Implications of redox mechanisms in the mode of action of antimalarials and resistance to artemisinin

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Abstract
Implication des mécanismes redox dans le mode d’action des antipaludiques et la résistance à l’artémisinine: Le paludisme est une maladie à transmission vectorielle causée par Plasmodium transmis par les moustiques femelles du genre Anopheles. En dépit des nombreux efforts déployés, le paludisme reste un problème majeur de santé publique avec plus de 400 000 décès chaque année. Le développement des antipaludiques fait face à l’émergence quasi-systématique de parasites résistants. La résistance aux médicaments actuels de référence, l'artémisinine et ses dérivés, a été signalée pour la première fois au Cambodge en 2008 et s'est depuis étendue à toute l’Asie. Des premiers cas de résistance ont également été rapportés récemment en Amérique du Sud et en Afrique. Il est donc urgent de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques pertinentes. Notre travail s’est concentré sur l’étude, chez Plasmodium falciparum, de l’implications de mécanismes redox dans i) le mode d’action de différentes molécules antipaludiques et ii) dans le phénomène de résistance associé à l’artémisinine. Pour cela, nous avons tout d’abord développé une nouvelle méthode d’analyse de la quantification des espèces réactives de l’oxygène (ROS) intra-érythrocytaire par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS). Ce protocole a ainsi permis de mettre en évidence l'implication des radicaux superoxydes dans le mécanisme d'action de différentes classes d'antipaludiques telles que les artémisinines ou l’atovaquone. Dans un second temps, nous avons étudié chez Plasmodium falciparum, le rôle du processus redox dans la résistance aux artémisinines en comparant une souche sensible et une souche résistante à l’artémisinine, à l’état basal et après traitement. Différents marqueurs de la régulation redox ont été suivis et comparés tels que la production de ROS, le niveau d’oxydation des protéines et l'expression de molécules ou d’enzymes aux propriétés antioxydantes. Nous avons démontré, grâce à différentes techniques analytiques originales, que les parasites résistants aux artémisinines ont une capacité accrue à gérer la production de ROS induite par le traitement, comparativement aux parasites sensibles et que ce phénomène est notamment lié à une surexpression d'antioxydants. Ce travail apporte des éléments nouveaux concernant le mécanisme d'action d’antipaludiques majeurs et met en évidence le rôle essentiel des mécanismes redox dans la résistance de Plasmodium falciparum à l'artémisinine. Ces résultats seront à prendre en compte dans le développement de nouveaux antipaludiques afin de contourner la résistance aux artémisinines et vaincre le paludisme.

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