Des médicaments sûrs à fort potentiel pour bloquer la transmission du paludisme révélés par une rate

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 1951 (2023) Citer cet article

1496 accès

9 Altmétrique

Détails des métriques

Les parasites du paludisme comme Plasmodium falciparum se multiplient dans les globules rouges (RBC), qui sont éliminés de la circulation sanguine par la rate lorsque leur déformabilité est altérée. La rigidification médicamenteuse des globules rouges infectés par Plasmodium falciparum devrait donc induire leur élimination de la circulation sanguine. Ici, sur la base de cette approche mécanique originale, nous identifions des médicaments sûrs à fort potentiel pour bloquer la transmission du paludisme. En criblant 13 555 composés avec des microfiltres mimétiques de la rate, nous en avons identifié 82 qui ciblent la forme transmissible circulante de P. falciparum. NITD609, un inhibiteur de PfATPase administré par voie orale avec des effets connus sur P. falciparum, a tué et renforcé les étapes de transmission in vitro à des concentrations nanomolaires. De courtes expositions au TD-6450, un inhibiteur du virus de l'hépatite C NS5A administré par voie orale, ont renforcé les stades parasitaires de transmission et tué les stades asexués in vitro à des concentrations nanomolaires élevées. Une étude de phase 1 chez l'homme avec un résultat principal de sécurité et un résultat secondaire de pharmacocinétique (https://clinicaltrials.gov, ID : NCT02022306) n'a montré aucun événement indésirable grave avec des doses uniques ou multiples. La modélisation pharmacocinétique a montré que ces concentrations peuvent être atteintes dans le plasma de sujets recevant des cures courtes de TD-6450. Ce criblage physiologiquement pertinent a identifié de multiples mécanismes d'action et des médicaments sûrs à fort potentiel en tant qu'agents bloquant la transmission du paludisme qui pourraient être rapidement testés dans des essais cliniques.

Entre 2000 et 2015, l'incidence et la mortalité du paludisme ont diminué de 27 % et 50 %, respectivement. La baisse de l'incidence s'est arrêtée entre 2015 et 2019, et en 2020 on a même assisté à une remontée inquiétante à la fois de l'incidence et de la mortalité ; avec 241 millions de cas liés au paludisme et 627 000 décès1. L'émergence de souches de P. falciparum résistantes à l'artémisinine en Asie du Sud-Est2,3,4 et récemment en Afrique5,6 menace davantage le contrôle de la maladie. Le blocage de la transmission de P. falciparum de son hôte humain à son moustique vecteur est donc envisagé pour réduire l'incidence du paludisme et, espérons-le, contribuer à son éradication mondiale7. Les gamétocytes de stade V, les stades sexuels matures des parasites du paludisme, sont la seule forme transmise au vecteur de l'espèce Anopheles et leur faible nombre crée un goulot d'étranglement naturel dans le cycle de vie du parasite, ce qui en fait une cible idéale pour bloquer la transmission du parasite8.

La rate retient les érythrocytes rigides et les élimine de la circulation9,10. Tout érythrocyte ne passera pas plus de deux heures dans la circulation avant d'être pressé à travers d'étroites fentes inter-endothéliales dans les parois des sinus spléniques11,12. Dans le paludisme, seuls les stades les plus déformables, à savoir les anneaux (stade asexué immature) et les gamétocytes de stade V, peuvent surmonter ce défi mécanique et persister dans la circulation8,13,14,15,16. Le passage de gamétocytes rigides immatures à déformables matures se produit à la fin de leur processus de maturation de 10 à 12 jours, entre les stades IV et V13,16. La rigidification médicamenteuse des gamétocytes de stade V devrait donc les sortir du cycle de transmission. Plusieurs approches de criblage pour identifier les composés ciblant les gamétocytes capables de tuer ou d'inactiver le parasite ont été explorées17,18,19,20,21,22. Ces approches ont identifié des cibles candidates intéressantes présentant une pharmacogabilité variable. Récemment, de vastes bibliothèques de médicaments pouvant être réutilisés ont été mises à disposition23. Cela offre une opportunité d'identifier des candidats bloquant la transmission efficaces et rapidement déployables24. Dans le but de trouver des cibles parasitaires, nous avons mis en place une approche physiologiquement pertinente pour cribler des milliers de composés pour leur activité rigidifiante sur les érythrocytes parasités.

Notre approche utilise une méthode de filtration mimétique splénique, appelée microsphiltration, qui quantifie la capacité des érythrocytes à se faufiler entre les microsphères25. Cette méthode a été adaptée au criblage de médicaments26,27,28 puis associée à l'évaluation de la destruction des parasites basée sur la coloration active des mitochondries19. Pour le présent travail, nous avons utilisé cette approche bio-mimétique pour cribler plus de 12 000 composés d'une bibliothèque de réaffectation pour leur capacité à induire la rétention des gamétocytes matures de P. falciparum dans la rate humaine.

Le dépistage a été effectué comme décrit précédemment27. Brièvement, des gamétocytes matures de stade V (souche NF54) ont été cultivés in vitro, puis exposés aux composés explorés et ensuite filtrés à travers des couches de microsphères (microsphiltration)25,28. L'activité de raidissement a été déterminée en comparant la gamétocytemie en amont et en aval des couches de microsphères après filtration des gamétocytes exposés au médicament dans des plaques à 384 puits à l'aide d'un collecteur à vide. La gamétocytemie a été évaluée par coloration de l'ADN (Sybr Green) et de la membrane érythrocytaire (CellMask). L'effet destructeur a été évalué par la coloration MitoTracker19. Nous avons examiné deux petites bibliothèques, en particulier la Pathogen Box de Medicine for Malaria Venture et la Kinase Inhibitors Box de GSK (400 et 350 composés, respectivement, Fig. 1A, B), et en outre la plus grande bibliothèque de réaffectation ReFrame (12 805 composés, Fig. .1C).

Cascade de progression du dépistage de trois bibliothèques différentes : Malaria Pathogen Box (A), Kinase Inhibitors Box (B) et ReFrame library (C). Trois résultats du dépistage primaire ont été soumis à une analyse dose-réponse avec 12 composés trouvés actifs dans certains réplicats de dépistage, mais pas tous. Les 3 hits ont été confirmés mais aucun d'entre eux n'a été sélectionné pour une validation ultérieure post-sélection. B Quatre occurrences du criblage primaire ainsi que 5 composés trouvés actifs dans certains réplicats de criblage, mais pas tous, ont été soumis à une analyse dose-réponse générant 3 occurrences confirmées. Aucun d'entre eux n'a été sélectionné pour une validation ultérieure post-sélection. C 112 occurrences du dépistage primaire ont été soumises à une analyse dose-réponse, générant 74 occurrences confirmées. 63 composés avec des résultats non interprétables lors du dépistage primaire ont été ajoutés aux résultats pour l'analyse dose-réponse, générant deux résultats supplémentaires confirmés. Les 76 résultats confirmés ont été répartis en sept groupes (panneaux de droite), en fonction de leur activité et de leur cible moléculaire. Pour chaque groupe, un résultat représentatif a été sélectionné à titre d'illustration. La notation des succès basée sur la voie d'administration, la sécurité chez les sujets humains et la pharmacocinétique a abouti à la sélection de 3 médicaments soumis à des expériences de confirmation finales (bleu foncé).

Le criblage primaire a été répété six ou trois fois pour les petites bibliothèques (inhibiteurs de kinase et boîtes pathogènes). Les résultats ont été sélectionnés plaque par plaque, sur la base d'une régression linéaire des distributions de composés sur les tracés de résultats de dépistage (Fig. 2C, D). Nous avons trouvé respectivement trois et quatre résultats dans les boîtes Pathogen et Kinase Inhibitors (Fig. 1A, B). Leurs taux de réussite respectifs étaient de 0,75 % et 1,14 %. Les composés actifs dans certains réplicats de dépistage, mais pas tous, ont été ajoutés aux résultats pour une analyse plus approfondie. La plus grande bibliothèque ReFrame a été examinée en un seul exemplaire, générant 112 occurrences (taux de réussite de 0,87 %, Fig. 1C). Les coups détectés avaient soit une activité de raidissement prédominante (44%), un effet de destruction prédominant (28%), soit une combinaison des deux (28%, Fig. 2A, B). Les valeurs de Z' étaient comprises entre 0,4 et 0,7 (Fig. S1). Ces 112 résultats, ainsi que 63 composés (0,6 %) avec des résultats non interprétables lors du dépistage primaire ont été explorés plus avant.

Diagrammes de dispersion de sortie de dépistage représentatifs pour les bibliothèques spécifiques (A) et ReFrame (B), et pour 2 plaques individuelles du dépistage primaire ReFrame, avec NITD609 (C) et TD-6450 (D) comme résultats finalement sélectionnés. Dans le panneau A, "K" fait référence à Kinase Inhibitors Box et "P" fait référence à Pathogen Box. Les taux de mise à mort et de rétention sont respectivement sur les axes x et y. Contrôles négatifs (carrés rouges) et contrôles positifs, y compris la calyculine A 75 nM pour l'activité raidissante (triangles verts), le violet de gentiane 50 µM pour l'effet destructeur (cercles verts) et le NITD609 0,5 µM pour l'effet combiné raidissant et destructeur (carrés verts), tombé à l'intérieur et à l'extérieur du nuage principal de composés de test inactifs (cercles gris vides) définis par régression linéaire +/-95 % des bandes de prédiction SD (trait plein et pointillés, respectivement). Les hits ont été soit confirmés par DRA (Blue X), soit non (triangles bleus vides). Les données source sont fournies sous la forme d'un fichier de données source.

119 hits ont été sélectionnés pour l'analyse dose-réponse (DRA) : trois de la Pathogen Box, quatre de la Kinase Inhibitors Box et 112 de la bibliothèque ReFrame. La confirmation de l'effet raidissant, de l'effet tueur ou de la coexistence des deux était le critère pour une analyse plus approfondie des coups. Les valeurs IC50 ont été obtenues à la fois pour l'effet de destruction et l'activité de raidissement (Fig. 3, Tableau S1), mais aucune valeur seuil IC50 n'a été utilisée pour une hiérarchisation plus poussée des coups. Les hits ont été dépriorisés lorsqu'aucun IC50 n'a pu être déterminé. Six des sept occurrences des boîtes Pathogen et Kinase Inhibitors ont été confirmées (taux de confirmation de 86 %, Fig. 1A, B). 17 autres composés (12 de la Pathogen Box et 5 de la Kinase Inhibitors Box) qui ont montré des effets dans certains réplicats de dépistage, mais pas tous, ont également été sélectionnés pour la DRA. Aucun d'entre eux n'a été confirmé actif.

