Published March 1, 2019 | Version v1
Publication Open

Gametocyte Sex Ratio: The Key to Understanding Plasmodium falciparum Transmission?

  • 1. Addis Ababa University
  • 2. Radboud University Nijmegen
  • 3. Radboud University Medical Center
  • 4. Armauer Hansen Research Institute
  • 5. London School of Hygiene & Tropical Medicine
  • 6. University of Glasgow

Description

Recent RNA sequencing studies have uncovered a number of P. falciparum gametocyte sex-specific targets and provided new insights in gametocyte biology. After decades when gametocyte sex-ratio research was restricted to nonhuman malarias or in vitro experiments, molecular tools for assessing gametocyte sex ratio are now increasingly available for use in natural P. falciparum infections. Evidence that gametocyte sex ratio is influenced by total gametocyte density and antimalarial treatment, and improves predictions of transmission potential, highlight the relevance of understanding the gametocyte sex ratio during natural infections. The finding that the most widely used P. falciparum gametocyte marker Pfs25 is expressed predominantly by female gametocytes and has non-negligible levels of background expression in asexual parasites necessitates a re-evaluation of existing gametocyte data. A mosquito needs to ingest at least one male and one female gametocyte to become infected with malaria. The sex of Plasmodium falciparum gametocytes can be determined microscopically but recent transcriptomics studies paved the way for the development of molecular methods that allow sex-ratio assessments at much lower gametocyte densities. These sex-specific gametocyte diagnostics were recently used to examine gametocyte dynamics in controlled and natural infections as well as the impact of different antimalarial drugs. It is currently unclear to what extent sex-specific gametocyte diagnostics obviate the need for mosquito feeding assays to formally assess transmission potential. Here, we review recent and historic assessments of gametocyte sex ratio in relation to host and parasite characteristics, treatment, and transmission potential. A mosquito needs to ingest at least one male and one female gametocyte to become infected with malaria. The sex of Plasmodium falciparum gametocytes can be determined microscopically but recent transcriptomics studies paved the way for the development of molecular methods that allow sex-ratio assessments at much lower gametocyte densities. These sex-specific gametocyte diagnostics were recently used to examine gametocyte dynamics in controlled and natural infections as well as the impact of different antimalarial drugs. It is currently unclear to what extent sex-specific gametocyte diagnostics obviate the need for mosquito feeding assays to formally assess transmission potential. Here, we review recent and historic assessments of gametocyte sex ratio in relation to host and parasite characteristics, treatment, and transmission potential. The transmission of malaria from human to mosquito depends on the presence of gametocytes (see Glossary), sexual-stage Plasmodium parasites, in the peripheral blood. The development of gametocytes of P. falciparum takes 8–12 days and it involves transitions from committed rings, via early and intermediate stage gametocytes that are sequestered in the bone marrow and spleen (stages I–IV) [1Farfour E. et al.The extravascular compartment of the bone marrow: a niche for Plasmodium falciparum gametocyte maturation?.Malar. J. 2012; 11: 285Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 2Aguilar R. et al.Severity of anaemia is associated with bone marrow haemozoin in children exposed to Plasmodium falciparum.Br. J. Haematol. 2014; 164: 877-887Crossref PubMed Scopus (15) Google Scholar, 3Joice R. et al.Plasmodium falciparum transmission stages accumulate in the human bone marrow.Sci. Transl. Med. 2014; 6 (244re5)Crossref PubMed Scopus (81) Google Scholar], to mature male and female stage V gametocytes [4Sinden R. Malaria, sexual development and transmission: retrospect and prospect.Parasitology. 2009; 136: 1427-1434Crossref PubMed Scopus (31) Google Scholar]. In other Plasmodium species, such as P. vivax, P. chabaudi, P. vinckei, and P. gallinaceum, gametocytes develop much more rapidly, typically within 3 days [5Meibalan E. Marti M. Biology of malaria transmission.Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2017; 7 (a025452)Crossref PubMed Scopus (10) Google Scholar]. In controlled human malaria infections (CHMIs) less than 10% of all asexual P. falciparum parasites commit to form gametocytes [6Collins K.A. et al.A controlled human malaria infection model enabling evaluation of transmission-blocking interventions.J. Clin. Invest. 2018; 128: 1551-1562Crossref PubMed Scopus (2) Google Scholar, 7Reuling I.J. et al.A randomized feasibility trial comparing four antimalarial drug regimens to induce Plasmodium falciparum gametocytemia in the controlled human malaria infection model.eLife. 2018; 7e31549Crossref PubMed Scopus (1) Google Scholar], and mature gametocytes typically comprise less than 5% of the circulating parasite biomass in natural infections [8Taylor L. Read A. Why so few transmission stages? Reproductive restraint by malaria parasites.Parasitol. Today. 1997; 13: 135-140Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (123) Google Scholar]. Sexual commitment happens before the stage of schizogony [9Eichner M. et al.Genesis, sequestration and survival of Plasmodium falciparum gametocytes: parameter estimates from fitting a model to malaria therapy data.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 2001; 95: 497-501Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (0) Google Scholar, 10Sinden R. Sexual development of malarial parasites.Adv. Parasitol. 1983; 22: 153-216Crossref PubMed Google Scholar, 11Poran A. et al.Single-cell RNA sequencing reveals a signature of sexual commitment in malaria parasites.Nature. 2017; 551: 95-99Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 12Bruce M.C. et al.Commitment of the malaria parasite Plasmodium falciparum to sexual and asexual development.Parasitology. 1990; 100: 191-200Crossref PubMed Google Scholar], and all merozoites derived from one schizont develop into either microgametocytes (males) or macrogametocytes (females) [13Silvestrini F. et al.Commitment to the production of male and female gametocytes in the human malaria parasite Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar, 14Smith T.G. et al.Commitment to sexual differentiation in the human malaria parasite, Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 127-133Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar]. The lack of sex chromosomes in haploid Plasmodium hampers our understanding of the commitment to sexual differentiation and the timing of sex determination [15Smith T.G. et al.Sexual differentiation and sex determination in the Apicomplexa.Trends Parasitol. 