explicables, ni par la structuration geographique des populations, ni par la selection naturelle. L'hypothese la plus parcimonieuse pour rendre compte de nos donnees est l'existence d'une propagation uniparentale chez p. Falciparum dans certaines circonstances. De forts indices d'autofecondation peuvent expliquer ce resultat. La structure des populations naturelles de plasmodium falciparum et le mode de reproduction du parasite ont des consequences importantes sur l'epidemiologie de la maladie. Le modele subclonal ou partiellement clonal que nous proposons ici est radicalement different, quant a ses implications taxonomiques et epidemiologiques, du modele potentiellement panmictique qui avait ete propose pour p. Falciparum. En effet, si des lignees parasitaires subissent une propagation uniparentale, elles se comportent comme des clones, et gardent intactes leurs caracteristiques genetiques d'une generation a l'autre, tandis que le patrimoine genetique de chaque genotype fait l'objet d'un brassage energique a chaque generation dans le cas du modele potentiellement panmictique. Les problemes poses sont: (a) la nature du processus de reproduction uniparentale; (b) l'importance respective des cycles sexues et asexues; (c) la stabilite dans l'espace et dans le temps des lignees uniparentales

La réponse immune dirigée contre Plasmodium falciparum, agent causal du paludisme chez l’homme, est le résultat de plusieurs milliers d’années de co-évolution entre le parasite et son hôte. Les cellules natural killer (NK) sont des lymphocytes cytolytiques innés, capables de produire des cytokines en réponse à l’infection. A la fois chez l’homme et la souris, elles apparaissent être une source majeure d’IFN- au tout début de l’infection palustre. Notre étude visait à décortiquer les bases moléculaires et cellulaires, ainsi que les conséquences fonctionnelles de l’activation des cellules NK au cours de cette parasitose. Nos résultats ont révélé une interaction sélective entre les cellules NK et les macrophages pour la production d’IFN- et indiquent que ces cellules seraient impliquées dans l’activation et le recrutement d’autres types cellulaires dans des lieux stratégiques. Notre travail pose des bases solides pour un nouveau champ d’investigation dans la biologie de ces lymphocytes
Immune response against Plasmodium falciparum, a causative agent of human malaria, is the result of several thousand years of co-evolution between the parasite and its host. Natural killer (NK) cells are innate cytolytic lymphocytes that produce proinflammatory cytokines in response to infection. In both mouse and human models of malaria, NK cells appear to be a major source of IFN- during the early phase of infection. Here we dissect the cellular and molecular requirements as well as the functional consequences of NK cell activation during this infection. Our study documents a selective interaction between NK cells and macrophages during parasite infection for the production of IFN-. In addition, our results support a role for NK cell cytokines in the recruitment and the activation of other cells during the course of infection. If our work does not provide any definitive result, it offers a strong basis for a new way of research in NK cell biology

Plasmodium falciparum possède un cycle complexe comprenant plusieurs stades morphologiquement et métaboliquement différents et l'expression des gènes dans ces stades estfinement régulée, particulièrement au niveau de la transcription. Dans la régulation de la transcription des Eucaryotes, la formation du complexe général de l'ARN polymérase II est une étape clé. La plupart des facteurs de transcription généraux associés à l'ARN polymérase II ont pu être identifiés chez P. Falciparum par les études prédictives, dont deux TAFs (TBP-associated factors) composant le TFIID, PfTAF7 et PfTAF10. Néanmoins, plusieurs protéines du TFIID semblent absentes dans le génome parasitaire. Nous avons donc entrepris de caractériser les fonctions biologiques de ces deux TAFs putatives afm de valider ou infirmer la fonctionnalité d'un TFIID chez le parasite. Les études de précipitation des partenaires hétérologues ont révélé que la fonction de PfTAF10 semble conservée chez le parasite tandis que PfTAF7 est incapable de précipiter ses partenaires du TFIID. Les études de localisation de PfTAF7 semblent également en contradiction avec une fonction de facteur de transcription, mais tous les stades parasitaires n'ont pu être étudiés. Les nouvelles études prédictives et la localisation de PfTAF7 suggèrent que cette protéine pourrait être une métalloprotéase. L'absence de conservation de PfTAF7 et d'autres TAFs du TFIID dans P. Falciparum suggère que le TFIID parasitaire pourrait être différent de son homologue chez les Eucaryotes supérieurs.

