Functional analysis of apical organelle proteins in Plasmodium sporozoites
Analyse fonctionnelle de protéines des organites apicaux chez les sporozoïtes de Plasmodium
Résumé
Infection with Plasmodium, the parasite responsible for malaria, begins with the inoculation of invasive sporozoites by a female Anopheles mosquito. Sporozoites infect liver cells and develop into merozoites which, once released into the bloodstream, undergo asexual multiplication cycles in red blood cells. Host cell invasion involves the secretion of apical organelles (micronemes and rhoptries) and the formation of a unique structure (moving junction) that leads to the internalization of the parasite within a parasitophorous vacuole. However, the molecular mechanisms involved during invasion of hepatocytes by sporozoites remain unknown. Apical secretory organelles contain proteins specifically expressed in sporozoites (including 6-cysteine domain proteins), and proteins also expressed in merozoites (such as AMA1, RONs or CLAMP), which are involved in the formation of the moving junction. Our work revealed the essential role of a 6-cysteine domain protein, B9, in the invasion of hepatocytes by sporozoites. Using a conditional mutagenesis strategy, we also demonstrated the role of AMA1, RON2, RON4 and CLAMP in sporozoites, not only for hepatocyte invasion in the mammalian host but also for salivary gland colonization in the mosquito. Our results support the hypothesis of a functional compartmentalization of microneme proteins in Plasmodium sporozoites. This work contributes to a better understanding of the molecular mechanisms involved during infection of hepatocytes and identifies new potential targets to block malaria liver infection.
L’infection par Plasmodium, parasite responsable du paludisme, débute par l’inoculation de sporozoïtes invasifs par un moustique Anopheles femelle. Les sporozoïtes infectent des cellules du foie pour s’y développer en mérozoïtes qui une fois libérés dans la circulation sanguine vont se développer dans les érythrocytes. L’invasion des cellules implique la sécrétion d’organites apicaux (micronèmes et rhoptries) et la formation d’une structure particulière (jonction mobile) conduisant à l’internalisation du parasite au sein d’une vacuole parasitophore. Les mécanismes moléculaires impliqués dans l’invasion des hépatocytes par les sporozoïtes restent méconnus. Les organites sécrétoires apicaux contiennent des protéines spécifiquement exprimées chez le sporozoïte (dont des protéines à domaine 6-cystéines), et des protéines également exprimées chez les mérozoïtes (comme AMA1, les RONs ou CLAMP) impliquées dans la formation de la jonction mobile. Nos travaux ont révélé le rôle essentiel d’une protéine à domaine 6-cystéines, B9, dans l’invasion des hépatocytes par les sporozoïtes. L’utilisation d’une stratégie de mutagénèse conditionnelle a permis de démontrer le rôle d’AMA1, RON2, RON4 et CLAMP chez les sporozoïtes, pour l’invasion des hépatocytes chez l’hôte mammifère mais également pour la colonisation des glandes salivaires du moustique. Nos résultats confortent l’hypothèse d’une compartimentation fonctionnelle des protéines micronémales chez les sporozoïtes. Ce travail contribue à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires mis en jeu lors de l’invasion des hépatocytes et identifie de nouvelles cibles potentielles pour bloquer l’invasion du foie par Plasmodium.
Origine : Version validée par le jury (STAR)