Courbes dose-réponse et structures chimiques des 3 hits sélectionnés : NITD609 (A), TD-6450 (B) et L-THP (C). Le TD-6450 était un énantiomère pur. Les stéréocentres sont : (S)−1-((S)−2-(5-(4'-(6-((2 R,5 S). Les données sont présentées sous forme de valeurs moyennes +/- SEM. Pour NITD609 et L -THP, n = 2 expériences indépendantes, pour TD-6450, n = 4 expériences indépendantes. Les données sources sont fournies sous forme de fichier Source Data.

Les trois hits confirmés par DRA de la Pathogen Box, à savoir MMV020081, MMV667494 et MMV030734, avaient été identifiés lors de précédents dépistages ciblant les gamétocytes de cette bibliothèque29,30,31. Deux d'entre eux, MMV667494 et MMV030734, ont montré une activité destructrice élevée spécifique à la formation de gamètes femelles (tableau S2). MMV667494 et MMV030734 ont induit un raidissement des gamétocytes à des concentrations inférieures à celles induisant la mort. Tous les résultats confirmés de la boîte d'inhibiteurs de kinase avaient le même échafaudage chimique (tableau S2). Un analogue chimique, non testé en criblage primaire, a été ajouté à cette liste et testé en DRA. Ce composé a montré des valeurs IC50 proches de celles des coups les plus puissants (2,44 et 0,8 µM pour la destruction et la rétention, respectivement, tableau S2) et a été utilisé pour une validation ultérieure après le dépistage. Les hits confirmés de la bibliothèque ReFrame avaient soit une activité de raidissement prédominante (40 % des hits), un effet de destruction prédominant (30 %) ou une combinaison des deux (30 %) (tableau S1).

Sur les 112 résultats de la bibliothèque ReFrame, 74 ont été confirmés par DRA (taux de confirmation de 66 %, Fig. 1C). 63 composés supplémentaires avec des résultats non interprétables lors du dépistage primaire ont également été sélectionnés pour la DRA. Pour 15 de ces 63 composés, le puits correspondant de la plaque de microsphiltration 384 puits n'était pas opérationnel en raison d'une fuite de microsphères, un événement rare27. Pour 46 composés, le microscope n'a pas réussi à capturer au moins une image lisible. Enfin, nous avons testé le sildénafil et le tadalafil par DRA. Bien que ces 2 médicaments n'aient pas été capturés par le dépistage primaire, il a déjà été signalé qu'ils induisaient un raidissement des gamétocytes de stade V32,33. Les valeurs IC50 ont été obtenues à la fois pour l'effet de destruction et l'activité de raidissement ou, dans certains cas, pour l'un d'entre eux (Fig. 3, Tableau S1). Nous avons trouvé deux succès confirmés parmi ces 63 composés, ce qui correspond au taux de réussite de l'ensemble de la campagne de dépistage (0,87 %). Ces deux succès étaient la L-tétrahydropalmatine (L-THP) et le pyrithione de zinc.

Les structures, les cibles et les résultats des approches de dépistage précédentes concernant les résultats confirmés de la Pathogen Box et de la Kinase Inhibitors Box sont indiqués dans le tableau S2. Les accès de la bibliothèque ReFrame sont répartis en sept groupes (Fig. 1 et Tableau S1) basés sur des cibles moléculaires connues chez des sujets humains ou des indications médicales : inhibiteurs d'histone désacétylase (HDAC) (9 accès) ; les glycosides cardiaques ciblant la pompe sodium-potassium ATPase (7 hits) ; inhibiteurs de kinase et de phosphatase (6 occurrences); les inhibiteurs de la monoamine oxydase (MAO) comme le bleu de méthylène candidat bloquant la transmission du paludisme (2 résultats)34 également sélectionnés par les précédentes campagnes de dépistage des gamétocytes35,36 ; agents antipaludéens (6 occurrences); antibiotiques/antiviraux (18 résultats) et un dernier groupe de composés non attribuables à un groupe défini (28 résultats). Les cibles moléculaires connues des hits dans les cellules humaines, les bactéries, les virus ou les parasites ont été répertoriées (tableau S1). L'analyse des homologies chez P. falciparum peut identifier des voies de destruction et/ou de raidissement des gamétocytes encore à caractériser.

Les résultats de la bibliothèque ReFrame ont ensuite été sélectionnés en fonction de leur sécurité, de préférence par voie orale (score élevé si oral) et de leur disponibilité potentielle pour une utilisation généralisée. En bref, les hits sélectionnés qui n'ont pas été administrés par voie orale dans des modèles animaux ou chez des sujets humains ont été exclus (44 hits confirmés exclus sur 76). Ensuite, les 32 touches restantes ont été classées pour la sécurité et PK. Comme l'anti-transmission impose une sécurité presque parfaite, les médicaments qui ont montré des événements indésirables graves ont été exclus. Enfin, les hits avec la meilleure fenêtre thérapeutique (pic sérique supérieur ou proche de l'IC50) ont été explorés plus avant. Par exemple, le MMV-390048, un médicament antipaludéen avec un bon profil de sécurité, a été exclu des analyses ultérieures en raison d'une fenêtre thérapeutique absente ou très étroite (IC50 3,5-3,9 µM, pic de concentration sérique 2,8 µM37). Les trois médicaments les plus attractifs selon cette sélection étaient NITD609, L-THP et TD-6450 (tableau 1). NITD609, également connu sous le nom de cipargamine, est un puissant inhibiteur de l'ATPase 4 de P. falciparum. Il présente un fort effet destructeur à des concentrations nanomolaires, à la fois sur les stades parasitaires asexués et sexuels38,39 et une activité raidissante sur les parasites asexués40. Le NITD609 est actuellement testé dans un vaste essai de phase 2 multi-sites en Afrique. Les présents résultats ont confirmé son effet connu sur les gamétocytes41 mais ont en outre révélé son activité rigidifiante sur les gamétocytes matures (Figs. 2C et 3A), qui devrait induire une clairance très rapide des formes transmissibles présentes dans la circulation au moment du traitement. Le L-THP est un alcaloïde aux effets anxiolytiques et sédatifs en cours de développement dans le cadre des troubles psychiatriques et des conduites addictives42. Cependant, il a également un effet connu sur les stades asexués de P. falciparum43. Les analyses actuelles ont élargi son spectre antipaludique aux stades sexuels du parasite (Fig. 3C). Le TD-6450 est un inhibiteur de la NS5A développé pour le traitement de l'infection par le virus de l'hépatite C. Malgré des indications solides d'une excellente innocuité (tableau 2) et d'une efficacité anti-VHC similaire à celles des autres membres de cette famille de médicaments, le développement du TD-6450 en tant que traitement de l'hépatite C a été arrêté après la phase 2 pour des raisons stratégiques. Le L-THP n'a pas été exploré davantage car, malgré son activité connue sur les stades asexués43, son activité de raidissement n'a pas été entièrement confirmée après le criblage. TD-6450 et NITD609 ont été retenus pour d'autres explorations dans la présente étude.

Les activités rigidifiantes du TD-6450 et de deux composés témoins, à savoir NITD609 et GSK1321730A, ont été confirmées par DRA avec une souche de parasite (3D7) autre que celle utilisée lors du criblage (NF54). Cette confirmation a été réalisée dans un laboratoire différent (Paris versus Madrid) avec un format de microplaque différent (96 puits à Paris vs 384 puits à Madrid). Les IC50 médianes (± SD) du TD-6450 étaient de gamme sub-micromolaire (0,28 ± 0,58 µM, cinq expériences indépendantes). Les taux de rétention normalisés ont montré des effets significatifs pour NITD609 (66 %, p < 0,0001) et TD-6450 (27 % p < 0,0001, Fig. 4B), avec une activité de raidissement plus élevée pour NITD609 par rapport à TD-6450. L'association du NITD609 et du TD-6450 a significativement amélioré la rigidification des gamétocytes par rapport à l'un ou l'autre des médicaments utilisés seuls, soit 73 % contre 66 % pour le NITD609 (p = 0,0058) et contre 27 % pour le TD-6450 (p < 0,0001) (Fig. 4B). La durabilité du raidissement induit par les médicaments a également été analysée. Les gamétocytes ont été cultivés avec exposition aux médicaments pendant 24 heures et les rétentions remesurées par microsphiltration 24 heures supplémentaires après le lavage du médicament (Fig. 4C). Dans ce contexte, le TD-6450 a montré une meilleure activité de raidissement soutenue que le NITD609 (43 % contre 23 %, p = 0,0525) (Fig. 4C). Les observations microscopiques ont confirmé l'effet connu de gonflement du parasite médié par NITD609 alors qu'aucun changement morphologique n'a été observé dans les gamétocytes exposés au TD-645044. Cette observation a été confirmée par les valeurs de rapport d'aspect obtenues par imagerie par cytométrie en flux (Fig. 4A). Les CI50 du TD-6450 lors de la campagne de dépistage (à Madrid) étaient soit de 455 ± 304 nM soit de 2,03 ± 0,35 µM lorsque respectivement tous les gamétocytes ou uniquement les femelles étaient colorés (2 expériences). Ces différences dépendantes de la lecture suggèrent que le TD-6450 est principalement actif sur les gamétocytes mâles, comme observé précédemment avec plusieurs composés anti-gamétocytes18, expliquant peut-être l'effet partiel apparent avec ce médicament.

A Érythrocytes colorés au Giemsa infectés par un gamétocyte mature de P. falciparum exposé pendant 24 heures au DMSO (contrôle négatif, bordure verte), TD-6450 5 µM (bordure bleue) et NITD609 1 µM (bordure rouge). La circularité des gamétocytes par imagerie par cytométrie en flux a été comparée en mesurant le rapport d'aspect montrant une différence significative entre le DMSO et le NITD609. L'expérience a été réalisée une fois. B Dot-plot cumulatif de 5 expériences de microsphiltration où des gamétocytes de stade V de P. falciparum (souche 3D7 pULG8-GFP) ont été exposés pendant 24 heures à TD-6450 (bleu), NITD609 (rouge) ou une combinaison des deux (violet). C Dot-plot cumulatif de 4 expériences de microsphiltration où les gamétocytes ont été exposés aux médicaments pendant 24 h et maintenus en culture pendant 24 heures supplémentaires après le retrait du médicament. Les points indiquent le taux de rétention des puits individuels des plaques de microsphiltration à 96 puits. Pour B, C, chaque expérience a été réalisée avec une seule induction de gamétocytes et une seule colonne de 8 puits pour chaque condition a été chargée, à moins que la population de gamétocytes en culture ne soit pas assez grande pour remplir toute la colonne. Les nombres de répétitions sont, de gauche à droite : 40 (8 pour chaque expérience), 40 (8 pour chaque expérience), 32 (8 pour chacune des 4 expériences), 32 (8 pour chacune des 4 expériences). Les boîtes à moustaches indiquent les médianes et les IQR. L'exposition au DMSO (vert) était le contrôle négatif. Les valeurs P et F après le test ANOVA unidirectionnel étaient inférieures à 0,0001 et égales à 110 (B) et égales à 0,0005 et 6,365 (C), respectivement. Légende des valeurs p individuelles : *p = 0,05–0,01, **p = 0,01–0,001, ***p = 0,001–0,0001, ****p < 0,0001. Les valeurs de p individuelles, lorsqu'elles sont supérieures à 0,0001, sont : panneau B, NITD609 vs combinaison, 0,0058. Panneau C, DMSO contre NITD609, 0,0096. Les données source sont fournies sous la forme d'un fichier de données source.

