The impact of immunometabolomic dynamics in Plasmodium sexual conversion rates

De exponentiële asexuele replicatie van P. falciparum in rode bloedcellen leidt tot asymptomatische, ongecompliceerde of gecompliceerde malaria. Ongeveer 1% van de geïnfecteerde erytrocyten differentieert zich echter in niet-replicatieve seksuele vormen (gametocyten), die een essentiële rol spelen bij de overdracht van malaria omdat ze door de muggenvector worden opgenomen voor verdere rijping. Het deel van de parasieten dat bij elke replicatieve cyclus in hun seksuele vormen overgaat, ook bekend als de seksuele omzettingssnelheid, is strak gereguleerd. Er zijn steeds meer aanwijzingen dat parasieten reageren op bepaalde omgevingsfactoren door hun seksuele omzettingssnelheid aan te passen, wat de afweging tussen parasietoverdracht en overleving binnen de gastheer weerspiegelt. Recent werd epigenetische activatie van de transcriptiefactor PfAP2-G ontdekt als een meester-regulator in het sexuele bindingsproces dat leidt tot conversie van de parasiet in gametocyten. Bovendien zijn omstandigheden die de productie van gametocyten verhogen in verband gebracht met verhoogde stress voor de parasiet, waaronder overgroeiende bloedstadiumkweken, kweken met parasiet-gesponnen medium en kweken verarmd van lysofosfatidylcholine. Dit wijst op een belangrijke invloed van het gastheermetabolisme op de sexuele conversie. Dysmetabolisme is ook nauw verbonden met ontsteking, en beide zijn nauw geassocieerd met malariacomplicaties, maar hun effect op de sexuele conversie van de parasiet is onbekend.

The exponential asexual replication of P. falciparum in red blood cells results in either asymptomatic, uncomplicated or complicated malaria. However, approximately 1% of infected erythrocytes differentiate into non-replicative sexual forms (gametocytes), which are essential players in malaria transmission since they are taken up by the mosquito vector for further maturation. The proportion of parasites that converts into their sexual forms at each replicative cycle, also known as the sexual conversion rate, is tightly regulated. Increasing evidence suggests that parasites respond to certain environmental factors by adjusting their sexual conversion rate, which reflects the trade-off between parasite transmission and within-host survival. Recently, epigenetic activation of the transcription factor PfAP2-G was discovered as a master regulator event in the sexual commitment process that leads to parasite conversion into gametocytes. Moreover, conditions that increase gametocyte production have been linked to increased stress towards the parasite, including overgrowing blood stage cultures, cultures with parasite-spent medium and cultures depleted of lysophosphatidylcholine. This indicates an important influence of the host metabolism on sexual conversion. Dysmetabolism is also closely linked with inflammation, and both are tightly associated with malarial complications, but their effect on the sexual conversion of the parasite is unknown.