Mécanisme moléculaire de l'inhibition de l'érythropoïèse induite par les parasites du paludisme – ERYMAP

L'anémie sévère est une complication fréquente du paludisme, associée à une mortalité et une morbidité accrues. Les causes connues de l'anémie palustre sont l'hémolyse et la clairance splénique des globules rouges (GR), mais un dysfonctionnement du processus d'érythropoïèse est également observé chez les patients et contribue probablement à leur anémie. Le décryptage des mécanismes moléculaires par lesquels les parasites du paludisme peuvent interférer avec l'érythropoïèse normale est donc crucial pour identifier de nouveaux biomarqueurs prédictifs et pour développer des stratégies thérapeutiques efficaces. Des données récentes de l'équipe 1, obtenues par culture ex vivo d'érythroblastes primaires humains, indiquent que l'érythropoïèse est affectée par deux mécanismes : i) par l'infection des érythroblastes matures par les gamétocytes (stades parasitaires sexués) et ii) par la production de vésicules extracellulaires dérivées des globules rouges infectés par Plasmodium (VEis), qui peuvent affecter les érythroblastes à tous les stades de leur maturation. Une analyse protéomique pilote indique que l'incubation des érythroblastes avec les VEis provoque une diminution d’acteurs moléculaires clés dans la régulation de l'érythropoïèse normale, tels que le facteur de transcription GATA1 et le canal ionique mécano-sensible PIEZO1. La contribution exacte de ces facteurs aux défauts de l'érythropoïèse ainsi que l'identité des facteurs induits par le parasite qui affectent l'érythropoïèse restent à déterminer.
Le but ultime d'"ERYMAP" est de comprendre comment les parasites du paludisme entravent l'érythropoïèse. Le premier objectif est de mieux caractériser l'impact des parasites sur le développement et la signalisation des érythroblastes. Nous effectuerons une analyse protéomique et une analyse scRNAseq des érythroblastes infectés et des érythroblastes en présence de VEis à différents moments de la différenciation érythroïde afin d'identifier les voies et les gènes impliqués dans la suppression de l'érythropoïèse. Nous décrypterons ensuite les signaux les plus prometteurs en utilisant la complémentation génétique et l'analyse phénotypique. Le deuxième objectif est d'identifier le(s) facteur(s) parasitaire(s) qui modifie(nt) l'érythropoïèse. L'analyse protéomique des VEis combinée à une analyse in silico a conduit à l'identification de 5 protéines parasitaires candidates. Nous étudierons leur rôle dans le dysfonctionnement de l'érythropoïèse, en utilisant des parasites transgéniques KO et taggués ainsi que des techniques d'immunoprécipitation. Le troisième objectif est de valider in vivo les voies identifiées et les facteurs parasitaires en analysant des échantillons de moelle osseuse et de sang de patients infectés par le paludisme. Pour ce faire, nous effectuerons des analyses scRNAseq, combinées à des approches de cytométrie et d'imagerie sur des échantillons de moelle osseuse. Nous analyserons également la présence et la fonction des effecteurs parasitaires identifiés dans les VEis collectés à partir d'échantillons de moelle osseuse et de plasma.
Globalement, ERYMAP aidera à définir les processus par lesquels Plasmodium falciparum interfère avec l'érythropoïèse et ouvrira de nouvelles voies pour l'identification de biomarqueurs prédictifs de l'anémie sévère chez les patients atteints de paludisme. ERYMAP bénéficiera de l'expertise complémentaire de quatre équipes travaillant dans les domaines de l'érythropoïèse, du paludisme, de la transcriptomique et de l'électrophysiologie des globules rouges infectés par Plasmodium. L'équipe 1 a déjà collaboré avec succès avec chacun des 3 autres partenaires et coordonnera ERYMAP, conduisant à une synergie scientifique prometteuse.