Au cours de leur développement chez l’homme, Plasmodium et Toxoplasma subissent un choc oxydant qui peut entraîner un effet létal. Pour se défendre, ils possèdent un système antioxydant, constitué essentiellement d’enzymes telle que la superoxyde dismutase (SOD). Contrairement aux autres eucaryotes qui possèdent deux SOD, une SOD à manganèse mitochondriale et une SOD à cuivre-zinc cytoplasmique, de nombreux protistes possèdent une ou plusieurs SOD à fer (FeSOD). Cette spécificité permet de considérer les FeSOD des protistes comme une cible thérapeutique potentielle. Il apparaît donc important de caractériser ces enzymes, d’étudier leur fonction, leur régulation et leur polymorphisme. Nous avons étudié les FeSOD1 cytoplasmiques de Plasmodium falciparum et de Toxoplasma gondii. L’étude de la régulation du gène PfsodB1 de P. Falciparum a été abordée par l’analyse de séquences régulatrices potentielles du type fur box, du rôle des régions flanquantes 5’ et 3’ dans la transcription du gène et de l’influence de facteurs externes ; L’étude de la fonction de l’enzyme par inactivation du gène ou production d’un antimessager n’a pas abouti à l’isolement de mutants viables nuls ou exprimant l’antimessager. Le polymorphisme du gène TgsodB1 de T. Gondii a été étudié à partir d’isolats de diverses origines. Deux génotypes différents sont observés et permettent de distinguer deux groupes de parasites, l’un correspondant aux isolats virulents chez la souris et l’autre aux isolats majoritairement non virulents chez la souris. Une variation du gène est observée en fonction des génotypes et des conditions de culture des parasites. L’enzyme est conservée, aucune mutation critique pour son activité ou sa stabilité n’est mise en évidence
During their development at the man, Plasmodium and Toxoplasma undergo an oxidative stress which can involve a lethal effect. To defed themself, they have an antioxydant system, primarily made up of enzymes such as te superoxyde dismutase (SOD). Contrary to the others eucaryotes which have two SOD, a mitochondrial SOD with manganese and a cytosolic SOD with copper-zinc, many protists have one or more SOD with iron (FeSOD). This specificity makes it possible to regard FeSOD of the pathogenic protists as a potential therapeutic target. It thus appears important to characterize these enzymes, to study their function, their regulation and their polymorphism. We studied the cytosolic FeSOD1 of Plasmodium falciparum and Toxoplasma gondii. The study of the regulation of the gene PfsodB1 of P. Falciparum was approached by the analysis of potential regulating sequences of the type fur box, of the role of the flanking regions 5’ and 3’ in the transcription of gene and the influence of external factors. The study of the function of the enzyme by inactivation of the gene or production of an antisens ARNm did not lead to the obtention of null viable mutants or expressing the antisens. The polymorphism of the TgsodB1 de T. Gondii was studied from isolates of various origins. Two different genotypes were observed and make it possible to distinguish two groups from parasites, one corresponding to the virulent isolates in the mouse and the other with the nonvirulent isolates mainly in the mouse. A variation of the gene was observed according to the genotypes and the conditions of culture of the parasites. The enzyme was conserved, no critical change for its activity or its stability is not highlighted

L'identification de nouvelles potentielles, impliquées dans des étapes clés du cycle biologique de P. Falciparum est devenue essentielle pour concevoir de nouvelles molécules inhibitrices du développement du parasite. Un gène en copie unique a été identifie par immunocriblage d'une banque génomique d'expression de la souche FcB1 de P. Falciparum. Sa séquence présente une phase ouverte de lecture unique et sans intron de 3171 pb, elle possède les caractéristiques (richesse en A+T et usages des codons) de P. Falciparum. Ce gène est exprimé dans les stades érythrocytaires (ARN de 4 kb). Il code pour une protéine de 122 kDa, présentant des similitudes importantes avec