A comprehensive study of the antiplasmodial effects of Artemisia spp. infusions against multiple parasite developmental stages including hypnozoite
Une étude complète des effets antiplasmodiaux d’infusions d'Artemisia spp. contre plusieurs stades de développement du parasite, y compris l'hypnozoïte
Résumé
My PhD thesis entitled ‘A comprehensive study of the antiplasmodial effects of Artemisia spp. infusions against multiple parasite developmental stages including hypnozoite’. The dormant liver resident parasite is called hypnozoite which can linger for weeks to months, and then relapse to cause recurrent blood stage infection. This hypnozoite reservoir is one of the critical barriers towards malaria eradication, mainly due to the lack of mass medication with a drug that can clear the hypnozoites in the liver. There is a dire need for the development of new hypnozoite-killing drugs but phenotypic screens are hindered by a lack of in vitroculture platforms. Under conventional culture conditions, hypnozoite cultures are often contaminated. This effect partially arises from infection with unpurified sporozoites that adversely affect the hepatocytes culture. Addressing this issue, in chapter 1, firstly I focused on the development of a short protocol with an antimicrobial cocktail, methyl paraben and penicillin streptomycin in a supplementation with sucrose solution that ensure yeast free sporozoite production in the salivary glands. In chapter 2, I tried to describe the research objectives, methodology and findings of the experiments. After developing a robust culture strategy, I moved on drug screening against the hypnozoite stage. We selected two Artemisia sp. A. annuaandA. afra. Aqueousinfusions prepared from them and were tested against the hepatic stage of all Plasmodiumsp. The reasoning behind these plant selections have been described in detail in this manuscript. I found a strong antimalarial activity of Artemisia infusions that blocked the relpase causing hypnozoite formation and cleared the liver parasites. In chapter 3, I described the effect in more detail. We believe that this profound inhibitory activity of Artemisia infusion is partially mediated by the disruption of the biogenesis of apicoplast and mitochondria. In chapter 4, I showed various confocal images of apicoplast disruption and quantitative PCR data of apicoplast DNA confirm our observation. Drug resistance to P. falciparum is a growing problem in Southeast Asia. New drugs are required to solve the problem. In chapter 5, I described in vitro activity of Artemisia infusions against the drug resistant P. falciparum isolates. It can be noted that the in vitroantimalarial effect that I observed in the liver and blood stage of Plasmodium was not artemisinin dependent asA. afracontains negligible amount of artemisinin but showed potent inhibitory activity.This is the first indication that compounds other than 8 aminoquinolines and artemisinin could be effective against the relapsing malaria and overcome the antimlarail drug resistance.
Ma thèse de doctorat s’intitule « Une étude complète des effets antiplasmodiaux d’infusions d'Artemisia spp contre plusieurs stades de développement du parasite, y compris l'hypnozoïte». Le parasite dormant résidant dans le foie, appelé hypnozoïte, peut persister pendant des semaines, voire des mois, puis « s’éveiller » pour provoquer une infection récurrente au stade sanguin. Ce réservoir d'hypnozoïtes est l'un des obstacles critiques à l'éradication du paludisme, principalement en raison du manque de médicaments capables de l'éliminer. Le développement de nouveaux médicaments contre ces hypnozoïtes, est limité car les criblages phénotypiques sont entravés par le manque de plates-formes de culture in vitro. Dans des conditions de culture conventionnelles, les cultures d'hypnozoïtes sont souvent contaminées par des microbes qui affectent négativement la culture des hépatocytes. Ces contaminants sont introduits lors de l’inoculation des cultures par les sporozoïtes, récupérés par dissection manuelle et broyage des glandes salivaires de moustiques infectés. En abordant cette question, dans mon introduction générale (chapitre 1), je me suis d'abord concentré sur le développement d'un protocole facile à mettre en place à base d’un cocktail antimicrobien composé de méthylparaben, de pénicilline et de streptomycine. Ce cocktail, ajouté à la solution nutritive des moustiques à base de saccharose, permet de récupérer des sporozoïtes exempts de contaminants fongiques dans les glandes salivaires des moustiques infectés et est décrit en détails dans le chapitre 2. Après avoir développé une solide stratégie de culture, je suis passé au criblage de composés contre le stade hypnozoïte. Nous avons sélectionné deux Artemisiasp. La raison du choix de ces plantes a été décrite en détail dans ce manuscrit. J’ai testé l’effet d’infusions d'A. annuaet d'A. afra sur les stades pré-érythrocytaires de différentes espèces de Plasmodium. J'ai trouvé une forte activité antipaludique des infusions d'Artemisia, en particulier sur l’infectivité des sporozoïtes, le blocage de la formation d'hypnozoïtes, et une clairance des parasites hépatiques in vitro. De toute évidence, cet effet n’est pas dû à l’Artémisinine. Ces effets sont décrits en détail dans le chapitre 3. Nous pensons que cette profonde activité inhibitrice de l'infusion d'Artemisiasp est partiellement médiée par la perturbation de la biogenèse des apicoplastes et des mitochondries du parasite. Dans le chapitre 4, j'ai montré diverses images prises au confocal, montrant différents types d’altération observées sur ces organelles. Les données de PCR quantitatives de l'ADN des apicoplastes confirment ces observations. La résistance aux médicaments de P. falciparum est un problème croissant en Asie du Sud-Est et il est urgent de trouver de nouveaux médicaments pour faire face à ce problème. Dans le chapitre 5, j'ai décrit l'activité des infusions d'Artemisia contre des isolats de P. falciparum résistants aux dérivés d’artemisinine. Ma thèse a été effectuée en temps partagé entre l'Institut Pasteur du Cambodge, à Phnom Penh, où j'ai effectué des expériences sur les stades érythrocytaires de P. falciparum, et le stade hépatique de P. vivax, et le CIMI à Paris où j’ai travaillé sur les stades hépatiques des modèles rongeur et simiens, et du parasite humain P. falciparum.
Origine : Version validée par le jury (STAR)