2002; 18: 315-323Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (0) Google Scholar]. Sex determination could occur at the same moment when commitment to sexual differentiation is determined [13Silvestrini F. et al.Commitment to the production of male and female gametocytes in the human malaria parasite Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar], or alternatively via a two-stage process in which sex determination happens after the decision on commitment to sexual differentiation. At the molecular level, the nuclear protein P. falciparum gametocyte development 1 (GDV1) triggers the first known part of the molecular cascade of commitment and acts as the upstream regulator of the DNA-binding protein AP2-G (PF3D7_1222600), by antagonizing heterochromatin protein 1 repression of AP2-G transcription [16Filarsky M. et al.GDV1 induces sexual commitment of malaria parasites by antagonizing HP1-dependent gene silencing.Science. 2018; 359: 1259-1263Crossref PubMed Scopus (9) Google Scholar]. Sufficient activation of AP2-G, the master transcriptional regulator of gametocytogenesis, represents the 'point of no return' in commitment to both male and female gametocytes [11Poran A. et al.Single-cell RNA sequencing reveals a signature of sexual commitment in malaria parasites.Nature. 2017; 551: 95-99Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 17Kafsack B.F. et al.A transcriptional switch underlies commitment to sexual development in malaria parasites.Nature. 2014; 507: 248-252Crossref PubMed Scopus (139) Google Scholar, 18Sinha A. et al.A cascade of DNA-binding proteins for sexual commitment and development in Plasmodium.Nature. 2014; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar]. The molecular basis of sex determination, and its timing during development, is currently unknown. Here, we summarize historic and recent estimates of gametocyte sex ratio in natural infections and the limitations of older estimates that relied on microscopy. We present the merits and limitations of molecular tools for quantifying gametocyte sex ratio and review evidence for a sex-specific effect of antimalarial drugs on circulating gametocytes and the implications for malaria transmission potential. In natural infections of P. falciparum, the sex ratio of circulating gametocytes is mostly female biased [19Bousema T. Drakeley C. Epidemiology and infectivity of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax gametocytes in relation to malaria control and elimination.Clin. Microbiol. Rev. 2011; 24: 377-410Crossref PubMed Scopus (343) Google Scholar]. Only a few epidemiological studies have quantified female and male gametocytes separately with sex ratios ranging from a mean of ∼three to five females to one male (Table 1) [20Delves M.J. et al.Male and female Plasmodium falciparum mature gametocytes show different responses to antimalarial drugs.Antimicrob. Agents Chemother. 2013; 57: 3268-3274Crossref PubMed Scopus (77) Google Scholar, 21Talman A.M. et al.Gametocytogenesis: the puberty of Plasmodium falciparum.Malar. J. 2004; 3: 24Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 22Robert V. et al.Effect of gametocyte sex ratio on infectivity of Plasmodium falciparum to Anopheles gambiae.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google Scholar, 23Bradley J. et al.Predicting the likelihood and intensity of mosquito infection from sex specific Plasmodium falciparum gametocyte density.eLife. 2018; 7e34463Crossref PubMed Scopus (4) Google Scholar]. Previously reported sex ratios are based mainly on microscopic examination of Giemsa-stained thick or thin blood smears, relying on subtle morphological differences between mature (stage V) macrogametocytes and microgametocytes [24Carter R. Miller L.H. Evidence for environmental modulation of gametocytogenesis in Plasmodium falciparum in continuous culture.Bull. World Health Organ. 1979; 57: 37-52PubMed Google Scholar] (Figure 1). Gametocyte sex determination by microscopy is challenging due to the typically low gametocyte densities and the difficulty of allocating a sex to the sparsely observed gametocytes [22Robert V. et al.Effect of gametocyte sex ratio on infectivity of Plasmodium falciparum to Anopheles gambiae.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google Scholar, 25Schneider P. et al.Submicroscopic Plasmodium falciparum gametocyte densities frequently result in mosquito infection.Am. J. Trop. Med. Hyg. 2007; 76: 470-474Crossref PubMed Google Scholar, 26Coleman R.E. et al.Infectivity of asymptomatic Plasmodium-infected human populations to Anopheles dirus mosquitoes in western Thailand.J. Med. Entomol. 2004; 41: 201-208Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 27Bonnet S. et al.Comparison of artificial membrane feeding with direct skin feeding to estimate infectiousness of Plasmodium falciparum gametocyte carriers to mosquitoes.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 2000; 94: 103-106Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 28Drew D.R. Reece S.E. Development of reverse-transcription PCR techniques to analyse the density and sex ratio of gametocytes in genetically diverse Plasmodium chabaudi infections.Mol. Biochem. Parasitol. 2007; 156: 199-209Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. As an illustration of their sparseness, in a recent detailed study on gametocyte carriage in Burkina Faso, only 20% (95% confidence interval [CI] 14–27%) of patent asexual parasite carriers had microscopically detected gametocytes, and only 7% (95% CI 4–12%) had more than two gametocytes observed whilst enumerating against a conventional number of 500 white blood cells (∼0.06 μl of blood microscopically screened) [29Goncalves B.P. et al.Examining the human infectious reservoir for Plasmodium falciparum malaria in areas of differing transmission intensity.Nat. Commun. 2017; 8: 1133Crossref PubMed Scopus (25) Google Scholar]. The implications of low observed gametocyte counts for sex ratio precision are presented in Figure 1, indicating that observations based on 500 white blood cells can rarely lead to accurate gametocyte sex ratio estimates. Only by observing 50–100 gametocytes can a reproducible sex ratio be calculated (Figure 1D) [8Taylor L. Read A. Why so few transmission stages? Reproductive restraint by malaria parasites.Parasitol. Today. 