Plasmodium proteins at the parasite-host interface contribute to the liver and blood infection stages

Plasmodium-Parasiten gestalten ihre Wirtszellen umfassend um, um eine wachstumsfördernde Umgebung zu schaffen. Die Forschung zu Plasmodium-Wirt-Interaktionen konzentrierte sich bislang vor allem auf das Blutstadium von Plasmodium falciparum. Um ein breiteres Verständnis über verschiedene Plasmodium-Arten und Entwicklungsstadien zu erhalten, charakterisiert diese Arbeit sechs Kandidaten für exportierte Proteine im Nagetiermodell Plasmodium berghei. Die Auswahl erfolgte anhand vorhergesagter Exportsignale, evolutiver Konservierung und bekannter Assoziationen mit exportierten Proteinen. PBANKA_0100200 und PBANKA_1000300 tragen ein vorhergesagtes Plasmodium export element/host-targeting motif (PEXEL/HTS), wurden jedoch trotz Expression im Blutstadium nicht exportiert. Dies zeigt, dass dieses Motiv allein kein verlässlicher Marker für Proteinexport in P. berghei ist. PBANKA_0214600 wird während Leber- und Blutstadium exportiert und lokalisiert in diskrete zytoplasmatische Strukturen, die sich von Plasmodium berghei-induced membrane structures (IBIS) unterscheiden. Seine Deletion beeinträchtigte das Parasitenwachstum nicht, führte jedoch zu einer erhöhten Anzahl zirkulierender Schizonten, was auf eine Rolle bei der Sequestrierung hindeutet. Die tryptophanreichen Proteine IPIS2 und IPIS3 wurden mit dem IBIS-Protein IBIS1 immunopräzipitiert. Der Verlust von IPIS2 beeinträchtigte die Adhäsion von Schizonten an CD36 und reduzierte die Parasitenlast im Fett- und Lungengewebe, während IPIS3-Deletion lediglich zu erhöhten zirkulierenden Schizonten führte. Schließlich wurde PbACS9, eine mutmaßliche Acyl-CoA-Synthetase, als exportiertes Protein an der Erythrozytenmembran identifiziert. PbACS9-defiziente Parasiten zeigten eine verzögerte Entwicklung im Leberstadium sowie erhöhte Gametozytenzahlen im Blutstadium.