les aminopeptidases n d'escherichia coli et haemophilius influenza et significatives avec plusieurs autres aminopeptidases procaryotes et eucaryotes. Elle contient la séquence canonique HExxHx18, caractéristique des zinc-metallopeptidases de la famille m1, et le motif gamen, caractéristique des aminopeptidases de cette famille. La proteine correspondant au produit du gene a été identifiée dans des extraits solubles des stades schizontes erythrocytaires de p. Falciparum, la leucyl-aminopeptidase. Elle correspond à une protéine de 120 kDa et une forme probablement maturée de 68 kDa. In vitro, des formes de maturation supplémentaire de 105 kda et 96 kda sont également mises en évidence. Toutes ces formes sont reconnues par l'anticorps ayant servi à immunocribler la banque ainsi qu'un anticorps dirige contre une séquence peptidique déduite de la séquence du gène. La leucyl-aminopeptidase possède un large spectre d'hydrolyse, clivant les substrats L-Leu> Arg-> Ala-AMC, avec un pH optimal d'activité neutre. Son profil d'inhibition avec différents inhibiteurs de protéases la caractérise comme metallo-aminopeptidase du type N, ce qui est en accord avec les prédictions réalisées à partir de l'analyse de la séquence du gène

L’ARN polymérase II de Plasmodium falciparum, parasite responsable de la forme la plus grave du paludisme, catalyse la transcription des gènes codant les protéines. Nous avons identifié, dans le génome de cet eucaryote apicomplexe, des séquences codant potentiellement les douze sous-unités de l’enzyme parasitaire. Ces séquences ont été clonées par reconstitution génique. Nous avons caractérisé génétiquement l’ARN polymérase II de Plasmodium falciparum en réalisant des tests de complémentation fonctionnelle des sous-unités de ce complexe enzymatique. Nos résultats indiquent que les sous-unités PfRPB4-5-7-9 et 12 codent des protéines capables de remplacer leurs homologues chez la levure Saccharomyces cerevisiae. Ces sous-unités sont bien des orthologues des protéines de levure. De fait, nous avons construit des lignées de levures exprimant de façon stable des protéines de Plasmodium falciparum. Par ailleurs, Les sous-unités PfRPB3-6-8-10 et 11 ne complémentent pas. Nous avons construit des souches viables de levures dont le site de fixation de l’alpha-amanitine sur leur ARN polymérase II est «plasmodifié» ou «humanisé». Un crible de chimiothèque réalisé à l’aide de ces levures ne nous a pas permis d’identifier des molécules capables d’inhiber sélectivement les levures «plasmodifiées». Cependant nous avons mis au point un test cellulaire simple et dont la mise en oeuvre est aisée et permettra l’identification de molécules capables de bloquer l’activité transcriptionnelle de l’enzyme du parasite. De telles drogues constitueront le point de départ vers la mise au point d’une nouvelle classe d’antipaludiques. Enfin, des expériences de double hybride chez la levure ont permis de montrer que la sous-unité hRPB11a de l’ARN polymérase II humaine, contrairement à son homologue de levure, est capable former un homodimère. Ceci est confirmé par des profils de diffraction, à une résolution de 3,4 Å, de cristaux de hRPB11. Ces derniers résultats constituent une contribution importante aux efforts de la communauté scientifique pour l’élucidation de la structure tridimensionnelle de l’ARN polymérase II humaine
The parasite Plasmodium falciparum is the causative agent of the most burdensome form of human malaria. His RNA polymerase II (RNAPII) is responsible for transcription of protein coding genes. The sequencing of the full genome of the parasite enabled us to recover a complete set of genes sequences encoding the putative RNAPII subunits of the parasite. We have cloned those subunits by genetic reconstitution. We investigated the functional conservation of the Plasmodium RNAPII subunits using a genetic test in the yeast Saccharomyces cerevisiae. The subunits PfRPB4-5-7-9 and 12 can complement defective yeast mutants. Those results demonstrate that those subunits are orthologs of yeast conterparts. We establish then some stable yeast strains expressing Plasmodium