L'étude, publiée dans Science , détaille les étapes critiques de développement du parasite du paludisme, Plasmodium falciparum, à l'aide du séquençage de l'ARN unicellulaire. Cela donne des informations détaillées sur les étapes de vie de ce parasite à mesure qu'il mûrit, passant d'un état asexué à un état sexuel, ce qui est nécessaire avant que le parasite puisse être transmis aux moustiques.

Les recherches du Wellcome Sanger Institute, du Centre de recherche et de formation sur le paludisme (MRTC) au Mali et d'autres collaborateurs s'ajoutent à l'Atlas des cellules du paludisme disponible gratuitement. L'Atlas fournit des informations aux chercheurs du monde entier pour enquêter et générer des outils permettant de suivre la maladie.

Les nouvelles informations accessibles via le Malaria Cell Atlas peuvent également aider à identifier de nouveaux moyens de bloquer le développement du parasite, notamment grâce à de nouveaux médicaments ou vaccins capables de prévenir la transmission.

Le paludisme est une maladie potentiellement mortelle, avec environ 249 millions de cas et 608 000 décès dans le monde en 2022. Elle est causée par le parasite Plasmodium, P. falciparum étant le type de parasite le plus mortel et le plus répandu sur le continent africain.

P. falciparum est un parasite unicellulaire qui évolue rapidement, ce qui rend difficile le développement de diagnostics, de médicaments et de vaccins durables et efficaces pour s'en protéger. Les parasites du paludisme présentent une grande diversité génétique et les personnes sont fréquemment infectées par plusieurs souches parasitaires différentes. Au Mali, environ 80 % des personnes infectées par le paludisme sont porteuses de plusieurs souches parasitaires génétiquement distinctes.

Les parasites du paludisme se trouvent sous une forme asexuée ou sexuellement développée chez l'hôte humain. La réplication asexuée chez l'homme est à l'origine des symptômes du paludisme, mais pour se transmettre, les parasites doivent se développer et devenir une cellule reproductrice mâle ou femelle, connue sous le nom de gamétocyte.

L'engagement et le développement sexuels sont contrôlés par des facteurs de transcription, qui sont des protéines qui régulent l'activité des gènes. Les formes sexuelles matures du parasite circulent dans la circulation sanguine jusqu'à ce qu'elles soient absorbées par les moustiques.

Dans les dernières recherches menées par l'Institut Wellcome Sanger et le MRTC au Mali, les chercheurs ont utilisé le séquençage d'ARN unicellulaire à lecture longue et à lecture courte pour cartographier les stades de développement sexuel de P. falciparum en laboratoire. Cela leur a permis de suivre les niveaux d'expression des gènes et de mettre en évidence quels gènes sont impliqués dans chaque étape du processus.

L’équipe a ensuite appliqué cette approche aux parasites provenant d’échantillons de sang prélevés sur quatre personnes naturellement infectées par le paludisme au Mali. C'est la première fois que ces technologies sont appliquées à des souches d'infection en temps réel et à une résolution aussi élevée.

En comparant les données de laboratoire avec les données d'infection naturelle, les chercheurs ont découvert des types de cellules parasitaires jamais observés auparavant dans les souches de laboratoire, soulignant l'importance des données du monde réel.

L'équipe a comparé différentes souches naturelles de P. falciparum chez chaque donneur pour identifier les gènes d'intérêt.

Certains des gènes surexprimés dans des souches particulières au cours des stades de développement sexuel sont impliqués dans la survie du parasite chez le moustique, dont un qui joue un rôle dans l'atténuation de l'immunité du moustique. La prochaine étape consistera à évaluer l'impact de ces gènes sur la transmission.

Jesse Rop, co-premier auteur du Wellcome Sanger Institute, a déclaré :« C'est la première fois que nous sommes en mesure de cartographier les stades de développement sexuel des parasites du paludisme dans les souches de laboratoire et naturelles, ce qui nous permet d'avoir un aperçu plus approfondi du problème. similitudes et différences. Nos recherches ont découvert une nouvelle biologie présente dans les souches naturelles qui n'est pas observée dans les souches de laboratoire, améliorant ainsi notre compréhension de la façon dont le paludisme se développe et se propage. "

Le Dr Sunil Dogga, co-premier auteur du Wellcome Sanger Institute, a déclaré :« Notre recherche s'ajoute à l'atlas croissant des cellules du paludisme, offrant une ressource génomique de haute qualité et en libre accès aux chercheurs du monde entier. utilisé par les scientifiques pour mieux comprendre les gènes qu'ils étudient, combiner les efforts de recherche et nous aider à prévenir, contrôler et traiter plus efficacement le paludisme. Travailler ensemble en tant que communauté scientifique est la seule façon de réussir à contrôler et à traiter le paludisme. le paludisme."

Le professeur Abdoulaye Djimdé, co-auteur du Centre de recherche et de formation sur le paludisme de l'Université de Bamako, au Mali, et professeur honoraire de l'Institut Wellcome Sanger, a déclaré :« Le paludisme a un impact mondial énorme, affectant des millions de personnes chaque année, et les tentatives de le combattre contrôler et traiter la maladie sont rapidement surmontés par le parasite. Une meilleure compréhension du cycle de vie du parasite, des gènes impliqués et des facteurs qui les contrôlent peut être vitale pour la recherche en cours sur le paludisme. parasite, qui, s'il était ciblé dans le développement futur de médicaments, pourrait briser le cycle de transmission et aider à minimiser la propagation. "

Le Dr Mara Lawniczak, auteur principal du Wellcome Sanger Institute, a déclaré :« Cette nouvelle orientation du projet Malaria Cell Atlas sur les infections naturelles coïncide avec la première utilisation des vaccins contre le paludisme et avec une augmentation continue de la résistance aux médicaments. le séquençage nous donne une fenêtre sur l'utilisation des gènes des parasites, ce qui n'est possible avec aucune autre approche, tout en fournissant également une compréhension beaucoup plus claire de la diversité génétique des parasites, même au sein d'une même personne. L'Atlas des cellules du paludisme est une ressource que nous espérons devenir. de plus en plus utile sur la voie de l'élimination du paludisme."