Academic literature on the topic 'Paludisme Plasmodium falciparum'

En France, le paludisme grave d’importation concerne environ 12 à 14 % des accès palustres et implique très majoritairement Plasmodium falciparum. À partir de la définition du paludisme grave de l’Organisation mondiale de la santé utilisée en zone d’endémie palustre, la définition française du paludisme grave d’importation de l’adulte a été adaptée aux données et au contexte européens. La prise en charge du paludisme grave est une urgence diagnostique et thérapeutique qui doit être réalisée initialement en réanimation. Le traitement curatif du paludisme grave d’importation repose maintenant sur l’artésunate intraveineux (IV) qui doit être disponible dans chaque hôpital susceptible de recevoir ces patients. Dès lors, la quinine IV devient un traitement de seconde ligne réservé à quelques circonstances. La prise en charge symptomatique des défaillances d’organes est primordiale, notamment au cours des formes les plus sévères. Enfin, aucun traitement adjuvant n’a prouvé, à ce jour, son efficacité en pratique clinique.

Les voyageurs non-immuns et les militaires des pays non endémiques voyageant dans les régions où le paludisme est transmis sont exposés à la maladie pendant ou après leur voyage. Approximativement 25 à 30 millions de voyageurs des régions non tropicales visitent annuellement les pays d'endémie palustre, et environ 30. 000 cas de paludisme clinique sont observés chaque année au retour de ces voyageurs. Dans les Armées françaises,, environ 30 000 militaires français séjournent chaque année en zone intertropicale et sont exposés à des maladies infectieuses. Parmi elles, le paludisme constitue encore une des principales menaces puisque en moyenne 12% des militaires sont infectés par Plasmodium durant leur séjour, sans nécessairement être malade, en dépit de l’application de mesures de lutte antivectorielle collective et individuelle. La prise d’une chimioprophylaxie antipaludique reposant principalement sur la doxycycline (DOX) dans les Armées limite le nombre de cas cliniques de paludisme. Malgré cela, depuis 2002, 3000 accès palustres ont été recensés dans les forces armées. Près des deux tiers des cas étaient associés à une mauvaise observance essentiellement lors du retour en France. Les cas restants pourraient s’expliquer par une diminution de la sensibilité de Plasmodium à la DOX ou à une inadaptation de la posologie. Les objectifs de notre travail étaient de comprendre les mécanismes d’action de cette molécule sur P. Falciparum et d’identifier des déterminants génétiques associés à une diminution de la sensibilité de P. Falciparum à la DOX. Dans la première partie de nos travaux, nous avons étudié les effets in vitro de la DOX sur le protéome de formes asexuées de P. Falciparum au stade schizonte par l’utilisation de deux techniques de protéomique quantitative différentielle la 2D DIGE et l’iTRAQ. Les résultats obtenus suggèrent une action de la DOX au niveau de l’apicoplaste et de la mitochondrie du parasite. Dans une deuxième étude, l’analyse de la distribution des CI50 de DOX chez 747 isolats africains de P. Falciparum par une approche statistique bayésienne mixte nous a permis de mettre en évidence l’existence de trois phénotypes distincts de sensibilité à la DOX. Nous avons pu également établir un seuil de diminution de sensibilité in vitro de P. Falciparum à la DOX égal à 35 μM. Puis, nous avons recherché des génotypes associés aux trois phénotypes précédents par le séquençage de 11 gènes candidats et l’évaluation par PCR quantitative en temps réel du nombre de copies de deux gènes sur 90 isolats africains de P. Falciparum. Nous avons montré qu’un nombre de copie des gènes pfmdt et pftetQ supérieur à un et que la présence d’un nombre de répétitions du motif KYNNNN inférieur à trois dans la protéine TetQ étaient indépendamment associés à une diminution de sensibilité à la DOX
Nonimmune civilians and military personnel traveling in malaria-endemic areas are at risk of malaria transmission and may become clinically ill during or after their travel. Approximately 25–30 million travelers from nontropical regions visit malaria-endemic countries annually, and about 30,000 cases of travel-associated clinical malaria occur each year. Each year, around 30. 000 French soldiers travelling in tropical areas are exposed to infectious diseases. Among them, malaria still represents an important threat as 12% of soldiers are infected by Plasmodium during their travel in spite of the respect of collective and individual protective measures against vector. The antimalarial chemoprophylaxis, mainly doxycycline (DOX) in the French Army, limits the number of clinical cases of malaria. However, since 2002, 3. 000 malaria cases have been reported in our forces. Around two of three were associated with a poor compliance especially after the return in France. The others cases might be explained by a decrease in the susceptibility of Plasmodium to DOX or a non optimal dosage. The aims of our work were to understand the mechanisms of action of DOX in P. Falciparum and to identify genetic determinants associated with a decrease susceptibility of P. Falciparum to DOX. In a first part, we studied the in vitro effects of DOX on P. Falciparum proteome at the asexual schizont stage by using of two differential proteomic technologies 2D DIGE and iTRAQ. Our findings suggest the apicoplast and the mitochondrion as targets for DOX. In a second study, the analysis of the distribution of DOX IC50s for 747 P. Falciparum African isolates by a Bayesian mixture modelling approach allowed us to find three different phenotypes of susceptibility to DOX. The cutoff of reduced susceptibility to DOX in vitro could be estimated to be 35μM. Then, we looked for genotypes associated with the three precedent phenotypes by sequencing eleven candidate genes and evaluating the copy numbers of two genes by quantitative real time PCR in 90 P. Falciparum African isolates. We have shown that pfmdt copy number > 1, pftetQ copy number > 1 and KYNNNN amino acid motif repetitions < 3 in TetQ protein were independently associated with decreased susceptibility to DOX