1997; 13: 135-140Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (123) Google Scholar, 19Bousema T. Drakeley C. Epidemiology and infectivity of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax gametocytes in relation to malaria control and elimination.Clin. Microbiol. Rev. 2011; 24: 377-410Crossref PubMed Scopus (343) Google Scholar], and this is hardly ever attainable by routine microscopy. Microscopic investigation of gametocyte sex can be improved by concentrating gametocytes with magnetic enrichment [30Karl S. et al.Enhanced detection of gametocytes by magnetic deposition microscopy predicts higher potential for Plasmodium falciparum transmission.Malar. J. 2008; 7: 66Crossref PubMed Scopus (35) Google Scholar], assuming it enriches male and female gametocytes equally, allowing more gametocytes to be examined. The accuracy of differentiating male and female gametocytes can be further improved by targeting proteins or transcripts that are preferentially expressed in a specific sex using immunofluorescence or probe-based hybridization assays, respectively. Assays that target stage-specific expression of transcripts, such as Pf77 (PF3D7_0621400) and Pfg377 (PF3D7_1250100), both enriched in female gametocytes [31Baker D.A. et al.Sexual-stage-specific RNA expression of a new Plasmodium falciparum gene detected by in situ hybridisation.Mol. Biochem. Parasitol. 1995; 72: 193-201Crossref PubMed Google Scholar, 32Alano P. et al.COS cell expression cloning of Pfg377, a Plasmodium falciparum gametocyte antigen associated with osmiophilic bodies.Mol. Biochem. Parasitol. 1995; 74: 143-156Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar] and Pfg27 (PF3D7_1302100, detecting both sexes) [33Olivieri A. et al.The Plasmodium falciparum protein Pfg27 is dispensable for gametocyte and gamete production, but contributes to cell integrity during gametocytogenesis.Mol. Microbiol. 2009; 73: 180-193Crossref PubMed Scopus (21) Google Scholar, 34Stone W. et al.A molecular assay to quantify male and female Plasmodium falciparum gametocytes: results from 2 randomized controlled trials using primaquine for gametocyte clearance.J. Infect. Dis. 2017; 216: 457-467Crossref PubMed Scopus (17) Google Scholar] have been reported previously. Immunofluorescence assays based on antibodies that bind proteins specific for early gametocytes such as Pfs16 (PF3D7_0406200) [14Smith T.G. et al.Commitment to sexual differentiation in the human malaria parasite, Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 127-133Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar, 35Bruce M.C. et al.Cellular location and temporal expression of the Plasmodium falciparum sexual stage antigen Pfs16.Mol. Biochem. Parasitol. 1994; 65: 11-22Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar], male gametocytes (α-tubulin II, PF3D7_0422300) [13Silvestrini F. et al.Commitment to the production of male and female gametocytes in the human malaria parasite Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar, 14Smith T.G. et al.Commitment to sexual differentiation in the human malaria parasite, Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 127-133Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar, 36Rawlings D.J. et al.α-Tubulin II is a male-specific protein in Plasmodium falciparum.Mol. Biochem. Parasitol. 1992; 56: 239-250Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar], or female gametocytes (Pfg377, PF3D7_1250100) [13Silvestrini F. et al.Commitment to the production of male and female gametocytes in the human malaria parasite Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar] have also been used. Insights into sex differences in the transcriptional and proteomic makeup are summarized in Box 1. These immunofluorescent assays alleviate common problems that complicate microscopic examination but their reliance on fluorescence microscopy greatly affects their deployment in the field. The recent development of molecular assays to quantify male and female gametocytes may allow more robust sex ratio determination at low gametocyte densities and easier application in field settings.Table 1Summary of Studies That Evaluated Sex Ratio in Natural InfectionsSettingPopulationProportion maleaProportion male is defined as the proportion of all gametocytes that is male, [male gametocytes/(male+female gametocytes)].ToolRefsMali, Burkina Faso, CameroonAsymptomatic gametocyte carriers0.14–0.51qRT-PCR23Bradley J. et al.Predicting the likelihood and intensity of mosquito infection from sex specific Plasmodium falciparum gametocyte density.eLife. 2018; 7e34463Crossref PubMed Scopus (4) Google ScholarThe NetherlandsControlled human malaria infection volunteers0.29qRT-PCR7Reuling I.J. et al.A randomized feasibility trial comparing four antimalarial drug regimens to induce Plasmodium falciparum gametocytemia in the controlled human malaria infection model.eLife. 2018; 7e31549Crossref PubMed Scopus (1) Google ScholarMaliAsymptomatic gametocyte carriers0.30qRT-PCR62Dicko A. et al.Efficacy and safety of primaquine and methylene blue for prevention of Plasmodium falciparum transmission in Mali: a phase 2, single-blind, randomised controlled trial.Lancet Infect. Dis. 2018; 18: 627-639Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (13) Google ScholarAustraliaControlled human malaria infection volunteers0.20qRT-PCR6Collins K.A. et al.A controlled human malaria infection model enabling evaluation of transmission-blocking interventions.J. Clin. Invest. 2018; 128: 1551-1562Crossref PubMed Scopus (2) Google ScholarKenya, MaliAsymptomatic gametocyte carriers0.36qRT-PCR34Stone W. et al.A molecular assay to quantify male and female Plasmodium falciparum gametocytes: results from 2 randomized controlled trials using primaquine for gametocyte clearance.J. Infect. Dis. 2017; 216: 457-467Crossref PubMed Scopus (17) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.21Microscopy75Gbotosho G.O. et al.Plasmodium falciparum gametocyte carriage, sex ratios and asexual parasite rates in Nigerian children before and after a treatment protocol policy change instituting the use of artemisinin-based combination therapies.Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2011; 106: 685-690Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaSymptomatic children0.34Microscopy87Gbotosho G.O. et al.Plasmodium falciparum gametocyte carriage, emergence, clearance and population sex ratios in anaemic and non-anaemic malarious children.Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2011; 106: 562-569Crossref PubMed Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.22Microscopy88Sowunmi A. et al.Population structure of Plasmodium falciparum gametocyte sex ratios in malarious children in an endemic area.Parasitol. Int. 2009; 58: 438-443Crossref PubMed Scopus (11) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.75Microscopy76Sowunmi A. et al.Effects of mefloquine and artesunate mefloquine on the emergence, clearance and sex ratio of Plasmodium falciparum gametocytes in malarious children.Malar. J. 2009; 8: 297Crossref PubMed Scopus (10) Google ScholarIndiaSymptomatic malaria patients0.31Microscopy89Kar P. et al.Plasmodium falciparum gametocytaemia with chloroquine chemotherapy in persistent malaria in an endemic area of India.Indian J. Med. Res. 2009; 129: 299-305PubMed Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.20Microscopy78Sowunmi A. et al.Plasmodium falciparum gametocyte sex ratios in children with acute, symptomatic, uncomplicated infections treated with amodiaquine.Malar. J. 2008; 7: 169Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.05Microscopy90Sowunmi A. et al.Activities of artemether-lumefantrine and amodiaquine-sulfalene-pyrimethamine against sexual-stage parasites in falciparum malaria in children.Chemotherapy. 2008; 54: 201-208Crossref PubMed Scopus (13) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.14Microscopy91Sowunmi A. et al.Activities of amodiaquine, artesunate, and artesunate-amodiaquine against asexual- and sexual-stage parasites in falciparum malaria in children.Antimicrob. Agents Chemother. 2007; 51: 1694-1699Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarSenegalSymptomatic children0.15Microscopy92Talman A.M. et al.Influence of chemotherapy on the Plasmodium gametocyte sex ratio of mice and humans.Am. J. Trop. Med. Hyg. 2004; 71: 739-744Crossref PubMed Google ScholarSenegalTotal population0.35Microscopy93Robert V. et al.Sex ratio of Plasmodium falciparum gametocytes in inhabitants of Dielmo, Senegal.Parasitology. 2003; 127: 1-8Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaAsymptomatic children0.42Microscopy77Sowunmi A. Fateye B.A. Gametocyte sex ratios in children with asymptomatic, recrudescent, pyrimethamine-sulfadoxine-resistant, Plasmodium falciparum malaria.Ann. Trop. Med. Parasitol. 2003; 97: 671-682Crossref PubMed Scopus (15) Google ScholarTanzaniaNot applicablebInbreeding coefficients calculated directly from oocyst selfing rates from mosquitoes.0.34Indirect: calculated from inbreeding coefficient94Babiker H.A. et al.Genetic structure and dynamics of Plasmodium falciparum infections in the Kilombero region of Tanzania.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarThe GambiaNot applicablecInbreeding coefficients calculated from allele frequencies in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Patients were symptomatic children.0.22Indirect: calculated from inbreeding coefficient94Babiker H.A. et al.Genetic structure and dynamics of Plasmodium falciparum infections in the Kilombero region of Tanzania.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarSudanNot applicabledInbreeding coefficients calculated from allele frequencies in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Patients were symptomatic children and adults.0.07Indirect: calculated from inbreeding coefficient94Babiker H.A. et al.Genetic structure and dynamics of Plasmodium falciparum infections in the Kilombero region of Tanzania.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarCameroonSymptomatic malaria patients0.22Microscopy22Robert V. et al.Effect of gametocyte sex ratio on infectivity of Plasmodium falciparum to Anopheles gambiae.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google ScholarPapua New GuineaNot applicablebInbreeding coefficients calculated directly from oocyst selfing rates from mosquitoes.0.04Indirect: calculated from inbreeding coefficient95Paul R.E. et al.Mating patterns in malaria parasite populations of Papua New Guinea.Science. 1995; 269: 1709-1711Crossref PubMed Google ScholarPapua New GuineaNot indicated0.18Microscopy96Read A.F. et al.Gametocyte sex ratios as indirect measures of outcrossing rates in malaria.Parasitology. 1992; 104: 387-395Crossref PubMed Google Scholara Proportion male is defined as the proportion of all gametocytes that is male, [male gametocytes/(male + female gametocytes)].b Inbreeding coefficients calculated directly from oocyst selfing rates from mosquitoes.c Inbreeding coefficients calculated from allele frequencies in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Patients were symptomatic children.d Inbreeding coefficients calculated from allele frequencies in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Patients were symptomatic children and adults. Open table in a new tab Box 1The Development of Male and Female GametocytesMolecular mechanisms underlying the differentiation switch towards becoming male or female gametocytes remain largely unknown. Candidate genes that may be associated with sex-specific differentiation include the AP2-G2 in P. berghei [18Sinha A. et al.A cascade of DNA-binding proteins for sexual commitment and development in Plasmodium.Nature. 2014; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar], the Puf family of translational repressors in P. falciparum [97Fan Q. et al.Characterization of PfPuf2, member of the Puf family RNA-binding proteins from the malaria parasite Plasmodium falciparum.DNA Cell Biol. 2004; 23: 753-760Crossref PubMed Scopus (24) Google Scholar, 98Miao J. et al.The Puf-family RNA-binding protein PfPuf2 regulates sexual development and sex differentiation in the malaria parasite Plasmodium falciparum.J. Cell Sci. 2010; 123: 1039-1049Crossref PubMed Scopus (45) Google Scholar], and MAPK1 and MAPK2 as potential regulators of female and male gametocytogenesis in P. falciparum, respectively [63Walzer K.A. et al.Single-cell analysis reveals distinct gene expression and heterogeneity in male and female Plasmodium falciparum gametocytes.mSphere. 2018; 3 (e00130-18)Crossref PubMed Scopus (3) Google Scholar].Male gametocytes are terminally differentiated forms with one last task ahead; producing motile microgametes upon activation. Proteomic and transcriptomic data reflect this, showing upregulation of genes involved in nucleic acid metabolism, DNA replication, and axoneme formation. Female gametocytes, on the other hand, contain many proteins and transcripts intended for longer term sustainment of postfertilization stages, including genes involved in protein biosynthesis, degradation, transport, and metabolic activity. Another important female gametocyte-specific mechanism is translational repression in which stored transcripts support cellular processes immediately after fertilization, when transcription is absent for multiple hours [99Paton M.G. et al.Structure and expression of a post-transcriptionally regulated malaria gene encoding a surface protein from the sexual stages of Plasmodium berghei.Mol. Biochem. Parasitol. 