Concernant l'efficacité du TD-6450 sur les parasites asexués, l'IC50 était de 875 ± 205 nM sur 3D7 et de 1,33 ± 0,23 µM sur les souches NF54 (2 expériences, Fig. 5B). L'observation microscopique sur des frottis colorés au Giemsa a confirmé le gonflement des anneaux exposés au NITD609, tandis que les anneaux asexués exposés au TD-6450 ont montré une maturation retardée et une pycnose sans gonflement (Fig. 5A et Fig. S2), suggérant que ces médicaments agissent par différents mécanismes. Pour évaluer la capacité de P. falciparum à développer une résistance contre le TD-6450, nous avons exposé des parasites de la lignée F32-TEM, une souche de référence de P. falciparum sensible à l'artémisinine45, au médicament à une concentration de 3 µM pendant trois jours. Nous avons confirmé l'absence de parasites sur les frottis colorés au Giemsa après exposition, puis vérifié quotidiennement la réapparition du parasite dans un flacon de culture sans médicament. Nous avons observé un décalage de 3,5 et 1,5 fois de l'IC50 de TD-6450 sur les parasites45 exposés à cinq ou dix de ces impulsions tueuses de médicaments, respectivement (Fig. 5C), sans raccourcir le temps de repousse du premier au la dernière impulsion. Ce faible niveau de changement d'IC50 suggère qu'il n'y a pas d'émergence rapide de parasites nettement résistants au TD-6450 in vitro.

A Érythrocytes colorés au Giemsa infectés par un stade annulaire de P. falciparum exposés au DMSO (contrôle négatif, bordure verte), TD-6450 5 µM (bordure bleue) et NITD609 1 µM (bordure rouge). Les observations au microscope optique ont été répétées 5 fois. B Dose-réponse de P. falciparum au stade annulaire synchronisé (souches NF54 et 3D7 pULG8-GFP), exposé pendant 48 h à TD-6450 (bleu) et NITD609 (rouge). C Dose-réponse de la souche F32-TEM soit avant (bleu foncé), soit après 5 (bleu) ou 10 (bleu clair) impulsions de médicament avec TD-6450. Chaque point montre la moyenne (±ET) de 3 répétitions. Les données source sont fournies sous la forme d'un fichier de données source.

Le TD-6450 a été découvert et développé pour le traitement de l'infection par le virus de l'hépatite C par Theravance Biopharma Inc, mais a été arrêté après la phase II pour des raisons stratégiques. Le premier essai clinique de phase I s'est achevé en 2014 (ID des essais cliniques : NCT02022306). L'objectif principal de cette étude était d'évaluer l'innocuité et la tolérabilité de la dose unique ascendante (SAD) et de la dose ascendante multiple (MAD) chez des sujets sains (tableau 2). L'objectif secondaire était de déterminer la pharmacocinétique (PK) du TD-6450 chez des sujets sains pour le SAD et le MAD. Les données PK obtenues à partir de cette étude de phase I ont été utilisées pour faire une modélisation concentration-temps. La qualité de l'ajustement était élevée (Fig. 6A) avec les données des études à dose ascendante unique (SAD) et à doses ascendantes multiples (MAD) réalisées chez des volontaires sains (Fig. 6B, C). Les relations de covariables supplémentaires suivantes ont été retenues dans le modèle final : dose sur la biodisponibilité relative, mise en œuvre comme une fonction de crosse de hockey entraînant une diminution linéaire de la biodisponibilité relative des doses de 240 mg à 500 mg (soit une diminution de 24,7 % par augmentation de 100 mg de dose supérieure à 240 mg); la dose sur la clairance d'élimination mise en œuvre comme une fonction de saturation atteignant la pleine saturation à la dose la plus élevée ; la durée du traitement sur la biodisponibilité relative mise en œuvre sous la forme d'une fonction de saturation atteignant la pleine saturation au dosage à l'état d'équilibre ; l'apport alimentaire sur la biodisponibilité relative, mise en œuvre comme un effet covariable catégorique (c'est-à-dire une biodisponibilité supérieure de 68,5 % lorsqu'il est administré avec de la nourriture) ; et l'apport alimentaire sur le taux d'absorption mis en œuvre en tant qu'effet covariable catégorique (c'est-à-dire un temps d'absorption plus long de 93,3 % lorsqu'il est administré avec de la nourriture) (tableau 3).

Qualité de l'ajustement (A) du modèle pharmacocinétique final. Diagnostics basés sur la simulation (n = 2000 simulations indépendantes) (pvcVPC), affichant les performances prédictives du modèle PK final, stratifiées sur un dosage unique (B) vs multiple (C). Les données PK utilisées pour réaliser la modélisation ont été mises à disposition par Theravance Biopharma. Les données source sont fournies sous la forme d'un fichier de données source.

Sur la base des résultats de la modélisation, des simulations concentration-temps (Fig. S3) d'une dose unique de 1000 mg sans (Fig. 7A) et avec (Fig. 7B) de nourriture ont été générées. Selon le modèle, une concentration plasmatique de 200 nM, qui rigidifie significativement les gamétocytes matures après une exposition de huit heures (Fig. 7C), sera maintenue pendant au moins 8 heures chez 90 % et 100 % de la population avec une dose unique de 1000 mg administrés sans ou avec de la nourriture. Cette concentration (200 nM) est le meilleur compromis entre la couverture de la population entière (y compris toutes les covariables de modélisation) et l'activité de raidissement in vitro du TD-6450 qui devrait se traduire par une clairance in vivo marquée.

Profils pharmacocinétiques de population simulés d'une dose orale unique de TD-6450 administrée à jeun (A) et avec de la nourriture (B), chez des volontaires sains. Les lignes pleines noires sont les profils moyens de la population et la zone grise ombragée montre l'intervalle de prédiction de 90 %. Les lignes pointillées rouges indiquent une concentration de 200 nM, associée à un raidissement significatif des gamétocytes matures. Les données PK utilisées pour réaliser la modélisation ont été mises à disposition par Theravance Biopharma. C Dot-plot cumulatif de 3 expériences de microsphiltration où les gamétocytes ont été exposés aux médicaments pendant 8 h, dilués par un facteur de 10 puis filtrés après 24 h. Les points indiquent le taux de rétention des puits individuels des plaques de microsphiltration à 96 puits. Chaque expérience a été réalisée avec une seule induction de gamétocytes et une seule colonne de 8 puits pour chaque condition a été chargée, à moins que la population de gamétocytes en culture ne soit pas assez grande pour remplir toute la colonne. Les nombres de répétitions sont, de gauche à droite : 23 (8 pour les 2 premières expériences, 7 pour la 3ème), 16 (8 pour chacune des 2 premières expériences), 23 (8 pour les 2 premières expériences, 7 pour la 3ème ), 7 (3ème expérience uniquement) et 7 (3ème expérience uniquement). Les boîtes à moustaches indiquent les médianes et les IQR. L'exposition au DMSO (vert) était le contrôle négatif. Les valeurs P et F après le test ANOVA unidirectionnel étaient inférieures à 0,0001 et égales à 12,09, respectivement. Légende des valeurs p individuelles : *p = 0,05–0,01, **p = 0,01–0,001, ***p = 0,001–0,0001, ****p < 0,0001. Les valeurs de p individuelles, lorsqu'elles sont supérieures à 0,0001, sont : DMSO vs TD-6450 200 nM, 0,0284. Les données source sont fournies sous la forme d'un fichier de données source.

En utilisant une approche mimétique splénique adaptée au dépistage à haut débit, nous avons identifié 82 composés ou médicaments qui raidissent ou tuent les stades de transmission de P. falciparum, l'espèce responsable des attaques de paludisme les plus graves et les plus mortelles. Trois des médicaments actifs identifiés sont sûrs pour une utilisation chez l'homme et administrés par voie orale. La combinaison de deux d'entre eux, NITD609 et TD-6450, induit des taux élevés de rétention des gamétocytes de P. falciparum dans les filtres mimétiques de la rate. La rétention splénique entraîne la clairance des érythrocytes du sang10,12,46. Les médicaments fournissant des activités de raidissement peuvent donc bloquer la transmission du paludisme en rendant les formes transmissibles indisponibles pour le moustique anophèle vecteur hématophage9,10. Le stade gamétocyte est un goulot d'étranglement étroit dans le cycle parasitaire vers la transmission aux moustiques8. Le blocage de cette transmission est déjà un élément majeur de l'effort d'éradication du paludisme7 et il peut prendre encore plus d'importance pour lutter contre l'émergence récente de moustiques résistants aux insecticides47, de parasites résistants à l'artémisinine6 et la récente augmentation de l'incidence mondiale du paludisme1. Notre approche réussie enrichit la liste des composés anti-gamétocytes. Nous avons identifié des composés, des cibles et, potentiellement, un médicament anti-gamétocyte qui n'auraient pas été capturés avec une approche basée sur la mise à mort. Les excellents profils de sécurité du NITD609 et du TD-6450 ainsi que la pertinence physiologique de leur effet de clairance des gamétocytes incitent à leur évaluation rapide chez l'homme dans cette indication. Étant donné que la filtration érythrocytaire mimétique de la rate a été validée contre la rate humaine perfusée ex vivo48, NITD609 et TD-6450 devraient effectivement réduire les concentrations de gamétocytes dans la circulation des sujets humains.

