Mise au point

Signalling in malaria parasites – The MALSIG consortium^#

Signalisation cellulaire chez Plasmodium – Le consortium MALSIG

¹ Inserm U609-Wellcome Centre for Molecular Parasitology, University of Glasgow, UK and Inserm U609, Global Health Institute, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, CH-1015 Lausanne, Switzerland
² Department of Infectious and Tropical Diseases, London School of Hygiene & Tropical Medicine, London, UK
³ Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Cambridge, UK
⁴ Division of Parasitology, National Institute for Medical Research, Mill Hill, London NW7 1AA, UK
⁵ International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology (ICGEB), New Delhi, India
⁶ Special Center for Molecular Medicine, Jawaharlal Nehru University, New Delhi - 110067, India
⁷ Bernhard Nocht Institute For Tropical Medicine, Hamburg, Germany
⁸ Biomedical Primate Research Centre, Dept. of Parasitology, Rijswijk, The Netherlands
⁹ St George’s Hospital Medical School, London University, UK
¹⁰ Inserm U567–Institut Cochin, CNRS UMR 8104, Faculté de Médecine Paris-Descartes, Hopital Cochin, Paris, France
¹¹ Center for Molecular and Biomolecular Informatics. Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences, Radboud University Nijmegen Medical Centre, The Netherlands
¹² Department of Parasitology and Mycology, Institut Pasteur, Paris, France
¹³ Department of Parasitology, University Hospital Heidelberg, Heidelberg, Germany
¹⁴ Research Center for Infectious Diseases, University of Würzburg, Germany
¹⁵ Division of Infection & Immunity, Faculty of Biomedical and life Sciences, University of Glasgow, UK
¹⁶ National Institute of Immunology (NII), New Delhi, India
¹⁷ Department of Biochemistry, Indian Institute of Science, Bangalore 560 012, India
¹⁸ Istituto Superiore di Sanità (ISS), Rome, Italy

^* Correspondence: Christian Doerig & Pietro Alano. E-mail: christian.doerig@epfl.ch; alano@iss.it
^** Correspondence: Pietro Alano. E-mail: alano@iss.it

Received: 18 May 2009
Accepted: 25 June 2009

Abstract

Depending on their developmental stage in the life cycle, malaria parasites develop within or outside host cells, and in extremely diverse contexts such as the vertebrate liver and blood circulation, or the insect midgut and hemocoel. Cellular and molecular mechanisms enabling the parasite to sense and respond to the intra- and the extra-cellular environments are therefore key elements for the proliferation and transmission of Plasmodium, and therefore are, from a public health perspective, strategic targets in the fight against this deadly disease. The MALSIG consortium, which was initiated in February 2009, was designed with the primary objective to integrate research ongoing in Europe and India on i) the properties of Plasmodium signalling molecules, and ii) developmental processes occurring at various points of the parasite life cycle. On one hand, functional studies of individual genes and their products in Plasmodium falciparum (and in the technically more manageable rodent model Plasmodium berghei) are providing information on parasite protein kinases and phosphatases, and of the molecules governing cyclic nucleotide metabolism and calcium signalling. On the other hand, cellular and molecular studies are elucidating key steps of parasite development such as merozoite invasion and egress in blood and liver parasite stages, control of DNA replication in asexual and sexual development, membrane dynamics and trafficking, production of gametocytes in the vertebrate host and further parasite development in the mosquito. This article, which synthetically reviews such signalling molecules and cellular processes, aims to provide a glimpse of the global frame in which the activities of the MALSIG consortium will develop over the next three years.

Résumé

Les parasites responsables du paludisme sont confrontés à des environnements extrêmement divers au cours du cycle parasitaire ; ils peuvent se trouver dans la circulation sanguine chez l’hôte vertébré et hémocoele chez le moustique vecteur, ainsi qu’à l’intérieur de divers types cellulaires (hépatocytes et érythrocytes de l’hôte vertébré, intestin et glandes salivaires de l’insecte). Les mécanismes moléculaires et cellulaires permettant au parasite de reconnaître et de répondre à ces environnements intra ou extracellulaires jouent un rôle crucial dans sa survie et son programme développemental, tant pour la prolifération que pour la transmission au vecteur, et représentent donc des cibles potentielles pour l’intervention chimiothérapeutique. L’objectif essentiel du consortium MALSIG, initié en février 2009, est d’intégrer la recherche en cours en Inde et en Europe sur i) les propriétés des molécules impliquées dans la signalisation chez Plasmodium, et ii) les processus développementaux caractéristiques des étapes-clés du cycle parasitaire. D’une part, des études fonctionnelles chez Plasmodium falciparum et chez le modèle murin Plasmodium berghei révèlent des informations sur les protéine-kinases et phosphatases, ainsi que sur les molécules régissant les voies du calcium et des nucléotides cycliques. D’autre part, des approches cellulaires et moléculaires visent à élucider les étapes-clés du développement parasitaire, telles que l’invasion et la sortie des cellules-hôtes aux stades hépatique et sanguin, le contrôle de la réplication du génome parasitaire aux stades asexué et sexué, le trafic intracellulaire et la dynamique des membranes, la production des gamétocytes chez l’hôte vertébré et la poursuite du développement sexué chez le moustique. Cette revue présente de façon synthétique les molécules de signalisation et les processus cellulaires cités ci-dessus, et vise à définir le cadre général dans lequel les activités du consortium MALSIG vont se développer au cours des trois prochaines années.