1993; 59: 263-275Crossref PubMed Scopus (135) Google Scholar, 100Thompson J. Sinden R.E. In situ detection of Pbs21 mRNA during sexual development of Plasmodium berghei.Mol. Biochem. Parasitol. 1994; 68: 189-196Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. The deletion of genes involved in the maintenance of translationally repressed mRNA transcripts, such as DOZI [101Mair G.R. et al.Regulation of sexual development of Plasmodium by translational repression.Science. 2006; 313: 667-669Crossref PubMed Scopus (266) Google Scholar] and CITH [102Mair G.R. et al.Universal features of post-transcriptional gene regulation are critical for Plasmodium zygote development.PLoS Pathog. 2010; 6e1000767Crossref PubMed Scopus (121) Google Scholar] in P. berghei, results in full developmental arrest during ookinete formation, although fertilization is successful. The first indication that translational repression is also active in P. falciparum was obtained through deletion of Puf2, which resulted in altered expression of genes known to be translationally repressed, such as Pfs25 and Pfs28 [103Turque O. et al.Translational repression in malaria sporozoites.Microb. Cell. 2016; 3: 227-229Crossref PubMed Google Scholar, 104Muller K. et al.The Puf-family RNA-binding protein Puf2 controls sporozoite conversion to liver stages in the malaria parasite.PLoS One. 2011; 6e19860Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. More recent proteomics and transcriptomics data have uncovered a large-scale translational repression of hundreds of transcripts in P. falciparum female gametocytes [41Lasonder E. et al.Integrated transcriptomic and proteomic analyses of P. falciparum gametocytes: molecular insight into sex-specific processes and translational repression.Nucleic Acids Res. 2016; 44: 6087-6101Crossref PubMed Scopus (49) Google Scholar]. Molecular mechanisms underlying the differentiation switch towards becoming male or female gametocytes remain largely unknown. Candidate genes that may be associated with sex-specific differentiation include the AP2-G2 in P. berghei [18Sinha A. et al.A cascade of DNA-binding proteins for sexual commitment and development in Plasmodium.Nature. 2014; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar], the Puf family of translational repressors in P. falciparum [97Fan Q. et al.Characterization of PfPuf2, member of the Puf family RNA-binding proteins from the malaria parasite Plasmodium falciparum.DNA Cell Biol. 2004; 23: 753-760Crossref PubMed Scopus (24) Google Scholar, 98Miao J. et al.The Puf-family RNA-binding protein PfPuf2 regulates sexual development and sex differentiation in the malaria parasite Plasmodium falciparum.J. Cell Sci. 2010; 123: 1039-1049Crossref PubMed Scopus (45) Google Scholar], and MAPK1 and MAPK2 as potential regulators of female and male gametocytogenesis in P. falciparum, respectively [63Walzer K.A. et al.Single-cell analysis reveals distinct gene expression and heterogeneity in male and female Plasmodium falciparum gametocytes.mSphere. 2018; 3 (e00130-18)Crossref PubMed Scopus (3) Google Scholar]. Male gametocytes are terminally differentiated forms with one last task ahead; producing motile microgametes upon activation. Proteomic and transcriptomic data reflect this, showing upregulation of genes involv

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

كشفت دراسات تسلسل الحمض النووي الريبي الأخيرة عن عدد من الأهداف الخاصة بجنس الخلايا المشيجية المنجلية وقدمت رؤى جديدة في بيولوجيا الخلايا المشيجية. بعد عقود عندما اقتصرت أبحاث نسبة جنس الأمشاج على الملاريا غير البشرية أو التجارب المختبرية، أصبحت الأدوات الجزيئية لتقييم نسبة جنس الأمشاج متاحة الآن بشكل متزايد للاستخدام في عدوى المتصورة المنجلية الطبيعية. الأدلة على أن نسبة جنس الأمشاج تتأثر بكثافة الأمشاج الإجمالية والعلاج المضاد للملاريا، وتحسن التنبؤات بإمكانية انتقال العدوى، تسلط الضوء على أهمية فهم نسبة جنس الأمشاج أثناء العدوى الطبيعية. إن النتيجة التي مفادها أن علامة الخلايا المشيجية المنجلية الأكثر استخدامًا Pfs25 يتم التعبير عنها في الغالب بواسطة الخلايا المشيجية الأنثوية ولها مستويات لا يستهان بها من التعبير عن الخلفية في الطفيليات اللاجنسية تتطلب إعادة تقييم بيانات الخلايا المشيجية الحالية. تحتاج البعوضة إلى ابتلاع ذكر واحد على الأقل وامرأة واحدة على الأقل حتى تصاب بالملاريا. يمكن تحديد جنس المتصورة المنجلية المشيجية مجهريًا، لكن دراسات النسخ الحديثة مهدت الطريق لتطوير طرق جزيئية تسمح بتقييم نسبة الجنس في كثافات أقل بكثير من المشيجية. تم استخدام تشخيصات الخلايا المشيجية الخاصة بالجنس مؤخرًا لفحص ديناميكيات الخلايا المشيجية في الالتهابات الطبيعية والمضبوطة بالإضافة إلى تأثير الأدوية المختلفة المضادة للملاريا. ليس من الواضح حاليًا إلى أي مدى يتجنب تشخيص الخلايا المشيجية الخاصة بالجنس الحاجة إلى فحوصات تغذية البعوض لتقييم إمكانية انتقال العدوى رسميًا. نستعرض هنا التقييمات الحديثة والتاريخية لنسبة جنس الأمشاج فيما يتعلق بخصائص المضيف والطفيليات والعلاج وإمكانات الانتقال. تحتاج البعوضة إلى ابتلاع ذكر واحد على الأقل وامرأة واحدة على الأقل حتى تصاب بالملاريا. يمكن تحديد جنس المتصورة المنجلية المشيجية مجهريًا، لكن دراسات النسخ الحديثة مهدت الطريق لتطوير طرق جزيئية تسمح بتقييم نسبة الجنس في كثافات أقل بكثير من المشيجية. تم استخدام تشخيصات الخلايا المشيجية الخاصة بالجنس مؤخرًا لفحص ديناميكيات الخلايا المشيجية في الالتهابات الطبيعية والمضبوطة بالإضافة إلى تأثير الأدوية المختلفة المضادة للملاريا. ليس من الواضح حاليًا إلى أي مدى يتجنب تشخيص الخلايا المشيجية الخاصة بالجنس الحاجة إلى فحوصات تغذية البعوض لتقييم إمكانية انتقال العدوى رسميًا. نستعرض هنا التقييمات الحديثة والتاريخية لنسبة جنس الأمشاج فيما يتعلق بخصائص المضيف والطفيليات والعلاج وإمكانات الانتقال. يعتمد انتقال الملاريا من الإنسان إلى البعوض على وجود خلايا الأمشاج (انظر المسرد)، وطفيليات البلازموديوم في المرحلة الجنسية، في الدم المحيطي. يستغرق تطور الخلايا المشيجية في المتصورة المنجلية 8–12 يومًا وينطوي على انتقالات من الحلقات الملتزمة، عبر الخلايا المشيجية في المراحل المبكرة والمتوسطة التي يتم عزلها في نخاع العظم والطحال (المراحل الأولى إلى الرابعة) [1 فارفور إي وآخرون. الحجرة خارج الأوعية الدموية لنخاع العظام: مكانة لنضج الخلايا المشيجية في المتصورة المنجلية ؟.Malar. J. 2012 ؛ 11: 285 Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar، 2Aguilar R. et al. ترتبط شدة فقر الدم بالهيموزوين في نخاع العظام لدى الأطفال المعرضين لـ Plasmodium falciparum.Br. J. Haematol. 