Nouvelles infos sur le mouvement des parasites du paludisme
Des recherches montrent des structures d'actine complexes essentielles pour le mouvement de Plasmodium falciparum.
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Le paludisme est une maladie grave causée par un parasite qui se transmet aux humains par la piqûre de moustiques infectés. Le type de paludisme qui provoque les maladies les plus graves est causé par le parasite Plasmodium falciparum. Quand un moustique pique une personne, de petites formes du parasite, appelées sporozoïtes, pénètrent dans la peau et vont ensuite dans le sang.
Comment les Sporozoïtes se déplacent
Une fois dans la peau, les sporozoïtes bougent vite. Ils utilisent un moyen spécial de se déplacer appelé motilité glissante, qui est différent de la façon dont beaucoup d'autres cellules se déplacent. Ce mouvement dépend d'un système unique fait de protéines, semblable à des muscles, qui aide le parasite à avancer. Il y a deux types d'actine, une protéine qui compose ces parties mobiles, nécessaires au bon fonctionnement des sporozoïtes. L'une de ces Actines est importante tout au long de la vie du parasite et aide directement à la glisse.
Dans des études en laboratoire, les chercheurs ont découvert que l'actine de Plasmodium falciparum se comporte différemment de l'actine d'autres organismes. Elle a tendance à se décomposer facilement, ce qui signifie que les filaments sont généralement très courts. Cependant, observer ces filaments d'actine à l'intérieur du parasite a été difficile, rendant l'apprentissage de leur fonctionnement compliqué.
Des études récentes ont utilisé des techniques spéciales pour visualiser ces structures d'actine et ont trouvé qu'elles existent à divers endroits dans les cellules mobiles, en particulier à l'avant, à l'arrière et dans le Noyau. Cependant, comprendre la disposition précise et le comportement de ces filaments d'actine dans les sporozoïtes reste un défi.
Méthodes utilisées dans la recherche
Pour étudier les filaments d'actine et d'autres parties des sporozoïtes de Plasmodium falciparum, les chercheurs ont utilisé des techniques d'imagerie avancées. Une de ces méthodes s'appelle le fraisage à faisceau d'ions focalisés, qui permet aux scientifiques de prendre des photos détaillées des structures internes du parasite. Ils ont aussi utilisé une technique connue sous le nom de cryo-tomographie électronique pour créer des modèles 3D de ces structures.
Grâce à ces méthodes, ils ont découvert que des filaments d'actine se trouvaient dans différentes parties du parasite, y compris dans l'espace entre les membranes, le Cytoplasme, et, étonnamment, dans le noyau aussi. Ils ont observé que bien que la plupart des filaments d'actine soient courts, certains atteignaient des longueurs allant jusqu'à 850 nanomètres, beaucoup plus longs que ce que des résultats précédents en laboratoire avaient suggéré.
Rôle de l'Actine dans le Mouvement
Les chercheurs ont particulièrement examiné l'actine dans l'espace entre les membranes, qui est cruciale pour le mouvement du parasite. Ils ont trouvé plusieurs filaments d'actine près de certains anneaux à l'avant des sporozoïtes. D'autres parasites similaires ont suggéré que l'actine se forme dans ces zones, mais ce processus pourrait fonctionner différemment pour Plasmodium falciparum.
Alors que les filaments d'actine se déplacent vers l'arrière de la cellule, ils deviennent plus longs puis se décomposent. Cette décomposition de l'actine à l'arrière pourrait être essentielle pour le mouvement du parasite. Les chercheurs ont proposé qu’au fur et à mesure que l'actine se désassemble, elle crée un gradient, aidant les filaments à se déplacer plus efficacement dans la cellule avant d'être coupés en morceaux plus courts.
Les chercheurs ont aussi remarqué que certains filaments d'actine réussissaient à s'étendre à travers de petites ouvertures à l'arrière du parasite, montrant que l'actine peut se déplacer librement entre différentes zones de la cellule. Cela pourrait aider à maintenir un équilibre d'actine et soutenir le mouvement du parasite.
