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Splenic retention of Plasmodium falciparum gametocytes to block the transmission of malaria

Authors :
Bruno Le Pioufle
Vicky M. Avery
Inês F. Amado
Pierre Buffet
Papa Alioune Ndour
Caroline Le Van Kim
Catherine Lavazec
John P. Holleran
Olivier Français
Julien Duez
Wassim El Nemer
Nathalie Chartrel
Pascal Amireault
Sasdekumar Loganathan
Sylvie Garcia
Centre d'Immunologie et de Maladies Infectieuses (CIMI)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Eskitis Institute for Drug Discovery
Griffith University [Brisbane]
Imagine - Institut des maladies génétiques (IMAGINE - U1163)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] (INTS)
Bio-MIcroSystèmes et BioSensors (SATIE-BIOMIS)
Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SIAME)
Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Pasteur [Paris]
This work was supported by the Bill and Melinda Gates Foundation [OPP1043892], the 'Agence Nationale de la Recherche' [ANR-10-IAHU-01, ANR-11-LABX-0051, ANR-11-IDEX-0005-02] and by a grant from 'HRA Pharma Laboratoires Paris'
ANR-11-IDEX-0005,USPC,Université Sorbonne Paris Cité(2011)
Centre d'Immunologie et de Maladies Infectieuses ( CIMI )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Griffith University Australia
Imagine - Institut des maladies génétiques ( IMAGINE - U1163 )
Université Paris Descartes - Paris 5 ( UPD5 ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut National de la Transfusion Sanguine [Paris] ( INTS )
Bio-MIcroSystèmes et BioSensors ( SATIE-BIOMIS )
Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles ( SIAME )
Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie ( SATIE )
École normale supérieure - Cachan ( ENS Cachan ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -École normale supérieure - Rennes ( ENS Rennes ) -Université de Cergy Pontoise ( UCP )
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Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] ( CNAM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux ( IFSTTAR )
ANR-11-IDEX-0005-02 ,USPC : Projet Université Sorbonne Paris Cité,Initiatives d’excellence - Laboratoire d’excellence INFLAMEX
Systèmes d'Information et d'Analyse Multi-Echelles (SATIE-SIAME)
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HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut Pasteur [Paris] (IP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Cergy Pontoise (UCP)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)-Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Energie (SATIE)
Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Gustave Eiffel (UNIV GUSTAVE EIFFEL)
Source :
Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, American Society for Microbiology, 2015, pp.AAC.05030-14. ⟨10.1128/AAC.05030-14⟩, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, American Society for Microbiology, 2015, pp.AAC.05030-14. 〈10.1128/AAC.05030-14〉, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2015, pp.AAC.05030-14. ⟨10.1128/AAC.05030-14⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

Plasmodium falciparum is transmitted from humans to Anopheles mosquito vectors via the sexual erythrocytic forms termed gametocytes. Erythrocyte filtration through microsphere layers (microsphiltration) had shown that circulating gametocytes are deformable. Compounds reducing gametocyte deformability would induce their splenic clearance, thus removing them from the blood circulation and blocking malaria transmission. The hand-made, single-sample prototype for microsphiltration was miniaturized to a 96-well microtiter plate format, and gametocyte retention in the microsphere filters was quantified by high-content imaging. The stiffening activity of 40 pharmacological compounds was assessed in microtiter plates, using a small molecule (calyculin) as a positive control. The stiffening activity of calyculin was assessed in spleen-mimetic microfluidic chips and in macrophage-depleted mice. Marked mechanical retention (80% to 90%) of mature gametocytes was obtained in microplates following exposure to calyculin at concentrations with no effect on parasite viability. Of the 40 compounds tested, including 20 antimalarials, only 5 endoperoxides significantly increased gametocyte retention (1.5- to 2.5-fold; 24 h of exposure at 1 μM). Mature gametocytes exposed to calyculin accumulated in microfluidic chips and were cleared from the circulation of macrophage-depleted mice as rapidly as heat-stiffened erythrocytes, thus confirming results obtained using the microsphiltration assay. An automated miniaturized approach to select compounds for their gametocyte-stiffening effect has been established. Stiffening induces gametocyte clearance both in vitro and in vivo . Based on physiologically validated tools, this screening cascade can identify novel compounds and uncover new targets to block malaria transmission. Innovative applications in hematology are also envisioned.

Details

Language :
English
ISSN :
00664804 and 10986596
Database :
OpenAIRE
Journal :
Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, American Society for Microbiology, 2015, pp.AAC.05030-14. ⟨10.1128/AAC.05030-14⟩, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, American Society for Microbiology, 2015, pp.AAC.05030-14. 〈10.1128/AAC.05030-14〉, Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2015, pp.AAC.05030-14. ⟨10.1128/AAC.05030-14⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....d0fb7310f7af8b1de284a46f6e9c7ee8