L'étude, publiée aujourd'hui dans la revue Nature Communications, a révélé que le fer favorise la croissance et la virulence du parasite du paludisme, Plasmodium falciparum, grâce à la modulation d'une protéine hôte appelée hème oxygénase-1 ou HO-1.
Les régimes alimentaires riches en fer et la supplémentation en fer par voie intraveineuse ont été associés à une incidence accrue du paludisme, à la parasitémie et à des maladies graves dans plusieurs études épidémiologiques. Les femmes enceintes, avec leurs besoins accrus en fer, courent un plus grand risque de développer une anémie ainsi qu'un paludisme grave, ce qui souligne la nécessité de comprendre la relation entre le statut en fer, HO-1 et la pathogenèse du paludisme.
"Les parasites du paludisme utilisent l'hème dérivé de l'hôte provenant de la digestion de l'hémoglobine pour leur croissance et leur développement, et l'hème libre a des effets délétères sur l'hôte", a déclaré l'auteur correspondant, le Dr Elizabeth Winzeler. "Des travaux antérieurs de notre laboratoire ont identifié HO-1 comme une protéine hôte essentielle qui dégrade l'hème pour réduire les effets toxiques de l'hème libre et prévenir le paludisme grave chez la souris. Dans la présente étude, nous avons cherché à déterminer comment le statut en fer pourrait moduler ces processus. "
Les chercheurs ont découvert que la disponibilité du fer augmente l’expression de HO-1 dans les macrophages, cellules jouant un rôle important dans la réponse immunitaire au paludisme. L'expression de HO-1 a été renforcée par l'induction fer-dépendante du facteur de transcription Nrf2, qui régule l'expression de divers gènes impliqués dans la défense cellulaire contre le stress oxydatif.
L'expression accrue de HO-1 a conduit à une production accrue de biliverdine, qui est un produit de la dégradation de l'hème. La biliverdine peut être convertie en bilirubine, qui possède des propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires.
Les chercheurs ont découvert que le traitement à la bilirubine réduisait la croissance des parasites du paludisme in vitro et in vivo. En outre, ils ont constaté que les souris présentant des niveaux plus élevés de HO-1 et de biliverdine étaient plus résistantes à l’infection palustre.
Ces résultats suggèrent que l'expression de HO-1 induite par le fer et la production de biliverdine pourraient être des mécanismes importants par lesquels le fer favorise la croissance et la virulence de P. falciparum et que HO-1 et la biliverdine pourraient représenter de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement du paludisme.
"Des recherches plus approfondies sont nécessaires pour déterminer si l'induction de HO-1 et la production de biliverdine pourraient être ciblées thérapeutiquement pour traiter ou prévenir le paludisme, en particulier chez les patients présentant une surcharge en fer ou pendant la grossesse", a déclaré Winzeler. "L'expression de HO-1 et la production de biliverdine pourraient également servir de biomarqueurs pour surveiller la progression du paludisme et la réponse au traitement."