2014 ؛ 164: 877-887 Crossref PubMed Scopus (15) Google Scholar، 3Joice R. et al.Plasmodium falciparum تتراكم مراحل الانتقال في نخاع العظم البشري. ترجمة. Med. 2014 ؛ 6 (244re5)Crossref PubMed Scopus (81) Google Scholar]، إلى خلايا الأمشاج الذكورية والأنثوية الناضجة في المرحلة الخامسة [4Sinden R. Malaria، التطور الجنسي والانتقال: نظرة رجعية واحتمالية. علم الطفيليات. 2009 ؛ 136: 1427-1434 Crossref PubMed Scopus (31) Google Scholar]. في أنواع البلازموديوم الأخرى، مثل P. vivax و P. chabaudi و P. vinckei و P. gallinaceum، تتطور خلايا الأمشاج بسرعة أكبر، عادة في غضون 3 أيام [5Meibalan E. Marti M. Biology of malaria transmission.Cold Spring Harb. المنظور. ميد. 2017 ؛ 7 (a025452)Crossref PubMed Scopus (10) Google Scholar]. في حالات عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة (CHMIS)، يلتزم أقل من 10 ٪ من جميع طفيليات المتصورة المنجلية اللاجنسية بتكوين خلايا الأمشاج [6Collins K.A. et al.A. نموذج عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة مما يتيح تقييم تدخلات منع انتقال العدوى .J. Clin. Invest. 2018; 128: 1551-1562 Crossref PubMed Scopus (2) Google Scholar, 7Reuling I.J. et al.A تجربة جدوى عشوائية تقارن بين أربعة أنظمة عقاقير مضادة للملاريا للحث على داء المتصورة المنجلية في نموذج عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة .ELife. 2018; 7e31549Crossref PubMed Scopus (1) Google Scholar]، وعادة ما تشكل الخلايا المشيجية الناضجة أقل من 5 ٪ من الكتلة الحيوية للطفيليات المتداولة في العدوى الطبيعية [8Taylor L. Read A. لماذا عدد قليل جدًا من مراحل الانتقال ؟ التقييد الإنجابي بواسطة طفيليات الملاريا. طفيليات. اليوم. 1997 ؛ 13: 135-140 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (123) Google Scholar]. يحدث الالتزام الجنسي قبل مرحلة التكاثر الإنفصامي [9Eichner M. et al.Genesis، عزل وبقاء الخلايا المشيجية المتصورة المنجلية: تقديرات المعلمات من تركيب نموذج لبيانات علاج الملاريا. آر. سوك. تروب. ميد. HYG. 2001 ؛ 95: 497-501 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (0) Google Scholar، 10Sinden R. التطور الجنسي لطفيليات الملاريا. 1983 ؛ 22: 153-216 Crossref PubMed Google Scholar، 11Poran A. et al. تسلسل الحمض النووي الريبي لخلية واحدة يكشف عن توقيع الالتزام الجنسي في طفيليات الملاريا. الطبيعة. 2017 ؛ 551: 95-99 Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar، 12Bruce M.C. et al. التزام طفيلي الملاريا Plasmodium falciparum بالتطور الجنسي واللاجنسي. علم الطفيليات. 1990 ؛ 100: 191-200 Crossref PubMed Google Scholar]، وجميع الكائنات الحيوانية المستمدة من أحد الفصائل تتطور إما إلى خلايا مشيجية دقيقة (ذكور) أو خلايا مشيجية كبيرة (إناث) [13Silvestrini F. et al. الالتزام بإنتاج خلايا مشيجية من الذكور والإناث في طفيليات الملاريا البشرية Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000 ؛ 121: 465-471 Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar، 14Smith T.G. et al. الالتزام بالتمايز الجنسي في طفيلي الملاريا البشري، المتصورة المنجلية. علم الطفيليات. 2000 ؛ 121: 127-133 Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar]. يعوق نقص الكروموسومات الجنسية في المتصورة أحادية الصيغة الصبغية فهمنا للالتزام بالتمايز الجنسي وتوقيت تحديد الجنس [15Smith T.G. et al. التمايز الجنسي وتحديد الجنس في Apicomplexa.Trends Parasitol. 2002 ؛ 18: 315-323 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (0) Google Scholar]. يمكن أن يحدث تحديد الجنس في نفس اللحظة التي يتم فيها تحديد الالتزام بالتمايز الجنسي [13Silvestrini F. وآخرون. الالتزام بإنتاج الأمشاج من الذكور والإناث في طفيلي الملاريا البشري المتصورة المنجلية. علم الطفيليات. 2000 ؛ 121: 465-471 Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar]، أو بدلاً من ذلك عبر عملية من مرحلتين يحدث فيها تحديد الجنس بعد قرار الالتزام بالتمايز الجنسي. على المستوى الجزيئي، يؤدي تطور البروتين النووي P. falciparum gametocyte 1 (GDV1) إلى أول جزء معروف من سلسلة الالتزام الجزيئية ويعمل كمنظم أولي للبروتين المرتبط بالحمض النووي AP2 - G (PF3D7 _1222600)، من خلال معاداة كبت بروتين الكروماتين غير المتجانس 1 لنسخ AP2 - G [16Filarsky M. et al.GDV1 يحفز الالتزام الجنسي لطفيليات الملاريا من خلال معاداة إسكات الجينات التي تعتمد على HP1. 2018 ؛ 359: 1259-1263 Crossref PubMed Scopus (9) Google Scholar]. يمثل التنشيط الكافي لـ AP2 - G، منظم النسخ الرئيسي لتوليد الخلايا المشيجية، "نقطة اللاعودة" في الالتزام بكل من الخلايا المشيجية من الذكور والإناث [11Poran A. وآخرون. يكشف تسلسل الحمض النووي الريبي للخلية المفردة عن توقيع الالتزام الجنسي في طفيليات الملاريا. الطبيعة. 2017 ؛ 551: 95-99 Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar، 17Kafsack B.F. et al. يقوم التبديل النصي على الالتزام بالتنمية الجنسية في طفيليات الملاريا. الطبيعة. 2014 ؛ 507: 248-252 Crossref PubMed Scopus (139) Google Scholar، 18Sinha A. وآخرون. سلسلة من البروتينات المرتبطة بالحمض النووي للالتزام الجنسي والتنمية في Plasmodium.Nature. 2014 ؛ 507: 253-257 Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar]. الأساس الجزيئي لتحديد الجنس، وتوقيته أثناء النمو، غير معروف حاليًا. هنا، نلخص التقديرات التاريخية والحديثة لنسبة جنس الأمشاج في العدوى الطبيعية والقيود المفروضة على التقديرات القديمة التي اعتمدت على الفحص المجهري. نقدم مزايا وقيود الأدوات الجزيئية لقياس نسبة جنس الخلايا العرسية ونستعرض الأدلة على التأثير الخاص بالجنس للأدوية المضادة للملاريا على الخلايا العرسية المنتشرة والآثار المترتبة على إمكانية انتقال الملاريا. في الالتهابات الطبيعية للمتصورة المنجلية، تكون النسبة الجنسية للخلايا المشيجية المنتشرة في الغالب منحازة للإناث [19Bousema T. Drakeley C. علم الأوبئة والتهابات المتصورة المنجلية والمتصورة النشيطة فيما يتعلق بمكافحة الملاريا والقضاء عليها. ميكروبيول. مراجعة. 2011 ؛ 24: 377-410 Crossref PubMed Scopus (343) Google Scholar]. لم يقم سوى عدد قليل من الدراسات الوبائية بقياس كمية الأمشاج الأنثوية والذكورية بشكل منفصل مع نسب جنس تتراوح من متوسط ثلاث إلى خمس إناث إلى ذكر واحد (الجدول 1) [20Delves M.J. et al.Male and female Plasmodium falciparum mature gametocytes show different responses to antimicrob. وكلاء Chemother. 2013 ؛ 57: 3268-3274 Crossref PubMed Scopus (77) Google Scholar، 21Talman am et al.Gametocytogenesis: سن البلوغ من Plasmodium falciparum.Malar. J. 2004 ؛ 3: 24Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar، 22Robert V. et al. تأثير نسبة جنس الأمشاج على عدوى المتصورة المنجلية إلى الأنوفيلة الغامبية. آر. سوك. تروب. ميد. HYG. 1996 ؛ 90: 621-624 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (87) عالم جوجل، 23 برادلي جيه وآخرون. التنبؤ باحتمال وشدة عدوى البعوض من جنس محدد المتصورة المنجلية المشيجية density.eLife. 2018 ؛ 7e34463Crossref PubMed Scopus (4) باحث جوجل]. تستند نسب الجنس التي تم الإبلاغ عنها سابقًا بشكل أساسي إلى الفحص المجهري لمسحات الدم السميكة أو الرقيقة الملطخة بجيمسا، بالاعتماد على الاختلافات المورفولوجية الدقيقة بين الخلايا العرسية الكبيرة الناضجة (المرحلة الخامسة) والخلايا العرسية الدقيقة [24Carter R. Miller L.H. Evidence for environmental modulation of gametocytogenesis in Plasmodium falciparum in continuous culture.Bull. منظمة الصحة العالمية. 