In vitro Dosage de la destruction des globules rouges infectés par le plasmodium par des lymphocytes cytotoxiques

Le paludisme reste une crise sanitaire mondiale, avec plus de 240 millions de cas et 627 000 décès liés au paludisme signalés en 2020¹. Il existe actuellement cinq espèces parasitaires qui peuvent causer le paludisme chez l’homme, dont Plasmodium falciparum et Plasmodium vivax sont les deux espèces les plus répandues. Au cours de l’infection à Plasmodium , le foie ou le stade pré-érythrocytaire est asymptomatique et les symptômes ne surviennent que pendant le cycle asexué du parasite au stade érythrocytaire. À ce stade de l’infection, des milliers de mérozoïtes dérivés du stade hépatique sont libérés dans la circulation sanguine et infectent les globules rouges (GR). Dans le globule rouge, les parasites se différencient en trophozoïtes et schizontes par schizogone, jusqu’à ce que les schizontes rompent l’érythrocyte, libérant des mérozoïtes nouvellement formés, répétant ce cycle sanguin. Des cycles répétés d’invasion, de réplication et de libération de mérozoïte entraînent une croissance exponentielle de la population parasitaire et déclenchent finalement des symptômes de la maladie².

Un défi important dans l’étude de la réponse immunitaire au paludisme est que le Plasmodium spp. qui infecte les humains n’infecte pas les modèles animaux de laboratoire. Ainsi, les échantillons de patients infectés par Plasmodium doivent être prélevés frais et immédiatement traités et analysés. Cependant, dans les zones d’endémie palustre, les ressources pour accéder aux mécanismes immunologiques et moléculaires sont limitées. En raison de ces limitations, les rongeurs sont largement utilisés comme modèles expérimentaux pour étudier la réponse immunitaire contre l’infection à Plasmodium. Alors que P. berghei et P. chabaudi sont souvent utilisés comme substituts pour l’infection à P. falciparum, la souche non létale de P. yoelii 17XNL a également de nombreuses caractéristiques en commun avec P. vivax, telles que l’infection restreinte aux réticulocytes ^3,4. Le développement des tests in vitro de Plasmodium, qui peuvent être utilisés pour des échantillons dérivés de modèles humains ou animaux, est précieux pour mieux comprendre la pathogenèse du paludisme et comparer la réponse immunologique provoquée par différentes espèces du parasite.

L’immunité antipaludique protectrice n’est pas complètement comprise, ni au stade pré-érythrocytaire, ni au stade sanguin. On sait que l’exposition à des infections répétées entraîne une immunité acquise partielle, mais l’immunité stérile est rarement développée⁵. Pendant des décennies, l’immunité protectrice anti-Plasmodium a été principalement associée à l’induction d’anticorps neutralisants ou opsonisants qui empêchent l’invasion parasitaire des cellules hôtes ou conduisent à la phagocytose par les cellules présentatrices d’antigènes, respectivement⁶. En conséquence, la plupart des efforts déployés jusqu’à présent pour produire des vaccins antipaludiques ont reposé sur l’induction d’anticorps protecteurs et durables ^7,8. Cependant, la protection stérile induite par la vaccination avec un sporozoïte atténué est directement corrélée à l’activation et à l’expansion des lymphocytes T cytotoxiques ^8,9.

Récemment, certaines études portant sur des échantillons de patients fraîchement isolés et des cultures in vitro ont démontré que les cellules immunitaires cytotoxiques innées ou adaptatives comme les cellules CD8⁺ T 10, γδ T¹¹ et NK¹² peuvent éliminer directement les globules rouges infectés par Plasmodium et son parasite intracellulaire de manière effecteur/cible. Ces découvertes fondamentales ont défini un mécanisme effecteur immunitaire entièrement nouveau dans le contexte du paludisme. Pour disséquer cette nouvelle immunité antipaludique, il est essentiel d’explorer les mécanismes effecteurs cytotoxiques des cellules tueuses contre les globules rouges infectés (iRBC) dans l’infection naturelle ou la vaccination.

Nous présentons ici un test in vitro qui mesure l’activité cytotoxique des lymphocytes contre le paludisme au stade sanguin. Ce test peut alors aider à élucider les mécanismes de la réponse immunitaire cellulaire contre le stade érythrocytaire Plasmodium . Les cellules cibles, les iRBC, sont marquées avec de l’ester de carboxyfluorescéine succinimidyl (CFSE) pour évaluer la viabilité cellulaire, puis sont cocultivées avec des cellules effectrices comme les lymphocytes cytotoxiques (CTL). Cette coculture est ensuite évaluée par cytométrie de flux, à l’aide de marqueurs fluorescents pour des types cellulaires spécifiques. Enfin, le pourcentage de lyse iRBC par CTL est calculé en divisant la condition expérimentale par la rupture spontanée des globules rouges et le contrôle de la lyse spontanée, qui se produit pendant l’incubation sans la cellule effectrice. Dans l’ensemble, cette méthodologie de dosage meurtrier peut contribuer à une meilleure compréhension de l’immunité palustre à médiation cellulaire.