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Resistance to artemisinin in falciparum malaria parasites: A redox-mediated phenomenon

Authors :
Egwu, Chinedu
Pério, Pierre
Augereau, Jean-Michel
Tsamesidis, Ioannis
Benoit-Vical, Françoise
Reybier, Karine
Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Alex Ekwueme Federal University Ndufu-Alike, Ikwo (AE-FUNAI)
Laboratoire de chimie de coordination (LCC)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
New Antimalarial Molecules and Pharmacological Approaches (ERL1289)
Centre d'investigation clinique de Toulouse (CIC 1436)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Pôle Santé publique et médecine publique [CHU Toulouse]
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)
Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique, France)
Université Paul Sabatier, Toulouse III (France)
IRD (Institut de Recherche pour le Développement, France)
ANR-16-CE35-0003,INMAR,Réseau intégré des mécanismes de quiescence & clairance impliqués dans la résistance à l'artémisinine chez Plasmodium(2016)
ANR-17-CE18-0017,RADICAL,Stratégie thérapeutique par voie radicalaire pour combattre des maladies parasitaires(2017)
Gulli, Marie-Hélène
Réseau intégré des mécanismes de quiescence & clairance impliqués dans la résistance à l'artémisinine chez Plasmodium - - INMAR2016 - ANR-16-CE35-0003 - AAPG2016 - VALID
Stratégie thérapeutique par voie radicalaire pour combattre des maladies parasitaires - - RADICAL2017 - ANR-17-CE18-0017 - AAPG2017 - VALID
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Pôle Santé publique et médecine publique [CHU Toulouse]
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Free Radical Biology and Medicine, Free Radical Biology and Medicine, 2022, 179, pp.317-327. ⟨10.1016/j.freeradbiomed.2021.08.016⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
HAL CCSD, 2022.

Abstract

International audience; Malaria remains a major public health disease due to its high yearly mortality and morbidity. Resistance to the gold standard drug, artemisinin, is worrisome and needs better understanding in order to be overcome. In this work, we sought to study whether redox processes are involved in artemisinin resistance. As artemisinin is known to act among others via production of reactive species, we first compared the production of reactive oxygen species and concomitant protein oxidation in artemisinin-sensitive and artemisinin-resistant parasites when treated with artemisinin. The results undoubtedly demonstrated, using different original methods, that the level of ROS, including superoxide production, and oxidized protein were lower in the resistant strain. Interestingly, the major in-between strain difference was reported at the earlier ring stages, which are the forms able to enter in a quiescence state according to the ART resistance phenomenon. Moreover, we demonstrated a better homeostasis regulation in relation with higher expression of antioxidants in the artemisinin-resistant parasites than their sensitive counterparts after artemisinin exposure, notably, superoxide dismutase and the glutathione (GSH) system. These findings enrich the body of knowledges about the multifaceted mechanism of artemisinin resistance and will help in the design and development of newer antimalarials strategies active against resistant parasites.

Details

Language :
English
ISSN :
08915849
Database :
OpenAIRE
Journal :
Free Radical Biology and Medicine, Free Radical Biology and Medicine, 2022, 179, pp.317-327. ⟨10.1016/j.freeradbiomed.2021.08.016⟩
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..a42eb70259082d90f1f19d5e00d48cad