1979 ؛ 57: 37-52 PubMed Google Scholar] (الشكل 1). يمثل تحديد جنس الأمشاج عن طريق الفحص المجهري تحديًا بسبب كثافة الأمشاج المنخفضة عادةً وصعوبة تخصيص جنس للخلايا الأمشاجية قليلة الملاحظة [22Robert V. et al. تأثير نسبة جنس الأمشاج على عدوى المتصورة المنجلية إلى الأنوفيلة الغامبية. آر. سوك. تروب. ميد. رطوبة. 1996 ؛ 90: 621-624 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (87) باحث جوجل، 25Schneider P. et al.Submicroscopic Plasmodium falciparum gametocyte densities frequently result in mosquito infection.Am. J. Trop. Med. Hyg. 2007 ؛ 76: 470-474 Crossref PubMed Google Scholar، 26Coleman RE et al. عدوى المجموعات البشرية المصابة بالبلازموديوم بدون أعراض بعوض أنوفيليس ديروس في غرب تايلاند .J. Med. Entomol. 2004 ؛ 41: 201-208 Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar، 27Bonnet S. et al. مقارنة بين التغذية بالغشاء الاصطناعي مع التغذية المباشرة للجلد لتقدير عدوى ناقلات الخلايا المشيجية المتصورة المنجلية إلى البعوض. آر. سوك. تروب. ميد. HYG. 2000 ؛ 94: 103-106 ملخص النص الكامل PDF PubMed Google Scholar، 28Drew D.R. Reece S.E. تطوير تقنيات تفاعل البوليميراز المتسلسل للنسخ العكسي لتحليل الكثافة والنسبة بين الجنسين للخلايا الأمشاجية في التهابات البلازموديوم شابودي المتنوعة وراثيًا .Mol. الكيمياء الحيوية. الطفيليات. 2007 ؛ 156: 199-209 Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. كمثال على تناثرها، في دراسة مفصلة حديثة حول نقل الأمشاج في بوركينا فاسو، لوحظ أن 20 ٪ فقط (95 ٪ فاصل ثقة [CI] 14-27 ٪) من حاملات الطفيليات اللاجنسية براءات الاختراع قد اكتشفت الأمشاج المجهرية، و 7 ٪ فقط (95 ٪ CI 4-12 ٪) لوحظت أكثر من خليتين أمشاج أثناء تعدادها مقابل عدد تقليدي من 500 خلية دم بيضاء (0.06 ميكرولتر من فحص الدم المجهري) [29Goncalves B.P. et al.Examining الخزان البشري المعدي لملاريا المنجلية في مناطق ذات شدة انتقال مختلفة. Commun. 2017; 8: 1133Crossref PubMed Scopus (25) Google Scholar]. يتم عرض الآثار المترتبة على انخفاض عدد الخلايا المشيجية المرصودة لدقة نسبة الجنس في الشكل 1، مما يشير إلى أن الملاحظات القائمة على 500 خلية دم بيضاء نادراً ما يمكن أن تؤدي إلى تقديرات دقيقة لنسبة جنس الخلايا المشيجية. فقط من خلال مراقبة 50–100 خلية مشيجية يمكن حساب نسبة الجنس القابلة للتكاثر (الشكل 1 د) [8 تايلور ل. اقرأ أ. لماذا عدد قليل جدًا من مراحل الانتقال ؟ التقييد الإنجابي بواسطة طفيليات الملاريا. طفيليات. اليوم. 1997 ؛ 13: 135-140 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (123) Google Scholar، 19Bousema T. Drakeley C. علم الأوبئة وانتقال العدوى من المتصورة المنجلية والمتصورة النشيطة فيما يتعلق بمكافحة الملاريا والقضاء عليها. CLIN. ميكروبيول. مراجعة. 2011 ؛ 24: 377-410 Crossref PubMed Scopus (343) Google Scholar]، وهذا بالكاد يمكن تحقيقه عن طريق الفحص المجهري الروتيني. يمكن تحسين الفحص المجهري لجنس الأمشاج من خلال تركيز الأمشاج مع الإثراء المغناطيسي [30Karl S. et al. يتنبأ الكشف المعزز عن الأمشاج بواسطة الفحص المجهري للترسيب المغناطيسي بإمكانية أعلى لانتقال المتصورة المنجلية. J. 2008 ؛ 7: 66 Crossref PubMed Scopus (35) Google Scholar]، على افتراض أنه يثري خلايا الأمشاج الذكرية والأنثوية بالتساوي، مما يسمح بفحص المزيد من خلايا الأمشاج. يمكن تحسين دقة التمييز بين خلايا الأمشاج الذكرية والأنثوية بشكل أكبر من خلال استهداف البروتينات أو النصوص التي يتم التعبير عنها بشكل تفضيلي في جنس معين باستخدام التألق المناعي أو فحوصات التهجين القائمة على المسبار، على التوالي. الفحوصات التي تستهدف التعبير الخاص بالمرحلة عن النصوص، مثل Pf77 (PF3D7 _0621400) و Pfg377 (PF3D7 _1250100)، وكلاهما مخصب في خلايا الأمشاج الأنثوية [31Baker D.A. et al.Sexual - stage - specific RNA expression of a new Plasmodium falciparum gene detected by in situ hybridisation.Mol. الكيمياء الحيوية. الطفيليات. 1995 ؛ 72: 193-201 Crossref PubMed Google Scholar، 32 Alano P. et al.COS استنساخ التعبير الخلوي لـ Pfg377، مستضد الخلية المشيجية المنجلية المرتبطة بالأجسام الأوزمية. Mol. الكيمياء الحيوية. الطفيليات. 1995 ؛ 74: 143-156 كروسريف بوبمد سكوبس (64) باحث جوجل] و Pfg27 (PF3D7 _1302100، الكشف عن كلا الجنسين) [33Olivieri A. وآخرون. بروتين البلازمود المنجلي Pfg27 يمكن الاستغناء عنه لإنتاج الخلايا المشيجية والمشيجية، ولكنه يساهم في سلامة الخلايا أثناء تكوين الخلايا المشيجية .Mol. Microbiol. 2009 ؛ 73: 180-193 Crossref PubMed Scopus (21) Google Scholar، 34Stone W. et al. المقايسة الجزيئية لتحديد عدد خلايا الأمشاج المنجلية للذكور والإناث: نتائج من تجربتين عشوائيتين مضبوطتين باستخدام بريماكين لإزالة الأمشاج. تم الإبلاغ عن 2017 ؛ 216: 457-467 Crossref PubMed Scopus (17) Google Scholar] سابقًا. مقايسات التألق المناعي بناءً على الأجسام المضادة التي تربط البروتينات الخاصة بالخلايا الأمشاج المبكرة مثل Pfs16 (PF3D7 _0406200) [14Smith T.G. et al. الالتزام بالتمايز الجنسي في طفيلي الملاريا البشري، المتصورة المنجلية. علم الطفيليات. 2000 ؛ 121: 127-133 Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar، 35Bruce M.C. et al. الموقع الخلوي والتعبير الزمني لمستضد المرحلة الجنسية للمتصورة المنجلية Pfs16.Mol. الكيمياء الحيوية. الطفيليات. 1994 ؛ 65: 11-22 Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar]، الأمشاج الذكورية (α - tubulin II، PF3D7 _0422300) [13Silvestrini F. وآخرون. الالتزام بإنتاج الأمشاج الذكرية والأنثوية في طفيليات الملاريا البشرية المتصورة المنجلية. علم الطفيليات. 2000 ؛ 121: 465-471 Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar، 14Smith T.G. et al. الالتزام بالتمايز الجنسي في طفيلي الملاريا البشري، المتصورة المنجلية. علم الطفيليات. 2000 ؛ 121: 127-133 Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar، 36Rawlings D.J. et al .α- Tubulin II هو بروتين خاص بالذكور في Plasmodium falciparum.Mol. Biochem. Parasitol. 1992 ؛ 56: 239-250 Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]، أو الخلايا المشيجية الأنثوية (Pfg377، PF3D7 _1250100) [13Silvestrini F. et al.Commitment to production of male and female gametocytes in the human malaria parasite Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000 ؛ 121: 465-471 كما تم استخدام Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar]. يتم تلخيص الرؤى حول الاختلافات بين الجنسين في التركيب النصي والبروتيني في المربع 1. هذه المقايسات المناعية الفلورية تخفف من المشاكل الشائعة التي تعقد الفحص المجهري ولكن اعتمادها على المجهر الفلوري يؤثر بشكل كبير على نشرها في الميدان. قد يسمح التطور الأخير للمقايسات الجزيئية لتحديد نسبة الذكور والإناث بتحديد نسبة الجنس بشكل أكثر قوة في كثافات الأمشاج المنخفضة والتطبيق الأسهل في البيئات الميدانية. الجدول 1 ملخص الدراسات التي قيمت نسبة الجنس في الالتهابات الطبيعية تحديد السكان نسبة الذكور يتم تعريف نسبة الذكور على أنها نسبة جميع الخلايا الأمشاج الذكورية، [الخلايا الأمشاج الذكورية/(ذكور+إناث الأمشاج)]. أداة ريفز مالي، بوركينا فاسو، الكاميرونحاملات الأمشاج بدون أعراض 0.14-0.51 qRT - PCR23 برادلي ج. وآخرون. التنبؤ باحتمال وشدة عدوى البعوض من جنس محدد المتصورة المنجلية كثافة الأمشوجة. eLife. 