proteins. No interspecific complementation was observed for the subunits PfRPB3-6-8-10-11. We construct viable yeast strain where the residus implicated in the interaction of the mushrom toxin alpha-amanitin where substituted by their homologs in Plasmodium and human. We screen those strains with a chemical compounds library. We don’t find any drug enable to distinguish the modified strains from wild-type one. But this screen, consisting in a simple cellular test and easy to perform, could permit to identify drugs that inhibit the transcriptional activity of the parasite enzyme. Those chemical compounds will the fist step towards the discovery of a potential new class of antimalarials drugs. In this work, we also study the human RNA polymerase II (RNAPII) hRPB11a subunit. We performed an interaction analysis using the two hybrid-system in yeast. The results confirmed that hRPB11a was indeed capable of interacting with itself. We were able to crystallise the purified hRPB11a subunit. The X-ray diffraction patterns at 3,4 Å resolution allows to infer the structure of an homodimer of the hRPB11a protein

Le Cambodge présente la particularité d’être endémique pour les quatre espèces de Plasmodium infectant l’Homme et d’avoir de fortes prévalences de maladies héréditaires du globule rouge. Des mutations touchant l’hémoglobine comme l’hémoglobine E et d’autres comme le déficit en G6PD (au travers notamment de la mutation G6PD Viangchan) y ont été identifiées. En 2001, la politique national de lutte contre le paludisme a été mise en place dans le Rattanakiri, province du Nord-est du Cambodge. Celle-ci repose sur l’utilisation des tests rapides pour le diagnostic des accès palustres en formant du personnel local, les « Village Malaria Worker », l’utilisation d’ACT et la distribution de moustiquaires imprégnées d’insecticide. Nos travaux reposent sur deux études transversales menées dans huit villages avant et après la mise en place du programme de lutte (respectivement en 2001 et 2002) dans cette région de forte endémie palustre. Ce travail de thèse a permis de mettre au point une méthode moléculaire rapide de diagnostic des infections plasmodiales utilisable à large échelle et d’établir les limites de la mise au point et de l’utilisation de puces à ADN dans ce type d’emploi. L’utilisation de cette nouvelle technique a permis de mieux caractériser les infections plasmodiales dans une zone reculée du Cambodge où elles sont beaucoup plus fréquentes que ne le laissait penser la microscopie ou qu’auraient pu l’objectiver les tests rapides. Notre travail a donc souligné la difficulté du défi que constitue l’élimination de ces infections plasmodiales par dépistage et traitement systématique, objectif actuellement affiché par les autorités sanitaires locales et internationales. Nos travaux de génotypage humain ont enfin permis de révéler des taux de prévalence élevés de portage de l’hémoglobine E et, dans certaines communautés, de mutations du gène de la G6PD. Cette dernière anomalie génétique peut poser un problème de sécurité au déploiement de l’utilisation de la primaquine sans dépistage des déficits en G6PD ou d’élimination des infections à P. Vivax faute d’utilisation de la primaquine
Cambodia has the characteristic of being an endemic country for all four Plasmodium species pathogenic for human, as well as being characterised by high prevalence of red blood cell illnesses. Hemoglobin mutation, as hemoglobin E, and other G6PD deficiencies (Viangchan mutation) have been identified. In 2001, a national health policy against malaria has been set up in the North-East province of Cambodia, Rattanakiri. Such polity consists of: staff training (known as Village Malaria Worker) on the use of diagnostic rapid tests for malaria, the use of ACT, and the distribution of impregnated bednets. Our work consists of two transversal studies conducted in eight villages in such high endemic region, before and after the health policy took place (2001 and 2002 respectively). The present thesis work allowed us to set up a rapid molecular methodology for the diagnosis of Plasmodium infection