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The malaria zoo: dissecting cerebral malaria in three in vitro primate blood-brain barrier models

Description du projet

Des modèles innovants de la barrière hémato-encéphalique pour étudier le paludisme cérébral

Le paludisme cérébral (PC), dont est responsable Plasmodium falciparum, représente la complication la plus grave de la maladie, entraînant une rupture de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Le parasite P. knowlesi provoque le PC chez le macaque rhésus, mais pas chez l’homme ni chez le macaque à longue queue. La cytoadhésion des globules rouges aux cellules endothéliales et la libération de toxines parasitaires ont lieu chez les trois hôtes primates, ce qui entraîne des résultats cliniques disparates. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet MAL-ZOO a pour ambition de tester les hypothèses selon lesquelles les mécanismes pathogènes du PC chez les primates sont spécifiques à l’hôte et au parasite. MAL-ZOO élaborera des modèles microvasculaires 3D in vitro innovants en utilisant la technologie des cellules souches pluripotentes induites afin de réaliser une comparaison interespèces des facteurs de virulence lors des infections.

Objectif

Plasmodium falciparum cerebral malaria (CM) is the most severe complication during malaria infections. CM is associated with patient coma and blood-brain barrier (BBB) disruption resulting in brain swelling and patient death. In the zoonotic malaria parasite P. knowlesi, CM is described in rhesus macaques but occurs neither in human infections nor in the natural long-tail macaque reservoir. Infected red blood cell cytoadhesion to endothelial cells and the release of parasite toxins have been described as pathogenic mechanisms of falciparum CM. Both factors are present in P. knowlesi in all three primate hosts, albeit at different levels and result in different clinical outcomes. Therefore, I hypothesize that the pathogenic mechanisms of CM in primates are host and parasite-specific. As in vivo studies are limited to post mortem samples, I aim to develop in MAL-ZOO novel microvascular 3D in vitro models of the human, rhesus macaque and long tail macaque BBB. I will adapt existing differentiation protocols for human induced pluripotent stem cells (iPSC) to generate macaque endothelial cells, astrocytes and pericytes, that will be introduced in a 3D microvascular model. Taking advantage of the microfluidic properties of the devices, I will characterize the dynamics of P. knowlesi cytoadhesion to the endothelium of the three hosts. Afterwards, I will measure the BBB pathogenicity of these two parasites by confocal microscopy, functional permeability assays and RNAseq transcriptional analysis and correlate it to the parasite cytoadhesion levels. The cross-species comparison will be used to highlight species-specific virulence factors during P. falciparum and P. knowlesi infections. This will improve our understanding of the mechanisms leading to P. falciparum CM in humans and the pathogenic potential of zoonotic P. knowlesi malaria.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2021-PF-01

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Coordinateur

EUROPEAN MOLECULAR BIOLOGY LABORATORY
Contribution nette de l'UE
€ 180 096,96
Adresse
Meyerhofstrasse 1
69117 Heidelberg
Allemagne
Région
Baden-Württemberg Karlsruhe Heidelberg, Stadtkreis
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
Aucune donnée