Cellular stress associated with the differentiation of Plasmodium berghei ookinetes.

For malaria transmission, Plasmodium parasites must develop in the mosquito vector. Oxidative stress in the insect midgut, triggered by environmental changes (e.g., pH and temperature), influences the cellular signaling involved in differentiation from gametocytes to mobile ookinetes for the purpose of parasite survival. Oxidative stress activates the homeostatic response to stress characterized by the phosphorylation eIF2α, the attenuation of protein synthesis, and the transcription of genes participating in the unfolded protein response and antioxidant processes, forming a part of an integrated stress response (ISR). We hypothesized that ISR operates during the differentiation of gametocytes to ookinetes to assure Plasmodium survival. Using in-vitro conditions resembling the mosquito midgut conditions, we cultured Plasmodium berghei gametocytes to ookinetes and evaluated the redox balance by detecting reactive oxygen species and superoxide dismutase activity. Additionally, we evaluated the phosphorylation of eIF2α, the attenuation of the global protein synthesis, and the gene expression of cellular stress markers (e.g., endoplasmic reticulum chaperones and antioxidant molecules, measured by reverse-transcription quantitative polymerase chain reaction), finding that these processes were all taking place, probably to improve survival during the differentiation of Plasmodium berghei ookinetes. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Le parasite Plasmodium doit se développer dans un vecteur, le moustique, pour transmettre la malaria. Le stress oxydant dans l'intestin moyen de l'insecte, déclenché par des changements environnementaux (p.ex., le pH et la température), influence la signalisation cellulaire des parasites impliquée dans la différenciation des gamétocytes en ookinètes mobiles aux fins de survie. Il active la réponse homéostatique au stress caractérisée par la phosphorylation d'eIF2α, l'atténuation de la synthèse protéique et la transcription de gènes qui participent à la réponse aux protéines dépliées et aux processus antioxydants, formant une partie d'une réponse intégrée au stress (RIS). Les auteurs ont posé l'hypothèse que la RIS opère durant la différenciation des gamétocytes en ookinètes afin d'assurer la survie de Plasmodium. En utilisant des conditions in vitro qui ressemblent aux conditions de l'intestin moyen du moustique, les auteurs ont cultivé les gamétocytes de Plasmodium berghei en ookinètes, et ont évalué la balance rédox en détectant l'activité d'ERO et de la SOD. De plus, ils ont évalué la phosphorylation d'eIF2α, l'atténuation de la synthèse protéique globale et l'expression génique de marqueurs du stress cellulaire (p.ex., les chaperons du RE et les molécules antioxydantes, mesurés par RT-qPCR), constatant que ces processus avaient tous lieu, probablement afin d'améliorer la survie durant la différenciation des ookinètes de Plasmodium berghei. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]