Auparavant, les propriétés mécaniques des gamétocytes matures n'avaient été explorées qu'à petite échelle13,16 et adapter la filtration des érythrocytes à travers des couches de microsphères ("microsphiltration")25 au criblage à haut débit des raidisseurs de gamétocytes a été un défi technique. L'effort est cependant mérité, car la microsphiltration peut analyser simultanément des centaines28 à des milliers d'échantillons27. La combinaison rationalisée de la production de gamétocytes à grande échelle, de la microsphiltration dans des plaques à 384 puits et de l'imagerie à haut contenu a finalement conduit à un test robuste : la campagne de dépistage a capturé des médicaments ayant des effets connus sur la destruction des gamétocytes, tels que le bleu de méthylène, les inhibiteurs de la Pf-ATPase 4, et les inhibiteurs de Pf-PI4K, confirmant ainsi la précision du processus de sélection des hits. Les précédentes campagnes de dépistage avaient en effet identifié le bleu de méthylène31,33,34 et les inhibiteurs de l'ATPase 4 (NITD609 et PA92), EF2 (DDD49849) et PI4K, (MMV390048)50 comme candidats bloquant la transmission du paludisme. Plusieurs groupes avaient déjà criblé la librairie Pathogen Box29,30,31 et nos travaux confirment les effets de trois médicaments, à savoir MMV020081, MMV667494 et MMV030734. Ces deux derniers raidissent spécifiquement les gamétocytes féminins dans notre étude, confirmant qu'un effet sexué des composés anti-gamétocytes est fréquent18. Nous avons identifié un groupe de 9 inhibiteurs d'histone désacétylase (HDAC) qui sont en cours de développement clinique pour le cancer, et des candidats prometteurs pour d'autres maladies, y compris le paludisme symptomatique51, fournissant une preuve supplémentaire que la voie HDAC est impliquée dans la transmission du paludisme52. Cependant, nous n'avons pas exploré davantage cette famille de composés car après une analyse approfondie de leur innocuité, nous l'avons trouvée acceptable pour traiter le cancer ou le paludisme symptomatique potentiellement grave, mais probablement pas pour les interventions de blocage de la transmission du paludisme53,54. Des optimisations futures pourraient identifier des inhibiteurs des HDACs plus sélectifs pour P. falciparum et avec un meilleur profil d'innocuité55. Fait important, nous avons également trouvé plusieurs mécanismes médicamenteux potentiels ou cibles moléculaires. Parmi les succès, il y avait neuf composés ayant des activités de raidissement uniquement, en particulier sept glycosides cardiaques humains qui ciblent la pompe ATPase, et les oligomycines A et B, des antibiotiques affectant la phosphorylation oxydative par l'inhibition de l'ATP synthase. Nos découvertes révéleront probablement de nouvelles voies moléculaires impliquées dans la biomécanique des gamétocytes. Enfin et surtout, la gramicidine, un antibiotique porogène qui crée des fuites dans les membranes bactériennes, était notre tueur de gamétocytes le plus puissant, avec une IC50 dans la gamme nanomolaire basse.

Nous avons concentré les explorations post-sélection sur le potentiel de blocage de la transmission de deux médicaments : NITD609 et TD-6450. NITD609 (également connu sous le nom de cipargamine) est un inhibiteur de l'ATPase 4 avec une activité contre tous les stades de P. falciparum. Un autre inhibiteur de l'ATPase 4, PA92, a été capturé par la campagne de dépistage, confirmant que ces inhibiteurs sont des cibles prometteuses pour les stratégies de blocage de la transmission54. Le TD-6450, un inhibiteur non structural de la protéine 5 A (NS5A), a été testé dans des essais cliniques de phase II pour le traitement de l'hépatite C. Son effet antipaludéen via le raidissement des gamétocytes matures a été révélé par notre campagne de dépistage. Le fait que le TD-6450 inhibe la croissance du parasite à des concentrations micromolaires suggère que son action est principalement spécifique au parasite plutôt que basée sur un effet putatif sur les globules rouges non infectés. Les globules rouges non infectés n'étaient en effet pas (ou seulement légèrement) affectés par l'exposition au TD6450 ou au NITD609 in vitro (Fig. S5). Les inhibiteurs non structuraux de la protéine 5A en général, et le TD-6450 en particulier, sont administrés par voie orale et sans danger chez les sujets humains (tableau S3)55,56,57. Le lédipasvir, un médicament présentant une forte homologie avec le TD-6450, peut être administré en toute sécurité aux femmes enceintes58. Sur les 14 inhibiteurs de NS5A inclus dans la bibliothèque ReFrame, seul le TD-6450 répondait à la définition du hit. Le TD-6450 est le seul inhibiteur hétérodimérique de la NS5A qui peut expliquer son activité accrue. Néanmoins, un effet de classe ne peut être exclu à ce stade. Les taux de rétention maximale des gamétocytes observés avec le TD-6450 étaient inférieurs à ceux du NITD609, rappelant un antagonisme partiel. Les populations de gamétocytes contiennent des mâles et des femelles et un effet biaisé selon le sexe a été décrit avec les médicaments anti-gamétocytes59. Les différences d'efficacité dépendantes de la lecture observées avec le TD-6450 dans notre étude peuvent expliquer l'activité apparemment partielle, qui peut donc être complète chez les mâles et faible ou absente chez les femelles. Une confirmation robuste de ce point est requise.

Malgré l'IC50 relativement élevée observée in vitro, une fenêtre thérapeutique pour le TD-6450 existe probablement. Les données de modélisation prédisent que près de 90 % d'une population sera exposée à des concentrations plasmatiques de médicaments censées réduire la densité des gamétocytes en circulation. Les trois principaux déterminants de la transmission du paludisme sont la concentration de gamétocytes dans le sang périphérique (gamétocytemie), leur séquestration potentielle dans la peau humaine et l'engagement sexuel au cours du cycle de multiplication. Parmi ceux-ci, seule la gamétocytemie est solidement corrélée à la transmission60,61,62,63. Dans une étude récente60, aucun ou très peu d'anophèles n'étaient infectés par du sang contenant 30 gamétocytes/µl ou moins, et le nombre d'anophèles infectés était au moins 10 fois plus faible à 50 gamétocytes/µl qu'à 200–250 gamétocytes/µl. Par conséquent, un médicament ou une combinaison de médicaments induisant la clairance de 70 à 80 % des gamétocytes peut avoir un impact sur la transmission, quel que soit son effet sur la viabilité du parasite ; même vivant, un gamétocyte raidi retenu dans la rate est en effet inaccessible à la piqûre de moustique. On s'attend à ce que la longue demi-vie du TD-6450 et la persistance de son activité après l'élimination de la pression médicamenteuse facilitent un effet de blocage de la transmission soutenu.

En l'absence de modèle animal validé pour la rétention splénique des gamétocytes matures de P. falciparum48, une étude chez l'homme est la prochaine étape. Dans une récente étude de provocation humaine, une circulation soutenue de gamétocytes matures a été observée suite au traitement de volontaires par la pipéraquine. Ce résultat ouvre la voie à une évaluation rapide et puissante du potentiel de blocage de la transmission des médicaments anciens ou nouveaux64. Pour les médicaments comme ceux identifiés ici, potentiellement capables de bloquer la transmission en induisant la clairance des gamétocytes spléniques, la lecture d'une telle évaluation serait la simple mesure de la gamétocytemie après l'administration du médicament. Des informations précliniques très importantes pour le développement de médicaments anti-gamétocytaires tels que les Standard Membrane Feeding Assays et des études chez la souris sont des prérequis indispensables dans le contexte spécifique de notre approche. Une diminution de la gamétocytemie est en effet directement liée à une transmission réduite, et nous fournissons des résultats robustes suggérant que TD-6450 et NITD609 peuvent réduire la gamétocytemie. Le développement de médicaments pour bloquer la transmission du paludisme est confronté à des défis éthiques, pharmaceutiques et logistiques. Si l'effet potentiel de blocage de la transmission du NITD609 et du TD-6450 est confirmé dans un essai clinique, l'ajout de ces médicaments sûrs à l'arsenal thérapeutique pourrait contribuer à l'élan d'une approche originale visant un contrôle durable du paludisme.

La bibliothèque Pathogen Box (400 composés, fournis par MMV-Medicine for Malaria Ventures, Genève, Suisse), la bibliothèque Kinase Inhibitors Box (350 composés, fournis par GSK-Glaxo SmithKline DDW Unit, Tres Cantos, Espagne) et la bibliothèque ReFrame (12 805 composés fournis par le California Institute for Biomedical Research-Calibr, La Jolla, CA, USA) ont été utilisés conformément aux instructions des fournisseurs. Les composés solubilisés au DMSO (concentration de stock de 10 mM) ont été chargés dans des plaques à 384 puits (Seahorse, cat. No. 201035-100). Deux colonnes ont été laissées vides pour les contrôles. Pour chaque composé, 5 nL ont été pré-déposés dans un seul puits pour atteindre une concentration finale de 1,11 μM. Le volume final pour chaque puits était de 45 µl. Les témoins ont été préparés comme suit : 22,5 nL de DMSO ont été chargés dans 16 puits comme témoins négatifs (0,05 % de concentration finale) ; 22,5 nL de NITD609 (fourni par MMV, Genève, Suisse) 1 mM ont été chargés dans 8 puits (concentration finale 0,5 μM), 17 nL de Calyculine A (Sigma, cat. no. C5552) 0,2 μM ont été chargés dans 6 puits (75 nM finale) et 225 nL de Gentian Violet (MolPort, cat. no. 002-133-551) 10 mM ont été chargés dans les 2 puits restants (concentration finale 50 μM). Les plaques ont été préparées en triple exemplaire pour la Pathogen Box et en sextuple pour la Kinase Inhibitors Box.

Les parasites de la souche Plasmodium falciparum NF54 (utilisés pour la campagne de dépistage) ont été cultivés à 4 % d'hématocrite dans les globules rouges de donneurs de sang informés (groupe sanguin A) comme décrit précédemment65. Les parasites ont été prélevés du congélateur à -80 °C, puis fondent rapidement pendant 1 minute dans un bain-marie à 37 °C. Une solution saline a été ajoutée doucement pour éviter la lyse. Tout d'abord, NaCl dissous à 12 % dans de l'eau distillée (1/5 du volume mesuré dans le cryotube) puis NaCl dissous à 1,6 % (9 fois le volume du cryotube). Après cela, des globules rouges frais ont été ajoutés pour permettre la repousse des parasites. Les globules rouges infectés ont été conservés dans du milieu RPMI (Sigma-Aldrich, cat. n° R4130), additionné de 10 % de sérum humain décomplémenté, hypoxanthine 50 mg/l (Sigma-Aldrich, cat. n° H9636). Biobank of Castilla y Leon et Centro de Transfusiones de Madrid en tant que fournisseurs de concentrés de globules rouges humains. La production de gamétocytes a été induite à partir d'une parasitémie au stade anneau à 0,5 % (jour 0). Le milieu a été changé quotidiennement pour induire la différenciation des gamétocytes, comme décrit précédemment66. Au jour 17, les gamétocytes ont été concentrés en utilisant un milieu à gradient de densité (NycoPrep 1.077, Progen cat. n° 1114550)27. La parasitémie a été ajustée par FACS (double coloration SYBR-Green et MitoTracker, 3 à 5 % ciblée). L'hématocrite a été ajusté à 0,5 % en ajoutant des globules rouges frais et contrôlé par comptage manuel dans une chambre de Neubauer (Celeromics, cat. n° 717810). Enfin, la suspension de gamétocytes a été versée (45 μL/puits) dans la microplaque 384 puits contenant le composé, puis incubée 24 heures à la fois pour la campagne de dépistage et l'analyse dose-réponse. Les stades asexué et sexué ont été cultivés dans du RPMI 1640 additionné de 25 mM HEPES, 50 mg/L d'hypoxanthine, 50 μg/mL de gentamicine, 10 % de sérum humain inactivé par la chaleur (A+). Chaque lot de sérum a été obtenu en regroupant 10 poches de sérum provenant de donneurs différents. Le sérum a été conservé à -20 ° C et décongelé dans un bain d'eau chaude avant utilisation. Un nouveau lot de sérum est préparé lorsque le précédent est terminé. Pour l'analyse dose-réponse et la microfluidique, les souches 3D7-pULG8-GFP67 et NF54 (BEI Resources, cat. no. MRA-1000) ont été testées. La souche 3D7 a été cultivée comme décrit ci-dessus avec l'ajout de 0,2 % de NaHC03 et de 2,5 nM de WR99210 pour les stades asexué et sexué.