Filaments et Éléments Structurels
Les chercheurs ont observé que les structures à l'arrière du parasite étaient légèrement différentes par rapport à d'autres parasites similaires. Ils ont trouvé des filaments fins qui étaient positionnés de manière à aider à répartir les forces générées pendant le mouvement. Ces filaments, appelés filaments intermédiaires pelliculaires, travaillent ensemble pour fournir un soutien pendant que le parasite glisse.
Contrairement à d'autres parasites similaires, ils n'ont pas vu de structures spécifiques pour guider les filaments d'actine. Au lieu de cela, toute la surface de la structure était renforcée par un réseau de ces fins filaments, suggérant qu'ils jouent un rôle dans la stabilisation de la zone pendant que le parasite se déplace.
Présence d'Actine F dans d'autres Compartiments
En plus d'aider au mouvement, l'actine est impliquée dans de nombreuses fonctions à l'intérieur de la cellule. Les chercheurs ont examiné l'actine trouvée dans des zones en dehors de l'espace de mouvement. Dans le cytoplasme, l'actine se trouvait principalement sous forme de filaments individuels, certains étant regroupés. Cette actine semblait être répartie le long de la cellule sans organisation claire.
Une découverte surprenante fut la grande quantité d'actine trouvée dans le noyau. Cette partie de la cellule contenait la majorité de l'actine observée dans les sporozoïtes, formant des faisceaux proches de la membrane nucléaire. Cette découverte est significative car elle montre que l'actine est présente dans le noyau de ces parasites, une caractéristique documentée dans d'autres cellules mais jamais directement observée dans ce contexte.
Rôles Possibles de l'Actine Nucléaire
La présence d'actine dans le noyau soulève des questions sur son rôle. Certaines théories suggèrent que cette actine pourrait protéger le noyau pendant le mouvement et l'invasion du parasite. Alternativement, elle pourrait être impliquée dans la détection de changements mécaniques à l'intérieur du noyau. D'autres recherches sont nécessaires pour clarifier ces fonctions potentielles.
Conclusion
En résumé, l'étude des sporozoïtes de Plasmodium falciparum a éclairé le rôle complexe de l'actine au sein du parasite. Les structures d'actine sont vitales pour le mouvement et peuvent aussi jouer des rôles essentiels dans le noyau. Les techniques d'imagerie avancées ont permis aux chercheurs de visualiser ces composants plus clairement qu'auparavant. Une exploration continue dans ce domaine nous aidera à mieux comprendre comment fonctionnent les parasites du paludisme et pourrait informer de futurs traitements et stratégies de prévention contre le paludisme.
Titre: Molecular architecture of glideosome and nuclear F-actin in Plasmodium falciparum
Résumé: Actin-based motility is required for the transmission of malaria sporozoites. While this has been shown biochemically, filamentous actin has remained elusive and has to date never been directly visualised inside the parasite. Using focused ion beam milling and electron cryo-tomography, we studied dynamic actin filaments in unperturbed Plasmodium falciparum cells for the first time. This allowed us to dissect the assembly, path and fate of actin filaments during parasite gliding and determine a complete 3D model of F-actin within sporozoites. We show that within the cell, actin assembles into micrometre long filaments, much longer than observed in in vitro studies. After their assembly at the parasites apical end, actin filaments continue to grow as they are transported down the cell as part of the glideosome machinery, and are disassembled at the basal end in a rate-limiting step. Large pores in the IMC, constrained to the basal end, may facilitate actin exchange between the pellicular space and the cytosol for its recycling and maintenance of directional actin flow for efficient gliding. The data also reveal striking and extensive actin bundles in the nucleus. Implications of these structures for motility and transmission are discussed.
Auteurs: Josie Liane Ferreira, V. Prazak, D. Vasishtan, K. Grunewald, R. G. Douglas
Dernière mise à jour: 2024-07-23 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590301
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590301.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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