La pompe ATPase Ca2+ du réticulum sarco-endoplasmique Plasmodium falciparum (PfATP6) est une protéine de dix transmembranes, impliqué dans la régulation de l'homéostasie du calcium dans le parasite. L'importance d'étudier cette protéine repose sur l'hypothèse d'être engagé dans le mécanisme d'action et de résistance des artémisinines. Des travaux précédents, fondé sur l'expression hétérologue dans des ovocytes de Xenopus laevis et Saccharomyces cerevisiae, ont montré des résultats opposés, générant de nombreux corollaires vérifiables. Par conséquent, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour mieux comprendre la nature des interactions entre les artémisinines et transporteurs de type SERCA.Afin d'évaluer le caractère essentiel du gène de Plasmodium spp., une approche de génétique inverse a été utilisée. Knockout du gène, soit P. falciparum et berghei, ne pouvant pas être obtenu. La complémentation de sauvetage épisomique a été jugée impossible. Marquage à la fin 3' de PfATP6 et PbATP6 a été, également, tenté pour étudier la localisation et l'expression de la protéine chez les parasites. La manipulation des gènes à cette place n'a pas permis la survie du parasite. Nos résultats, pris ensemble, montrent que ATP6 est essentiel dans Plasmodium spp..Au cours de nos études génétiques, un phénotype stable et particulier de parasites du genre Plasmodium falciparum 3D7 a été distingué. Les étranges parasites “monstres" contiennent une vacuole digestive inhabituelle gonflées à travers toutes les étapes du développement du parasite. Caractérisation de l'insolite Plasmodium a été réalisée, montrant une sensibilité accrue à la chloroquine, mais pas à l'artémisinine ou de la méfloquine. Tenant compte de la similitude du PfATP6 avec la pompe SERCA orthologue mammifère, de nouvelles molécules, connu et synthétisé pour cibler spécifiquement la protéine chez les mammifères, ont été testés sur P. falciparum. Quatre classes différentes de composés (sHA 14-1, BHQ, chalcone et des analogues de l'ACP) a montré le blocage de la croissance in vitro du P. falciparum 3D7 et Dd2 à des concentrations inférieure au range micromolaire. En outre, une nouvelle classe de molécules (thaperoxides), conçu comme un hybride entre l'artémisinine et thapsigargine, a été testé contre le type sauvage 7G8 et la ligne muté L263E. Ce dernier porte une mutation ponctuelle unique de nucléotides dans PfATP6, déjà connu d'être impliqué dans la résistance du l'artémisinine.Compte tenu de la difficulté à manipuler les gènes du parasite, et afin de mieux caractériser PfATP6, un gène synthétique a été optimisé pour l'expression hétérologue chez S. cerevisiae. De cette façon, la complémentation d'une ligne de levure mutée (K616) sans les pompes endogènes Ca2+ de type P a été permis avec succès, montrant le sauvetage de la croissance de la levure en présence de forte concentration de calcium libre. Différents inhibiteurs de SERCA, comme la thapsigargine et l'acide cyclopiazonique, ont été testés sur la levure complémenté K616 PfATP6, afin de vérifier l'inhibition de la croissance. Tous les composés ont bloqué la croissance de levure sélectivement ciblant le PfATP6. En outre, le test a été développé comme un criblage de haute performance, afin de tester de nouvelles molécules pour leur activité. La méthode s'est révélée être un outil rapide et très fiable et reproductible pour l'identification de nouveaux composés actifs
The Plasmodium falciparum sarco-endoplasmic reticulum ATPase Ca2+ pump (PfATP6) is a ten transmembrane protein involved in the regulation of the calcium homeostasis in the parasite. The importance of studying this protein relies on the fact that it has been hypothesized to be involved in the mechanism of action and resistance of artemisinins. Previous works, based on heterologous expression in Xenopus laevis oocytes and Saccharomyces cerevisiae, have shown contrasting results, generating many testable corollaries. Therefore, further work is needed to better understand the nature of interactions between artemisinins and SERCA-type transporters.In order to assess the essentiality of the gene in Plasmodium spp., a reverse genetics approach has been used. Knockout of the gene, in either P. falciparum and berghei, could not be achieved. Complementation for episomal rescue was found to be not possible. Tagging at the 3' end of PfATP6 and PbATP6 has been, also, attempted to study localization and expression of the protein in parasites. Manipulation of the gene at this position did not permit parasite survival. Our results, taken together, show that ATP6 is essential in Plasmodium spp..During our genetic studies, a