Une microsphiltration à grande échelle a été réalisée comme décrit précédemment27. Brièvement, des plaques de microsphiltration ont été préparées à l'aide d'une station de travail Biomek NX (Beckman, cat. n° 989402) pour charger 15 μl de microsphères 25–45μm puis 10 μl d'un mélange de 30% 5–15μm et 70% (p/p) 15 – Microsphères de 25 μm. Les plaques filtrantes à 384 puits ont ensuite été stockées à -20 ° C jusqu'à utilisation. Dans certaines des plaques de microsfiltration à 384 puits, une fuite de microsphères s'est produite dans un ou plusieurs puits. Les puits présentant des fuites ont été scellés. Les plaques présentant plus de 5 puits scellés n'ont pas été utilisées. Les plaques d'imagerie ont été préparées en chargeant 30 μL de solution de coloration dans chaque puits d'une plaque recouverte de collagène. Une solution de coloration différente a été utilisée pour chaque lecture (1 et 2). La lecture 1 a compté les gamétocytes mâles et femelles, en utilisant l'acide nucléique (Syto40, Thermo Fisher n° de cat. S11351) et la viabilité (MitoTracker Deep Red, Thermo Fisher n° de cat. M22426), et les globules rouges totaux en utilisant une coloration de la membrane cellulaire (CellMask Orange, n° de catalogue Thermo Fisher C10045). La lecture 2 a quantifié sélectivement la rétention et la destruction des gamétocytes femelles. Un marqueur spécifique des gamètes femelles (anti-pfs25, clone 4B7, BEI Resources cat. n° MRA-315), couplé antérieurement au colorant fluorescent Cy3 (GE Healthcare, cat. n° PA33000), a été dissous dans du milieu ookinete (milieu RPMI avec HEPES 25 mM, hypoxanthine 50 mg/litre, bicarbonate de sodium 2 g/litre, acide xanthurénique 100 μM, sérum humain 20 %) pour induire l'activation des gamètes femelles18. Une coloration différente de la membrane cellulaire (CallMask Deep Red, Thermo Fisher n° de cat. C10046) a également été ajoutée pour compter tous les globules rouges. Un protocole de microsphiltration automatisé a été réalisé à l'aide de la station de travail Biomek NX (Beckman, cat. n° 989402) connectée à une pompe à vide. La microsphiltration automatisée a été réalisée comme décrit précédemment27. Les plaques d'imagerie ont été incubées pendant une nuit à température ambiante, puis lues dans un système d'imagerie confocale à haut contenu OperaPhenix (Perkin Elmer, Waltham, MA, États-Unis) et analysées avec le logiciel d'analyse à haut contenu Harmony v. 5.0.

À partir de l'analyse des plaques d'imagerie, le pourcentage d'infection par les gamétocytes a été calculé sur la base du nombre de gamétocytes divisé par le nombre de cellules totales. Cela a été fait pour les échantillons en amont (UP) et en aval (DS). Le meurtre a été calculé à l'aide de la formule suivante :

Le taux de rétention a été calculé comme décrit précédemment25 avec la formule suivante :

Les taux de destruction (axe x) et de rétention (axe y) ont ensuite été représentés graphiquement. Une ligne de régression avec une bande de prédiction à 95 % a été calculée à l'aide du logiciel GraphPad Prism 5.1. Les valeurs aberrantes ont été exclues du calcul de la régression linéaire. Seuls les composés qui se situaient en dehors de la bande de prédiction supérieure dans les deux lectures ont finalement été sélectionnés comme résultats. Les analyses ont été faites plaque par plaque. Pour chaque plaque de criblage simple, le paramètre Z' a été calculé comme décrit précédemment68 avec la formule suivante :

où RR est la moyenne du taux de rétention, SD l'écart type, PC le contrôle positif (NITD609 0,5 μM) et NC le contrôle négatif (DMSO 0,05%).

En ce qui concerne l'analyse statistique des expériences post-sélection, un test ANOVA unidirectionnel ordinaire a été préalablement effectué pour le valider, lorsque la valeur P bilatérale était inférieure à 0,001. L'ANOVA a été suivie d'un test t apparié pour calculer les valeurs P bilatérales des différences individuelles (indiquées par des astérisques dans les figures).

Des analyses dose-réponse (DRA) ont été effectuées pour l'effet de destruction et l'activité de raidissement pour chaque coup sélectionné tel que défini ci-dessus. Les résultats d'OperaPhenix ont été représentés graphiquement avec l'axe des x représentant la concentration du composé et l'axe des y le taux de destruction ou de rétention. À l'aide du logiciel GraphPad 5.1 Prism (GraphPad Software, San Diego, Californie, États-Unis), les résultats ont été transformés sous forme logarithmique et une courbe log(agoniste) vs réponse a été suivie (pente variable). La concentration à laquelle 50 % de la destruction ou de la rétention est inhibée (IC50) a été calculée par le logiciel à partir de l'équation de la courbe :

où B est la valeur inférieure, T est la valeur supérieure et ɣ est la pente.

Des analyses à dose fixe et à dose-réponse ont été réalisées selon un deuxième protocole (laboratoire de Paris) pour valider les résultats sélectionnés du dépistage primaire. En bref, la suspension de gamétocytes a été chargée dans une plaque vide à 96 puits (200 µL/puits). Pour chaque dose-réponse, tout d'abord, le volume du puits a été doublé et le composé a été ajouté pour obtenir une concentration finale de 10 uM. Pour l'analyse dose-réponse, la suspension de gamétocytes a ensuite été manuellement diluée en série 1/2 pour 12 points, obtenant 5 nM comme concentration inférieure. La même opération a été faite avec du DMSO pour avoir un contrôle négatif. Après 24 heures d'incubation à 37 °C, les suspensions de gamétocytes ont été chargées dans une plaque de filtration à 96 puits28 et la microsphiltration a été effectuée manuellement à 37 °C. Les échantillons en amont et en aval ont été incubés pendant 30 min avec une coloration nucléaire Hoechst 33342 (dilué au 1/1000 dans du PBS, Thermo Fischer cat. n° H3570), lavés, remis en suspension dans 200 µL de PBS puis chargés dans une plaque à 96 puits vide avant Quantification FACSCanto (BD Biosciences, Franklin Lakes, New Jersey, États-Unis). Les données de cytofluorimétrie ont été analysées avec FlowJo V12. Selon les expériences décrites précédemment avec cette technique, pour éviter le risque de saturation des couches de microbilles, une expérience de microsphiltration a été répétée lorsque la gamétocytemie en amont dépassait 10 %25,69.

La cytométrie en flux d'imagerie à l'aide d'ImageStream X Mark II (partie Amnis de Luminex) a été réalisée pour déterminer le rapport d'aspect des érythrocytes infectés par un gamétocyte mature de P. falciparum en utilisant des images en fond clair (grossissement 60x) traitées avec un logiciel informatique (IDEAS v 6.2, AMNIS ). Le rapport d'aspect est le rapport de l'axe mineur divisé par l'axe majeur et décrit à quel point un objet est rond ou oblong. Des cellules ciblées et des cellules individuelles ont été sélectionnées pour analyser la fonction de rapport d'aspect afin de documenter la forme des cellules.

Les souches de Plasmodium falciparum 3D7-pULG8-GFP ou NF54 ont été synchronisées par lyse au sorbitol70. Les anneaux ont ensuite été dilués à 0,5 % de parasitémie et chargés dans une plaque à 96 puits vide (200 µL/puits). Tout d'abord, le volume du puits a été doublé et le composé a été ajouté pour obtenir des concentrations finales de 20 µM (TD-6450) et 500 nM (NITD609). La suspension annulaire a ensuite été manuellement diluée en série 1/2 pour 12 points, obtenant 9,77 nM (TD-6450) et 0,24 nM (NITD609) comme concentrations les plus faibles. La même opération a été faite avec du DMSO pour avoir un contrôle négatif. Après 48 heures d'incubation, les plaques ont été centrifugées et les culots de RBC ont été incubés pendant 30 min avec du Sybr-G (dilué au 1/1000 dans du PBS, Thermo Fisher cat. n° S7567). Après lavage au PBS (2x), les culots ont été remis en suspension dans 200 µL de PBS et la parasitémie a été quantifiée par FACSCanto et analysée avec FlowJo V12. Les IC50 ont été déterminées à l'aide de GraphPad Prism 5.1 comme mentionné. Les images de microscopie optique ont été prises à l'aide d'un microscope inversé Leica et analysées avec le logiciel Las X.

Il s'agissait d'une étude de phase I, en double aveugle, randomisée, contrôlée par placebo, à dose unique ascendante (SAD) et à doses multiples ascendantes (MAD) pour évaluer l'innocuité et la tolérabilité du TD-6450 chez des sujets sains (objectif principal) et la pharmacocinétique (objectif secondaire). L'étude est disponible sur le site web clinicaltrial.gov (identifiant NCT02022306), elle a débuté le 4 février 2014 (premier sujet inscrit) et s'est terminée le 18 août 2014 (dernier sujet conclu), dans le Healthcare Discoveries (une filiale d'ICON Development Solutions) à San Antonio, Texas, États-Unis. Des sujets sains, non fumeurs, sans antécédents médicaux significatifs, avec un IMC compris entre 18 et 30 kg/m2, pesant au moins 50 kg, âgés de 18 à 60 ans, ont été sélectionnés pour cette étude. Les sujets étaient capables et désireux de donner un consentement éclairé. Aucun biais n'a été signalé dans le processus de sélection. Le protocole et tous les amendements pour cette étude et tout le matériel d'accompagnement qui a été fourni aux sujets (y compris les publicités, les fiches d'information du sujet et les descriptions de l'étude utilisées pour obtenir le consentement éclairé) ont été soumis par l'investigateur au comité centralisé d'examen institutionnel (IRB) , à savoir l'IntegReview, créée en 1999 à Austin (Texas, USA) et acquise par Advarra en 2020. Une approbation documentée a été obtenue avant le début de l'étude, le 28 mars 2014. Cette étude a été menée conformément au protocole, aux principes de la Conférence internationale sur l'harmonisation des exigences techniques pour l'enregistrement des produits pharmaceutiques à usage humain (ICH) Guideline for Good Clinical Practice (GCP), le Code of Federal Regulations des États-Unis, les principes de la Déclaration d'Helsinki de l'Association médicale mondiale, les principes éthiques pour Recherche médicale impliquant des sujets humains et toutes les exigences réglementaires applicables.