on large scale, and the evaluation of DNA microarray use limits in such application. The use of this new molecular technique gave us the opportunity of better characterise Plasmodium infections in this isolated area of Cambodia, where they are much more frequent than shown by microscopy or rapid test. Moreover, our work highlighted the challenge of infection reduction by mass screening and treatment policy in Cambodia. Finally, the human genotyping study highlighted the high prevalence of hemoglobin E and, in some communities, G6PD Viangchan mutation. This last genetic abnormality could represent a problem for primaquine use without concurrent screening for G6PD deficiency

La protection contre le paludisme, conférée par les hémoglobinopathies (HbS et HbC), a été bien définie mais les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-jacents restent méconnus. Un des mécanismes proposés, implique une présentation anormale des PfEMP1 à la surface des globules rouges infectés et a été associé à une diminution de l’expression de surface de ces PfEMP1 causant une diminution de l’adhérence des globules rouges parasités (GRp) aux cellules de l’endothélium vasculaire. Dans une étude de cohorte de femmes enceintes au Bénin, nous avons premièrement montré que le génotype HbAC et non HbAS était associé à un poids de naissance plus élevé des nouveau-nés parmi les femmes ayant souffert de paludisme gestationnel. PfEMP1-VAR2CSA est le ligand parasitaire principal interagissant avec la CSA placentaire et joue donc un rôle primordial dans le paludisme gestationnel. Nous avons étudié la capacité de parasites exprimant VAR2CSA et cultivés dans des globules rouges HbAS et HbAC à adhérer à la CSA.Bien que nous ayons observé une diminution de l’adhérence pour les GRp HbAS et HbAC en comparaison aux GRp HbAA, nous n’avons observé aucune différence d’expression de surface de VAR2CSA. Cela pourrait suggérer que VAR2CSA est moins fonctionnel dans les globules rouges de patients porteurs d’hémoglobinopathies. Nous avons ensuite initié une étude de transcriptome différentiel durant la croissance asexuée du parasite en globule rouge HbAA, HbAS et HbAC. Bien que très peu de gènes aient été trouvés différentiellement exprimés entre les parasites HbAA et les parasites HbAC, l’expression d’un grand nombre de gènes s’avère différente entre les parasites HbAS et HbAA
Malaria protection conferred by hemoglobinopathies (HbS or HbC hemoglobin polymorphisms) is well established, but the underlying molecular and cellular mechanisms remain largely unknown. One proposed protective mechanism involves the abnormal display of PfEMP1 on the surface of infected erythrocytes (IEs), and has been associated with reduced surface levels of PfEMP1 and knob density, in turn leading to decreased IEs binding to endothelial receptors.Adhesion of IEs to placental chondroitin sulfate A (CSA) is a central pathological process in placental (PM) malaria, predominantly operated by the VAR2CSA-PfEMP1. In a cohort study on pregnant women from Benin, we reported that HbAC but not HbAS maternal genotype is associated with higher new-born birthweight among women with PM. We examined the ability of VAR2CSA-expressing IEs grown in HbAS and HbAC erythrocytes to cytoadhere to CSA and assessed VAR2CSA surface expression. Although we observed a significant decrease of cytoadhesion, VAR2CSA surface expression was unchanged in the HbAS and HbAC erythrocytes. This suggested that VAR2CSA might be less functional in IEs derived from patients with hemoglobinopathies. We further initiated a differential transcriptomic analysis during asexual growth (10, 20, 30 and 40 h post-invasion) using high-throughput RNA sequencing of NF54 parasites expressing VAR2CSA grown in HbAA, HbAS or HbAC erythrocytes. Although, few genes were differentially transcribed between parasites grown in HbAA and HbAC red cells, a high number of genes were differentially transcribed between parasites grown in HbAA and HbAS. Overall, our study provides an important stepping-stone towards the understanding of protective mechanisms associated with hemoglobinopathies