stable and peculiar phenotype of Plasmodium falciparum 3D7 parasites has been noticed. The odd “monster” parasites contain an unusual swollen food vacuole throughout all stages of parasite development. Characterization of the unusual Plasmodium has been carried out, showing an increased sensitivity to chloroquine, but not to artemisinin or mefloquine. Taking into account the similarity of PfATP6 with the mammalian orthologue SERCA pump, new molecules, designed and synthesized to specifically target the mammalian protein, were tested on P. falciparum parasites. Four different classes of compounds (sHA 14-1, BHQ, chalcone and CPA analogues) showed to inhibit P. falciparum 3D7 and Dd2 growth in vitro at concentrations in the lower micromolar range. In addition, a novel class of molecules (thaperoxides), designed as an hybrid between artemisinin and thapsigargin, has been tested against 7G8 wild type and mutated L263E line. The latter carries a single nucleotide point mutation in PfATP6 that has been previously shown to be involved in artemisinin resistance. Considering the difficulty in manipulating the gene in the parasite and in order to better characterize PfATP6, a synthetic gene was optimized for heterologous expression in S. cerevisiae. This enabled successful complementation of a mutated yeast line (K616) lacking the endogenous P-type Ca2+ pumps, showing rescue of the yeast growth in presence of high concentration of free calcium. Different SERCA inhibitors, such as thapsigargin and cyclopiazonic acid, have been tested on K616 PfATP6 complemented yeast, in order to check for growth inhibition. All compounds showed to inhibit yeast growth selectively targeting PfATP6. In addition, the assay has been developed as a high throughput screening, in order to test new molecules for their activity. The method has proved to be a fast, highly reliable and reproducible tool for identification of new active compounds

Le paludisme reste une des principales causes de mortalité infantile dans le monde tropical. L'émergence continue des résistances du parasite aux anti-paludiques constitue un sérieux problème de santé publique. La recherche de nouvelles cibles thérapeutiques, basée sur une connaissance plus approfondie des mécanismes moléculaires de la vie du parasite, est une nécessité permanente dans un paradigme de « reine rouge » qui s'applique parfaitement à la capacité d'adaptation du parasite. La découverte récente d'une métacaspase de Plasmodium falciparum (PfMCA1) et la mise en évidence de son rôle potentiel dans l'apoptose du parasite, fait qu'elle est une cible thérapeutique contre le paludisme. Dans le but de mieux approfondir les connaissances sur cette protéine cible, nous avons voulu, dans un premier temps, déterminer la structure tridimensionnelle de PfMCA1, afin de confirmer les différentes structures prédites in silico, et chercher de nouvelles molécules candidates par le docking moléculaire. Cependant cet objectif n'a pas pu être atteint, à cause d'un phénomène d'autoclivage de la protéine suite à son expression, ce qui fait que nous n'avons pas réussi à récupérer la protéine. Dans un second temps, nous avons étudié la métacaspase de Plasmodium vivax (PvMCA1) en comparaison avec PfMCA1, et nous avons montré que les résidus histidine et cystéine dans la dyade catalytique sont bien conservés. Nous avons identifié un deuxième site potentiel dans le domaine catalytique de PvMCA1. A partir d'échantillons collectés en Mauritanie, au Soudan et à Oman, nous avons montré que les résidus histidine et cystéine, ainsi, que les résidus du second site du domaine catalytique de PvMCA1 sont très variables. Les mutations de ces résidus doivent faire l'objet d'étude approfondie de leurs effets sur la fonction de la protéine PvMCA1. Ce polymorphisme trouvé dans les résidus catalytiques de PvMCA1, doit-être évalué comme marqueurs moléculaires de résistance
Malaria remains one of the main causes of infant mortality in the tropical world.The continuous emergence of parasite resistant to drug treatment is a serious threat to public health. Exploring new therapeutics targets based on depth knowledge on molecular mechanism of the parasite’s life is utmost needed in a paradigm of « red queen», which applies perfectly on the ability of the parasitic adaptation. The recent discovery of metacaspase of Plasmodium falciparum (PfMCA1) and the demonstration of its potential role in apoptosis, make it a therapeutic target against malaria. In order to increase knowledge about this protein, we planned, to determine the three-dimensional structure of PfMCA1, to confirm the different structures predicted in silico, and to look for new drug using molecular docking. However, this goal was not reached, since autoprocessing occurred during expression, and we failed to obtain the full-length protein. Then we studied the metacaspase of Plasmodium vivax (PvMCA1) in comparison with PfMCA1 and, we shown that histidine and cysteine residues in the dyad catalytic are well conserved. We have identified a second potential site in the catalytic domain of PvMCA1. We shown that residues in both putative sites are highly polymorphic in samples from Mauritania, Sudan and Oman. Mutations on these residues need to be deeply studied for their effects on the PvMCA1 function. This polymorphism found in catalytic residues of PvMCA1should be evaluated as new molecular marker of resistance