Santé

Les secrets du paludisme décryptés par microscopie de super-résolution

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Visualiser l'entrée du parasite du paludisme dans un globule rouge humain, dans les moindres détails moléculaires, c'est l'exploit qu'ont réalisé une équipe de chercheurs australiens. Cette avancée pourrait permettre d'imaginer des traitements qui cibleront cette étape pour lutter contre la maladie.

L'entrée du parasite du paludisme dans les globules rouges est une étape qui a pu être visualisée au microscope de super-résolution. © DR

Alors que des stratégies diverses et variées sont imaginées pour lutter contre le paludisme, la maladie n'en reste pas moins un fléau mondial. Ni les moustiques OGM, ni les vaccins à venir n'ont pour l'instant permis d'éradiquer la maladie, malgré une amélioration néanmoins visible de la situation au cours de la dernière décennie. Pire, la résistance du parasite aux traitements disponibles est un danger supplémentaire pour les 2 milliards de personnes exposées au risque de contamination.

De nouveaux traitements sont donc toujours les bienvenus, si possible en variant au maximum leur spectre d'action. D'après un article paru dans la revue Cell Host and Microbe, les espoirs renaissent puisque l'on peut désormais envisager d'empêcher l'entrée de Plasmodium, le parasite du paludisme, dans les hématies, une étape clé dans l'établissement de la maladie pour l'Homme puisque ce parasite doit obligatoirement rentrer dans un globule rouge pour pouvoir assurer son cycle de reproduction.

Une technique d'imagerie révolutionnaire

C'est justement cette étape qui vient d'être mieux caractérisée grâce à des chercheurs de l'Université de Melbourne en Australie, et qui pourrait donc être le premier pas vers la création de nouveaux médicaments antipaludiques. Mais ce n'était pas gagné d'avance, car l'observation précise de cette étape est semée d'embuches. D'abord, le mérozoïte (la cellule infectieuse) de Plasmodium mesure environ 1 micromètre, donc il n'est pas facile de le repérer. Ensuite, l'entrée du Plasmodium dans les hématies n'est pas une étape synchronisée pour toutes les cellules.

Il est donc difficile pour les scientifiques d'observer en temps réel la colonisation des cellules, au cours d'expériences in vitro. Les premières données, datant d'une quarantaine d'années, ont bien permis d'y voir plus clair, notamment dans la morphologie des étapes d'invasion des mérozoïtes, mais uniquement chez les singes ou les oiseaux.

Chronologie de l'entrée du parasite dans le globule rouge, du stade le plus précoce (early) au plus tardif (<10min). L'ADN (en bleu) se dirige vers la cellule sanguine (vers la droite) et passe au travers du pore (vert et rouge). © Cell Host and Microbe

C'est l'utilisation d'une nouvelle technique d'imagerie qui a permis de faire progresser les connaissances du parasite chez l'Homme. Elle combine la microscopie électronique, optique et surtout une microscopie récente et très prometteuse, dite de super-résolution (OMX 3D SIM). Celle-ci permet de visualiser des objets à l'échelle nanométrique, comme le fait un microscope électronique, mais tout en gardant l'avantage de l'observation de mouvements, permis par la microscopie optique, et de la visualisation d'objets spécifiques par fluorescence.

Premier pas pour tester de nouvelles molécules

Grâce à ces outils, la série d'événements qui se produisent au cours de cette étape cruciale a alors pu être visualisée en temps réel d'un point de vue cellulaire et moléculaire. Le marquage par immunofluorescence de l'ADN du mérozoïte en bleu, des protéines RON (rhoptry neck proteins) en vert et des protéines AMA1 (apical membrane antigen 1) en rouge permet de comprendre la chronologie des événements. Au microscope, on observe un point vert associé à un point rouge, qui s'ouvre tous deux en couronne, laissant passer une masse bleue. Les scientifiques déduisent donc que les protéines AMA1 et RON, qui interagissent entre elles, ouvrent une fenêtre pour laisser entrer le parasite dans la cellule.

En plus du défi technique que cela représentait, et des perspectives pour la recherche en biologie moléculaire en général (notamment en ce qui concerne les interactions hôte-microbe), l'observation de cette étape importante de la maladie permettra à l'avenir de tester des molécules et d'observer leur effet sur l'inhibition de ce mécanisme.

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