Les critères de jugement principaux et secondaires ont été prédéfinis comme suit : l'innocuité et la tolérabilité comme critère de jugement principal, la pharmacocinétique comme critère de jugement secondaire. L'innocuité et la tolérabilité ont été évaluées à l'aide de mesures standard, y compris la surveillance des événements indésirables (EI), les tests cliniques de laboratoire (hématologie, chimie sérique, coagulation et analyse d'urine), les signes vitaux, les examens physiques et les électrocardiogrammes (ECG) à 12 dérivations. Les événements indésirables ont été évalués par l'investigateur et définis comme tout événement médical fâcheux chez un patient ou sujet d'investigation clinique ayant reçu un produit pharmaceutique et n'ayant pas nécessairement de lien de causalité avec ce traitement. La pharmacocinétique a été évaluée par la collecte d'échantillons de sang de chaque sujet aux moments suivants : prédose (dans les 30 minutes avant l'administration, uniquement le jour 1 60 minutes avant l'administration) et 0,5, 1, 2, 3, 4, 6, 8 et 12 heures après la prise. Des échantillons de sang ont été analysés pour calculer les paramètres pharmacocinétiques suivants : ASC0-24 : aire sous la courbe de concentration plasmatique en fonction du temps, du temps zéro à 24 heures après la perfusion, ASC0-t : aire sous la courbe de concentration plasmatique en fonction du temps, du temps zéro à le dernier échantillon avec une concentration d'analyte quantifiable, AUC0-∞ : aire sous la courbe concentration plasmatique en fonction du temps, du temps zéro à l'infini, Cmax : concentration plasmatique maximale, Tmax : temps pour atteindre Cmax, demi-vie d'élimination terminale (t1/2) , CL/F : clairance plasmatique orale, Vz/F : volume apparent de distribution pendant la phase terminale, Ae (quantité excrétée dans l'urine) : la quantité cumulée excrétée dans l'urine du temps zéro au dernier échantillon avec une concentration mesurable en analyte, Fe : fraction de dose excrétée dans les urines (TD-6450 uniquement) (Jour 1 et 14 MAD uniquement), CLr : clairance rénale.

Cette étude a été menée en deux parties, la partie A (SAD) et la partie B (MAD). Pour la partie A, l'âge des sujets inscrits variait de 20 à 60 ans, avec une tranche d'âge moyenne de 32,1 à 46,2 ans. La plupart des sujets étaient des hommes (73 sujets au total) et la plupart étaient blancs (55 sujets) ou noirs (22 sujets). Pour la partie B de l'étude, les âges variaient de 23 à 60 ans avec un âge moyen similaire dans tous les groupes de traitement. La plupart des sujets étaient des hommes (25 sujets au total) et tous étaient blancs (18 sujets) ou noirs (12 sujets). Pour chaque partie de l'étude, l'indice de masse corporelle (IMC) moyen et la clairance de la créatinine étaient similaires dans tous les groupes de traitement. Aucun sujet n'avait d'antécédents médicaux pertinents sur le plan clinique. Partie A : Des sujets sains ont été recrutés de manière séquentielle et assignés au hasard à chaque cohorte de dose (jusqu'à 10 cohortes à dose croissante étaient prévues, y compris un bras nourri dans la cohorte de l'effet alimentaire) pour recevoir soit une dose unique de TD-6450, soit un placebo. Pour chaque cohorte de doses, 8 sujets ont été randomisés selon un rapport 3:1 (6 sujets ont reçu du TD-6450 et 2 sujets ont reçu un placebo). La dose initiale de TD-6450 était de 0,5 mg avec une dose maximale prévue de 1000 mg. Après examen des données pharmacocinétiques de la cohorte de 500 mg, la décision a été prise de ne pas passer à la cohorte de 1 000 mg en raison de la saturation de l'exposition à ≥ 500 mg. Les doses suivantes ont été administrées : 0,5 mg, 1,5 mg, 5 mg, 15 mg, 30 mg, 60 mg, 120 mg, 240 mg et 500 mg. Partie B : Des sujets sains ont été séquentiellement inscrits dans 3 cohortes de doses croissantes (TD-6450 60 mg, 120 mg et 240 mg) et assignés au hasard pour recevoir soit TD-6450 soit un placebo en une dose quotidienne pendant 14 jours. Pour chaque cohorte de doses, 10 sujets ont été randomisés selon un rapport 4:1 (8 sujets ont reçu du TD-6450 et 2 sujets ont reçu un placebo). La sécurité en aveugle, la tolérabilité et les données pharmacocinétiques disponibles après chaque cohorte de dose ont été examinées par le comité d'examen des données de sécurité (SDRC) avant de passer à la cohorte de dosage suivante pour les parties A et B. Les sujets de l'étude clinique ont été assignés au hasard à chaque cohorte. Des codes de randomisation ont été attribués aux sujets. Tous les sujets de l'étude, les investigateurs de l'étude et le personnel du promoteur impliqués dans la conduite de l'étude n'ont pas été informés de l'attribution du traitement. Les seuls membres du personnel qui avaient accès au code de randomisation avant le verrouillage de la base de données étaient : Le pharmacien ou le membre du personnel de la pharmacie qui a préparé des gélules de médicament ou de placebo à administrer au sujet selon le code de randomisation et le laboratoire bioanalytique sous contrat qui a analysé les échantillons PK (plasma et urine).

Le médicament à l'étude pour chaque sujet a été étiqueté de manière appropriée pour faciliter l'administration correcte au sujet assigné. Toute la documentation concernant l'affectation du traitement des sujets (c'est-à-dire les codes de randomisation, les dossiers de comptabilité des médicaments) a été conservée dans une zone sécurisée afin que seul le personnel de la pharmacie non aveugle y ait accès, et ces personnes n'étaient impliquées dans aucun aspect de la gestion des sujets, formulaire de rapport de cas (CRF) entrée, surveillance ou rapport requis par le protocole, autre que pour les dossiers de dispensation. En cas d'urgence médicale ou de levée de l'aveugle à des fins d'augmentation de la dose, l'identité du médicament à l'étude aurait été levée sur le site clinique. Si une urgence médicale survenait, le code de randomisation pour un sujet individuel aurait été rompu en utilisant un ensemble de codes d'urgence scellés fournis au pharmacien ou au membre du personnel autorisé.

En raison de la nature exploratoire de cette étude, aucun calcul formel de puissance ou de taille d'échantillon n'a été utilisé pour déterminer la taille de la cohorte. Une taille d'échantillon de 88 sujets sains (8 sujets par cohorte) pour l'étude SAD et une taille d'échantillon de 30 sujets sains (10 par cohorte) pour l'étude MAD devraient fournir une caractérisation adéquate de la pharmacocinétique et des évaluations de l'innocuité dans ce contexte. Lors de la sélection, les sujets éligibles étaient âgés de 18 à 60 ans (inclus), avaient un indice de masse corporelle de 18 à 30 kg/m2 (inclus), pesaient au moins 50 kg et étaient en bonne santé, à en juger par l'absence de signes cliniques significatifs. maladies ou valeurs de laboratoire anormales cliniquement significatives (dépistage ou jour −1). L'étude a été menée au sein de Healthcare Discoveries (une filiale d'ICON Development Solutions) à San Antonio, Texas, États-Unis.

Les données ont été regroupées à partir de deux études sur des volontaires sains, l'une à dose unique croissante (SAD) et l'autre à dose croissante multiple (MAD). Les données de concentration observées ont été transformées en leurs logarithmes naturels et évaluées à l'aide d'une modélisation non linéaire à effets mixtes dans NONMEM v7.4 (Icon Development Solution, Ellicott City, MD). Pirana v3.0, Perl-speaks-NONMEM (PsN) v4.8.1 et Xpose version 4.7.1 ont été utilisés pour l'automatisation, l'évaluation du modèle et les diagnostics pendant le processus de construction du modèle.

Différents modèles de distribution structurelle ont été évalués (modèles à 1, 2 et 3 compartiments) ainsi que différents modèles d'absorption (modèles d'absorption de premier ordre et de compartiment de transit (n = 1–10)). La biodisponibilité relative a été fixée à l'unité pour la population afin d'évaluer la variabilité interindividuelle et l'influence des covariables sur un même paramètre. Le poids corporel a été évalué comme une fonction allométrique fixe (exposant de 0,75 pour les paramètres de clairance et de 1,0 pour les paramètres de volume), au petit galop sur un patient type pesant 80 kg. D'autres relations covariables biologiquement plausibles (c'est-à-dire le sexe et l'âge sur tous les paramètres, la quantité de dose et la durée du traitement sur la clairance d'élimination, le taux d'absorption et la biodisponibilité relative, l'apport alimentaire concomitant sur le taux d'absorption et la biodisponibilité relative, et la clairance de la créatinine sur la clairance d'élimination) étaient évaluée avec une approche par étapes d'addition (p < 0,05) et d'élimination (p < 0,001). Toutes les covariables significatives dans l'étape vers l'avant ont été évaluées avec des fonctions linéaires et non linéaires, et le modèle le plus performant a été retenu pour l'étape d'élimination vers l'arrière. Les paramètres pharmacocinétiques ont été supposés être log-normalement distribués, et la variabilité interindividuelle (VII) et la variabilité inter-occasions (IOV) ont été mises en œuvre en tant que fonctions exponentielles. L'IVI estimé inférieur à 10 % a été supprimé dans le modèle final, et l'IOV a été estimé uniquement sur les paramètres d'absorption.

L'ajustement du modèle a été évalué principalement par la valeur de la fonction objective (OFV; calculée par NONMEM comme proportionnelle à -2 × log-vraisemblance des données). La discrimination des modèles entre deux modèles hiérarchiques a été déterminée par un test du rapport de vraisemblance, basé sur la distribution du chi carré de l'OFV (c'est-à-dire la valeur p < 0,05 correspondant à ΔOFV > 3,84, à une différence de 1 degré de liberté). La qualité de l'ajustement a été utilisée pour évaluer les performances descriptives des modèles développés. Des vérifications prédictives visuelles corrigées de la prédiction et de la variabilité (pvcVPC, n = 2000 simulations) ont été utilisées pour évaluer la performance prédictive des modèles développés.

De plus amples informations sur la conception de la recherche sont disponibles dans le résumé des rapports sur le portefeuille Nature lié à cet article.

Toutes les données associées à cet article sont présentes dans le manuscrit principal ou dans les documents supplémentaires. Les résultats du criblage primaire in vitro de la bibliothèque ReFrame générée dans cette étude ont été déposés dans la base de données Reframe (https://reframedb.org/assays/A00279) sous le code d'accession A00279. L'étude clinique de phase I (ID : NCT02022306) décrite dans cet article est déposée dans la base de données clinicaltrials.gov (https://clinicaltrials.gov/ct2/results?cond=&term=NCT02022306&cntry=&state=&city=&dist=) sous le nom code d'accès NCT02022306. Les données sources sont fournies avec ce document.

