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Feb 02, 2024

Les oocystes de Plasmodium berghei possèdent des voies de synthèse et de récupération des acides gras

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 12700 (2023) Citer cet article Détails des mesures Les parasites du paludisme effectuent la synthèse des acides gras (FAS) dans leur organite apicoplaste via une voie bactérienne.

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12700 (2023) Citer cet article

Détails des métriques

Les parasites du paludisme effectuent la synthèse des acides gras (FAS) dans leur organite apicoplaste via une voie enzymatique bactérienne (type II). Chez l'hôte vertébré, les stades exoérythrocytaires de Plasmodium dépendent du FAS, tandis que les stades intraérythrocytaires dépendent de l'élimination des FA de leur environnement. Chez le moustique, les oocystes de P. falciparum expriment et dépendent des enzymes FAS pour la formation des sporozoïtes, mais les oocystes de P. yoelii n'expriment pas et ne dépendent pas des enzymes FAS et dépendent donc du piégeage des FA pour soutenir la sporogonie. Chez P. berghei, les enzymes FAS sont également consommables pour la sporogonie, ce qui indique qu'elles sont conformes au scénario de P. yoelii. Nous montrons ici que P. berghei, de manière inattendue, exprime les enzymes FAS tout au long du développement des oocystes. Ces résultats indiquent que P. berghei peut utiliser le FAS parallèlement au nettoyage des FA pour maximiser la sporogonie et la transmission, et qu'il ressemble plus à P. falciparum qu'on ne le pensait auparavant en ce qui concerne l'acquisition de FA par l'oocyste. La capacité des oocystes à basculer entre le SAF et le charognard pourrait être un facteur important dans la relation non compétitive d'exploitation des ressources entre les parasites Plasmodium et leurs moustiques vecteurs, qui façonnent la virulence du parasite chez l'insecte et le vertébré.

Le paludisme reste une maladie infectieuse potentiellement mortelle causée par une infection par des parasites apicomplexes du genre Plasmodium, P. falciparum étant la plus mortelle parmi plusieurs espèces de parasites humains du paludisme. Les symptômes cliniques sont causés par des parasites asexués au stade sanguin (intraérythrocytaires), dont un faible pourcentage se développent en cellules précurseurs au stade sexuel (gamétocytes) qui facilitent la transmission par les moustiques. La transmission du parasite du paludisme commence par l'absorption de gamétocytes mâles et femelles avec le repas de sang par un moustique femelle. Les principales étapes de développement qui se déroulent à l’intérieur de l’insecte sont : (i) la gamétogenèse et la fécondation dans la lumière de l’intestin moyen ; (ii) transformation des zygotes en formes mobiles allongées appelées ookinètes ; (iii) croisement de l'épithélium de l'intestin moyen par les ookinètes, suivi de leur transformation en jeunes oocystes ; (iv) la croissance et la division des oocystes pour générer des milliers de sporozoïtes, un processus appelé sporogonie ; (v) la sortie des sporozoïtes de l'oocyste et leur colonisation des glandes salivaires des moustiques. Suite à une piqûre réussie de moustique infecté par des sporozoïtes, des parasites asexués au stade hépatique (exoérythrocytaires) se développent à partir desquels de nouvelles infections au stade sanguin sont initiées pour compléter le cycle de vie de Plasmodium.

Les acides gras (AF) sont des composants cellulaires essentiels nécessaires à la biosynthèse des membranes cellulaires et des molécules de signalisation. Les parasites du paludisme acquièrent des FA à la fois par synthèse de novo et par récupération/absorption de leur environnement. La synthèse des acides gras (FAS) à chaîne courte à moyenne est réalisée dans l'organite apicoplastique, un chloroplaste relique, et un allongement supplémentaire des FA (FAE) pour générer des FA à chaîne longue est effectué dans les membranes du réticulum endoplasmique (RE), à l'aide de deux voies enzymatiques parallèles et fonctionnellement liées (Fig. 1)1. Au cœur du SAF se trouve un cycle enzymatique en quatre étapes qui implique : (i) la condensation de la protéine porteuse acyl-acyle (acyl-ACP) avec l'acétoacétyl-ACP, catalysée par l'acyl-ACP élongase (FabB/F, PBANKA_0823800) ; (ii) réduction du cétoacyl-ACP, catalysée par la cétoacyl-ACP réductase (FabG, PBANKA_0823800) ; (iii) déshydratation de l'hydroxyacyl-ACP, catalysée par l'hydroxyacyl-ACP déshydratase (FabZ, PBANKA_1338200) ; (iv) réduction de l'énoyl-ACP, catalysée par l'énoyl-ACP réductase (FabI, PBANKA_1229800) (Fig. 1). FAE utilise une voie enzymatique similaire conduite par un ensemble différent de protéines et employant la coenzyme A (CoA) au lieu de l'ACP comme support acyle (Fig. 1).

Voies enzymatiques impliquées dans la synthèse des acides gras (FAS) et l'élongation (FAE) chez Plasmodium. Les enzymes impliquées dans la catalyse sont indiquées en rouge. FabB/F, acyl-ACP élongase ; FabG, cétoacyl-ACP réductase ; FabZ, hydroxyacyl-ACP déshydratase; FabI, énoyl-ACP réductase; ELO-A/B/C, acyl-CoA élongase A/B/C ; KCR, cétoacyl-CoA réductase ; DEH, hydroxyacyl-CoA déshydratase; ECR, énoyl-CoA réductase.