OMS. Rapport mondial sur le paludisme 2021. https://www.who.int/teams/global-malaria-programme/reports/world-malaria-report-2021 (2021).

Ashley, EA et al. Propagation de la résistance à l'artémisinine dans le paludisme à Plasmodium falciparum. https://doi.org/10.1056/NEJMoa1314981 (2014).

Ménard, D. et al. A worldwide map of Plasmodium falciparum K13-propeller polymorphisms. N. Engl. J. Med. 374, 2453–2464 (2016).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Noedl, H., Socheat, D. & Satimai, W. Paludisme résistant à l'artémisinine en Asie. N. Engl. J. Med. 361, 540-541 (2009).

Article CAS PubMed Google Scholar

Balikagala, B. et al. Preuve du paludisme résistant à l'artémisinine en Afrique. N. Engl. J. Med. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2101746 (2021).

White, NJ Émergence d'olasmodium falciparum résistant à l'artémisinine en Afrique de l'Est. N. Engl. J. Med. https://doi.org/10.1056/NEJMe2110659 (2021).

Burrows, JN et al. Nouveaux développements dans les profils de candidats cibles et de produits antipaludiques. Malar. J. 16, 26 (2017).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Sinden, RE différenciation Plasmodium chez le moustique. Parasitologia 41, 139–148 (1999).

CAS PubMed Google Scholar

Mohandas, N., Rossi, ME & Clark, MR Association entre la distorsion morphologique des cellules falciformes et l'augmentation de la perméabilité cationique induite par la désoxygénation. Sang 68, 450–454 (1986).

Article CAS PubMed Google Scholar

Safeukui, I. et al. Rétention d'érythrocytes infectés par l'anneau de Plasmodium falciparum dans la microcirculation lente et ouverte de la rate humaine. Sang 112, 2520-2528 (2008).

Article CAS PubMed Google Scholar

Groom, AC, Schmidt, EE & MacDonald, IC Voies microcirculatoires et flux sanguin dans la rate : nouvelles informations sur la cinétique de lavage, les moulages de corrosion et la vidéomicroscopie intravitale quantitative. Microscope à balayage. 5, 159-173 (1991).

CAS PubMed Google Scholar

Safeukui, I. et al. Évaluation quantitative de la détection et de la séquestration des érythrocytes sphérocytaires par la rate humaine. Sang 120, 424–430 (2012).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Aingaran, M. et al. La déformabilité des cellules hôtes est liée à la transmission chez le parasite du paludisme humain Plasmodium falciparum. Cellule. Microbiol. 14, 983–993 (2012).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cranston, HA et al. La maturation de Plasmodium falciparum abolit la déformabilité physiologique des globules rouges. Sciences 223, 400–403 (1984).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Miller, LH, Usami, S. & Chien, S. Altération des propriétés rhéologiques des globules rouges infectés par Plasmodium knowlesi. Un mécanisme possible pour l'obstruction capillaire. J.Clin. Investir. 50, 1451–1455 (1971).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tiburcio, M. et al. Un interrupteur dans la déformabilité des érythrocytes infectés lors de la maturation et de la circulation sanguine des stades de transmission de Plasmodium falciparum. Sang 119, e172–e180 (2012).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Almela, MJ et al. Un nouvel ensemble de points de départ chimiques avec le potentiel de blocage de la transmission de Plasmodium falciparum pour la découverte de médicaments antipaludiques. PLoS One 10, e0135139 (2015).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Delves, MJ et al. Un criblage à haut débit pour les pistes de nouvelle génération ciblant la transmission du parasite du paludisme. Nat. Commun. 9, 3805 (2018).

Article ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lucantoni, L. et al. Un test d'imagerie phénotypique simple et prédictif à haute teneur pour les gamétocytes matures de Plasmodium falciparum afin d'identifier les composés bloquant la transmission du paludisme. Sci. Rep. 5, 16414 (2015).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Plouffe, DM et al. Essai à haut débit et découverte de petites molécules qui interrompent la transmission du paludisme. Microbe hôte cellulaire 19, 114–126 (2016).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Potluri, V. et al. Découverte du FNDR-20123, un inhibiteur d'histone désacétylase pour le traitement du paludisme à Plasmodium falciparum. Malar. J. 19, 365 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Paonessa, G. et al. Chémotypes bloquant la transmission spécifiques aux gamétocytes et à tous les stades sanguins découverts à partir d'un criblage à haut débit sur les gamétocytes de Plasmodium falciparum. Commun. Biol. 5, 1–10 (2022).

Article Google Scholar

Janes, J. et al. La bibliothèque ReFRAME en tant que bibliothèque complète de réaffectation de médicaments et son application au traitement de la cryptosporidiose. Proc. Natl Acad. Sci. États-Unis 115, 10750–10755 (2018).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lotharius, J. et al. Repositionnement : la voie rapide vers de nouveaux médicaments antipaludiques ? Malar. J. 13, 143 (2014).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Deplaine, G. et al. La détection de globules rouges peu déformables par la rate humaine peut être imitée in vitro. Sang 117, e88–e95 (2011).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Depond, M., Henry, B., Buffet, P. & Ndour, PA Méthodes pour étudier la déformabilité des globules rouges pendant le paludisme. Devant. Physiol. 10, 1613 (2020).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Duez, J. et al. Microsphiltration à haut débit pour évaluer la déformabilité des globules rouges et dépister les médicaments bloquant la transmission du paludisme. Nat. Protocole 13, 1362-1376 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Duez, J. et al. Rétention splénique des gamétocytes de Plasmodium falciparum pour bloquer la transmission du paludisme. Antimicrobien. Agents Chemother. 59, 4206–4214 (2015).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Calit, J. et al. Criblage de la boîte pathogène pour les molécules actives contre les stades sexuels de Plasmodium à l'aide d'une nouvelle lignée transgénique de P. berghei basée sur la nanoluciférase Identifie les composés bloquant la transmission. Antimicrobien. Agents Chemother. 62, e01053–18 (2018).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Dennis, ASM, Rosling, JEO, Lehane, AM & Kirk, K. Divers antipaludéens provenant de cribles phénotypiques à cellules entières perturbent l'homéostasie des ions et du volume du parasite du paludisme. Sci. Rep. 8, 8795 (2018).

Article ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Duffy, S. & Avery, VM Identification des inhibiteurs du développement des gamétocytes de Plasmodium falciparum. Malar. J. 12, 408 (2013).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Naissant, B. et al. La phosphorylation de Plasmodium falciparum STEVOR régule la déformabilité des érythrocytes de l'hôte permettant la transmission du parasite du paludisme. Sang 127, e42–e53 (2016).

Article CAS PubMed Google Scholar

N'Dri, M.-E., Royer, L. & Lavazec, C. Le tadalafil a un impact sur les propriétés mécaniques des érythrocytes infectés par les gamétocytes de Plasmodium falciparum. Mol. Biochimie. Parasitol. 244, 111392 (2021).

Article PubMed Google Scholar

Coulibaly, B. et al. Fort effet gamétocytocide de la thérapie combinée à base de bleu de méthylène contre le paludisme à Falciparum : un essai contrôlé randomisé. PLoS One 4, e5318 (2009).

Article ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

D'Alessandro, S. et al. Un test de dépistage de Plasmodium falciparum pour les médicaments anti-gamétocytes basé sur la détection de la lactate déshydrogénase du parasite. J. Antimicrobe. Chimimère. 68, 2048-2058 (2013).

Article PubMed Google Scholar

Miguel-Blanco, C. et al. Test de criblage à haut débit basé sur l'imagerie pour identifier de nouvelles molécules avec un potentiel de blocage de la transmission contre la formation de gamètes femelles de Plasmodium falciparum. Antimicrobien. Agents Chemother. 59, 3298–3305 (2015).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

McCarthy, JS et al. Une étude de phase 1, contrôlée par placebo, randomisée, à dose unique croissante et une étude d'infection volontaire pour caractériser l'innocuité, la pharmacocinétique et l'activité antipaludique de l'inhibiteur de la phosphatidylinositol 4-kinase de Plasmodium MMV390048. Clin. Infecter. Dis. 71, e657–e664 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hien, TT et al. Estimation de la CMI in vivo de Cipargamin dans le paludisme à Plasmodium falciparum non compliqué. Antimicrobien. Agents Chemother. 61, e01940–16 (2017).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Rottmann, M. et al. Spiroindolones, une classe de composés puissants pour le traitement du paludisme. Sciences 329, 1175-1180 (2010).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, R. et al. Une base pour l'élimination rapide des parasites du paludisme au stade anneau circulant par la spiroindolone KAE609. J. Infecter. Dis. 213, 100-104 (2016).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Pelt-Koops, J. Cvan et al. Le candidat-médicament spiroindolone NITD609 inhibe puissamment la gamétocytogenèse et bloque la transmission de Plasmodium falciparum au vecteur moustique anophèle. Antimicrobien. Agents Chemother. 56, 3544–3548 (2012).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Hassan, HE et al. Pharmacocinétique et évaluation de l'innocuité de la l-tétrahydropalmatine chez les consommateurs de cocaïne : une étude randomisée, en double aveugle et contrôlée par placebo. J.Clin. Pharmacol. 57, 151-160 (2017).

Article CAS PubMed Google Scholar

Malebo, HM et al. Activité anti-protozoaire des alcaloïdes aporphine et protoberbérine d'Annickia kummeriae (Engl. & Diels) Setten & Maas (Annonaceae). Complément BMC. Alterner. Méd. 13, 48 (2013).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chavchich, M., Van Breda, K., Rowcliffe, K., Diagana, TT & Edstein, MD La spiroindolone KAE609 n'induit pas de stades d'anneau dormant chez les parasites Plasmodium falciparum. Antimicrobien. Agents Chemother. 60, 5167–5174 (2016).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ménard, S. et al. Induction de la tolérance multimédicamenteuse chez Plasmodium falciparum par pression prolongée d'artémisinine. Urgence Infecter. Dis. 21, 1733-1741 (2015).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Roussel, C. et al. La clairance rapide des microérythrocytes induite par le stockage modifie la récupération de la transfusion. Sang 137, 2285–2298 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Jagannathan, P. & Kakuru, A. Paludisme en 2022 : défis croissants, optimisme prudent. Nat. Commun. 13, 2678 (2022).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Buffet, PA et al. La perfusion ex vivo de la rate humaine maintient les fonctions de compensation et de traitement. Sang 107, 3745–3752 (2006).

Article CAS PubMed Google Scholar

Baragaña, B. et al. Un nouvel agent antipaludique en plusieurs étapes qui inhibe la synthèse des protéines. Nature 522, 315-320 (2015).

Article ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dechering, KJ et al. La modélisation de l'infection par les moustiques aux densités parasitaires naturelles identifie les médicaments ciblant EF2, PI4K ou ATP4 comme des candidats clés pour interrompre la transmission du paludisme. Sci. Rep. 7, 17680 (2017).

Article ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Buggy, JJ et al. CRA-024781 : un nouvel inhibiteur synthétique des enzymes histone désacétylase avec une activité antitumorale in vitro et in vivo. Mol. Cancer Ther. 5, 1309-1317 (2006).

Article CAS PubMed Google Scholar

Bettica, P. et al. Effets histologiques du givinostat chez les garçons atteints de dystrophie musculaire de Duchenne. Neuromusculaire. Désordre. 26, 643–649 (2016).

Article PubMed Google Scholar

Kumar, A., Dhar, SK et Subbarao, N. Identification in silico d'inhibiteurs contre l'histone désacétylase 1 de Plasmodium falciparum (PfHDAC-1). J. Mol. Modèle. 24, 232 (2018).

Article PubMed Google Scholar

Vaidya, AB et al. Les composés de pyrazoleamide sont de puissants antipaludéens qui ciblent l'homéostasie du Na+ dans le Plasmodium falciparum intraérythrocytaire. Nat. Commun. 5, 5521 (2014).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Garimella, T. et al. Effets d'une co-formulation à dose fixe de Daclatasvir, Asunaprevir et Beclabuvir sur la pharmacocinétique d'un cocktail de cytochrome P450 et de substrats de transporteurs de médicaments chez des sujets sains. Drogues DR 18, 55–65 (2018).

Article MathSciNet CAS Google Scholar

Mogalian, E. et al. Pharmacocinétique préclinique et première pharmacocinétique humaine, innocuité et tolérabilité du Velpatasvir, un inhibiteur NS5A du virus de l'hépatite C pangénotypique, chez des sujets sains. Antimicrobien. Agents Chemother. 61, e02084-16 (2017).

Li, C. et al. Pharmacocinétique, innocuité et tolérabilité du Ledipasvir/Sofosbuvir et du Sofosbuvir/Velpatasvir chez des sujets chinois sains. Clin. Là. 42, 448–457 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

Chappell, CA et al. Ledipasvir plus sofosbuvir chez les femmes enceintes infectées par le virus de l'hépatite C : une étude pharmacocinétique de phase 1. Lancet Microbe 1, e200–e208 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Delves, MJ et al. Les gamétocytes matures mâles et femelles de Plasmodium falciparum montrent des réponses différentes aux médicaments antipaludiques. Antimicrobien. Agents Chemother. https://doi.org/10.1128/AAC.00325-13 (2013).

Meibalan, E. et al. Densité et infectivité des gamétocytes de Plasmodium falciparum dans le sang périphérique et les tissus cutanés des porteurs de parasites naturellement infectés au Burkina Faso. J. Infecter. Dis. 223, 1822–1830 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Lengeler, C. Moustiquaires et rideaux imprégnés d'insecticide pour prévenir le paludisme. Système de base de données Cochrane. Rev. https://doi.org/10.1002/14651858.CD000363.pub2 (2004).

Zavala, F. RTS,S : le premier vaccin contre le paludisme. J.Clin. Investir. 132, e156588 (2022).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Sinden, RE Développement de stratégies de blocage de la transmission pour le contrôle du paludisme. PLoS Pathog. 13, e1006336 (2017).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Stone, W. et al. Tafénoquine à faible dose unique associée à la dihydroartémisinine-pipéraquine pour réduire la transmission de Plasmodium falciparum à Ouelessebougou, Mali : un essai clinique randomisé de phase 2, en simple aveugle. Lancet Microbe 3, e336–e347 (2022).

Trager, W. & Jensen, JB Parasites du paludisme humain en culture continue. Sciences 193, 673-675 (1976).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Duffy, S., Loganathan, S., Holleran, JP & Avery, VM Production à grande échelle de gamétocytes de Plasmodium falciparum pour la découverte de médicaments contre le paludisme. Nat. Protocole 11, 976–992 (2016).

Article CAS PubMed Google Scholar

Siciliano, G. et al. Une sensibilité élevée au déséquilibre redox des stades transmissibles de Plasmodium falciparum révélée par un test de gamétocytes matures à base de luciférase. Mol. Microbiol. 104, 306–318 (2017).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, J.-H., Chung, TDY & Oldenburg, KR Un paramètre statistique simple à utiliser dans l'évaluation et la validation des tests de dépistage à haut débit. J. Biomol. Filtrer. 4, 67-73 (1999).

Article CAS PubMed Google Scholar

Lavazec, C. et al. dans Malaria: Methods and Protocols (éd. Ménard, R.) 291–297 (Humana Press, 2013).

Lambros, C. & Vanderberg, JP Synchronisation des stades érythrocytaires de Plasmodium falciparum en culture. J. Parasitol. 65, 418–420 (1979).

Article CAS PubMed Google Scholar

Télécharger les références

Nous remercions Medicines for Malaria Venture (MMV) d'avoir fourni la Pathogen Box et GSK d'avoir fourni la Kinase Inhibitors Box. Nous remercions le prof. Pietro Alano pour avoir fourni la souche P. falciparum 3D7 pULG8-GFP et Françoise Benoit-Vical pour avoir fourni la souche F32-TEM. Nous sommes très reconnaissants à Jeremy Burrows et Didier Leroy de MMV et à Laurent Fraisse de Drugs of Neglected Diseases Initiative (DNDi) pour leur examen critique de l'ensemble du projet. Nous remercions Theravance Biopharma Inc. en tant que sponsor de l'essai clinique décrit ici et leurs anciens vice-présidents seniors Brett Haumann (sponsor signataire de l'étude) et Philip Worboys pour avoir collecté et analysé les données de l'essai et les avoir mises à disposition pour cet article, comme ainsi que le directeur général Wayne Yates pour son soutien constant. Nous remercions également Maria Jesùs Almela-Armendariz et Jorge Fernandez Molina de GSK pour leur support technique. Nous reconnaissons la Fondation Bill & Melissa Gates pour la subvention OPP1123683 et la Fondation Tres Cantos OpenLab pour la subvention TC180 obtenue par PB Nous reconnaissons également le soutien du NIH (R01HL154150) à MD et le soutien de HRA Pharma et André Ulmann à JD

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Mario Carucci, Julien Duez.

Université Paris Cité, Inserm, UMR-1134, Biologie Intégré du Globule Rouge, 75015, Paris, France

Mario Carucci, Aurélie Fricot-Monsinjon, Abdoulaye Sissoko, Lucie Dumas, Babette Beher, Pascal Amireault, Camille Roussel, Papa Alioune Ndour & Pierre Buffet

SYNSIGHT, 91000, Evry-Courcouronnes, France

Julien Duez

Unité de recherche en médecine tropicale Mahidol-Oxford, Faculté de médecine tropicale, Université Mahidol, 10400, Bangkok, Thaïlande

Joël Tarning

Centre de médecine tropicale et de santé mondiale, Nuffield Department of Medicine, Université d'Oxford, Oxford, Royaume-Uni

Joël Tarning

Laboratoire de référence en mycologie, Centre national de microbiologie, Instituto de Salud Carlos III, 28222, Madrid, Espagne

Irène García-Barbazan

Recherche et développement sur les médicaments de santé mondiale, GlaxoSmith Kline (GSK), 28760, Tres Cantos, Espagne

Pablo Gamallo, Laura Maria Sanz et Francisco Javier Gamo

Laboratoire des mécanismes cellulaires et moléculaires des troubles hématologiques et implications thérapeutiques, INSERM, 75014, Paris, France

Pascal Amireault & Michaël Dussiot

Laboratoire d’Excellence GR-Ex, Paris, France

Michel Dussiot et Camille Roussel

Département de science et génie des matériaux, Massachusetts Institute of Technology, MA, 02139, Cambridge, États-Unis

Ming Dao

Calibr, une division du Scripps Research Institute, La Jolla, CA, 92037, États-Unis

Mitchell V. Hull et l'affaire W. McNamara

Laboratoire d’Hématologie générale, Hôpital Universitaire Necker Enfants Malades, Assistance Publique–Hôpitaux de Paris (AP-HP), 75015, Paris, France

Camille Roussel

Service des maladies infectieuses et tropicales, AP-HP, Hôpital Necker, 75015, Paris, France

Pierre Buffet

Centre Médical de l’Institut Pasteur (CMIP), Institut Pasteur, 75015, Paris, France

Pierre Buffet

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

MC a rédigé le manuscrit, contribué à la configuration du test de dépistage et effectué les expériences de dépistage et de post-sélection. JD a mis en place le test de dépistage. IG-B. fourni un soutien technique pour la campagne de dépistage primaire. BB, AF-M., AS et LD ont fourni un support technique pour les expériences de validation post-sélection. PA et CR ont supervisé les expériences d'imagerie par cytométrie en flux. MD a effectué des expériences de cytométrie en flux d'imagerie. MD a établi l'interprétation des données de dépistage sur la base d'une analyse de régression du dépistage primaire. PG a contribué à l'analyse de dépistage primaire. CWM et MVH ont fourni un support technique et des informations pour tout ce qui concerne la bibliothèque ReFrame. PAN a examiné de manière critique les résultats et le manuscrit. FJG et LSA ont supervisé conjointement la campagne de dépistage primaire à GSK DDW. PB a conçu l'ensemble du projet, supervisé et coordonné l'activité expérimentale et rédigé et édité le manuscrit. Tous les auteurs ont revu le manuscrit de manière critique.

Correspondance à Pierre Buffet.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Nature Communications remercie Julian Rayner et les autres examinateurs anonymes pour leur contribution à l'examen par les pairs de ce travail. Des rapports d'examen par les pairs sont disponibles.

Note de l'éditeur Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Libre accès Cet article est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International License, qui permet l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur n'importe quel support ou format, tant que vous donnez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournissez un lien vers la licence Creative Commons et indiquez si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Réimpressions et autorisations

Carucci, M., Duez, J., Tarning, J. et al. Médicaments sûrs à fort potentiel de blocage de la transmission du paludisme révélés par un dépistage mimétique de la rate. Nat Commun 14, 1951 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37359-2

Télécharger la citation

Reçu : 20 juillet 2022

Accepté : 15 mars 2023

Publié: 07 avril 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-023-37359-2

Toute personne avec qui vous partagez le lien suivant pourra lire ce contenu :

Désolé, aucun lien partageable n'est actuellement disponible pour cet article.

Fourni par l'initiative de partage de contenu Springer Nature SharedIt

En soumettant un commentaire, vous acceptez de respecter nos conditions d'utilisation et nos directives communautaires. Si vous trouvez quelque chose d'abusif ou qui ne respecte pas nos conditions ou directives, veuillez le signaler comme inapproprié.