2018 ؛ 7e34463Crossref PubMed Scopus (4) Scholar هولندا العدوى البشرية التي تسيطر عليها الملاريا0.29R.R7R.I.J.R.R.V.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.V.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.RM.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.RM.R.R.R.R.R.R.R.RM.RM.R.R.R.R.R.RM.R.RM.R.RM.RM.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.R.RM.R Dis. 2018; 18: 627-639 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (13) الباحث العلمي من Googleأستراليامتطوعو عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة 0.20 qRT - PCR6Collins K.A. et al.A. نموذج عدوى الملاريا البشرية الخاضعة للرقابة مما يتيح تقييم تدخلات منع انتقال العدوى .J. Clin. Invest. 2018; 128: 1551-1562 Crossref PubMed Scopus (2) Google ScholarKenya, MaliAsmptomatic gametocyte carriers0.36qRT-PCR34Stone W. et al.A الفحص الجزيئي لتحديد عدد الخلايا المشيجية المنجلية للذكور والإناث: نتائج من تجربتين عشوائيتين مضبوطتين باستخدام بريماكين لإزالة الخلايا المشيجية. Dis. 2017; 216: 457-467 Crossref PubMed Scopus (17) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.21Microscopy75Gbotosho G.O. et al.Plasmodium falciparum gametocyte carriage, sex ratio and asexual parasite rates in Nigerian children before and after a treatment protocol policy change establishing the use of artemisinin - based combination treatments.Mem. معهد أوزوالدو كروز. 2011 ؛ 106: 685-690 كروسريف بوبمد سكوبس (0) الباحث العلمي من Googleنيجيرياأعراض الأطفال0.34Microscopy87Gbotosho GO et al.Plasmodium falciparum gametocyte carriage, emergence, clearance and population sex ratio in anaemic and non - anemic malarious children.Mem. معهد أوزوالدو كروز. 2011 ؛ 106: 562-569 كروسريف بوبميد الباحث العلمي في جوجل نيجيريا مرضى الملاريا العرضيين 0.22 ميكروسكوبي 88 سونمي أ. وآخرون. هيكل السكان من المتصورة المنجلية نسب جنس الأمشاج في الأطفال المصابين بالملاريا في منطقة موبوءة. الطفيليات. Int. 2009; 58: 438-443 Crossref PubMed Scopus (11) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.75Microscopy76Sowunmi A. et al .تأثيرات الميفلوكين والأرتيسونات الميفلوكين على ظهور وتطهير ونسبة جنس المتصورة المنجلية في الأطفال المصابين بالملاريا .المالار. J. 2009; 8: 297 Crossref PubMed Scopus (10) Google ScholarIndiaSymptomatic malaria patients0.31Microscopy89Kar P. et al. Plasmodium falciparum gametocytaemia with chloroquine chemotherapy in persistent malaria in a endemic area of India.Indian J. Med. Res. 2009; 129: 299-305 PubMed Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.20Microscopy78Sowunmi A. et al.Plasmodium falciparum gametocyte sex ratio in children with acute, symptomsary, non - complex infections treated with amodiaquine.Malar. J. 2008; 7: 169 Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.05Microscopy90Sowunmi A. et al. أنشطة Artemether - lumefantrine و amodiaquine - sulfalene - pyrimethamine ضد طفيليات المرحلة الجنسية في الملاريا المنجلية عند الأطفال. العلاج الكيميائي. 2008 ؛ 54: 201-208 Crossref PubMed Scopus (13) الباحث العلمي من Googleنيجيريامرضى الملاريا ذوي الأعراض 0.14Microscopy91Sowunmi A. وآخرون. أنشطة الأمودياكين والأرتيسونات والأرتيسونات الأمودياكين ضد الطفيليات اللاجنسية والجنسية في مرحلة الملاريا المنجلية عند الأطفال. مضادات الميكروبات. وكلاء Chemother. 2007 ؛ 51: 1694-1699 Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarSenegalSymptomatic children0.15Microscopy92Talman am et al. تأثير العلاج الكيميائي على نسبة جنس خلية المشيج المتصورة لدى الفئران والبشر. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2004 ؛ 71: 739-744 Crossref PubMed Google ScholarSenegalTotal population0.35Microscopy93Robert V. et al.Sex ratio of Plasmodium falciparum gametocytes in residents of Dielmo, Senegal.Parasitology. 2003 ؛ 127: 1-8 Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaAsmptomatic children0.42Microscopy77Sowunmi A. Fateye B.A. نسب جنس العرس في الأطفال الذين يعانون من أعراض، مكررة، بيريميثامين- سلفادوكسين مقاومة، المتصورة المنجلية الملاريا. آن. Trop. Med. Parasitol. 2003; 97: 671-682 Crossref PubMed Scopus (15) Google ScholarTanzaniaNot applicableb معاملات التزاوج المحسوبة مباشرة من معدلات تزاوج البويضات من البعوض .0.34 غير مباشرة: محسوبة من معامل التزاوج 94Babiker H.A. et al. البنية الوراثية وديناميكيات عدوى المتصورة المنجلية في منطقة كيلومبيرو في تنزانيا. Trans. آر. سوك. تروب. ميد. HYG. 1999 ؛ 93: 11-14 ملخص النص الكامل PDF PubMed Google Scholar غامبيا لا تنطبق معاملات التزاوج المحسوبة من ترددات الأليل في التهابات مرحلة الدم، ولكن نسب الجنس غير محددة في هؤلاء المرضى. كان المرضى أطفالًا يعانون من أعراض 0.22 غير مباشر: محسوبًا من معامل التزاوج 94Babiker H.A. et al. البنية الوراثية وديناميكيات عدوى المتصورة المنجلية في منطقة كيلومبيرو في تنزانيا. آر. سوك. تروب. ميد. HYG. 1999 ؛ 93: 11-14 ملخص النص الكامل PDF PubMed Google ScholarSudan لم يتم تطبيق معاملات التزاوج المحسوبة من ترددات الأليل في التهابات مرحلة الدم، ولكن لم يتم تحديد نسب الجنس في هؤلاء المرضى. كان المرضى من الأطفال والبالغين الذين يعانون من أعراض .0.07 غير مباشر: محسوب من معامل التزاوج 94Babiker H.A. et al. البنية الوراثية وديناميكيات عدوى المتصورة المنجلية في منطقة كيلومبيرو في تنزانيا. آر. سوك. تروب. ميد. HYG. 1999 ؛ 93: 11-14 ملخص النص الكامل PDF PubMed Google ScholarCameroonمرضى الملاريا الذين يعانون من أعراض 0.22Microscopy22Robert V. et al. تأثير نسبة جنس الأمشاج على عدوى المتصورة المنجلية إلى الأنوفيلة الغامبية. آر. سوك. تروب. ميد. HYG. 1996 ؛ 90: 621-624 ملخص النص الكامل PDF PubMed Scopus (87) Google ScholarPapua New Guineaلا تنطبق معاملات التزاوج المحسوبة مباشرة من معدلات تزاوج البويضات الذاتية من البعوض 0.04 غير مباشر: محسوبة من معامل التزاوج الداخلي95Paul R.E. et al. أنماط التزاوج في مجموعات طفيليات الملاريا في بابوا غينيا الجديدة. العلوم. 1995 ؛ 269: 1709-1711 Crossref PubMed Google ScholarPapua New Guinea لم يشر إلى 0.18 المجهر 96 اقرأ A.F. وآخرون نسب جنس الأمشاج كمقاييس غير مباشرة للمعدلات المتقاطعة في الملاريا. علم الطفيليات. 1992; 104: 387-395 Crossref PubMed Google Scholara يتم تعريف نسبة الذكور على أنها نسبة جميع الخلايا المشيجية التي تكون ذكورية، [الخلايا المشيجية الذكرية/(الذكور + الخلايا المشيجية الأنثوية)]. ب معاملات التزاوج المحسوبة مباشرة من معدلات تزاوج البويضات الذاتية من البعوض. ج معاملات التزاوج المحسوبة من ترددات الأليل في التهابات مرحلة الدم، ولكن نسب الجنس غير محددة في هؤلاء المرضى. كان المرضى أطفالًا يعانون من أعراض. د تم حساب معاملات التزاوج من ترددات الأليل في التهابات مرحلة الدم، ولكن لم يتم تحديد نسب الجنس في هؤلاء المرضى. كان المرضى من الأطفال والبالغين الذين تظهر عليهم الأعراض. فتح الجدول في علامة تبويب جديدة المربع 1 لا تزال الآليات الجزيئية الكامنة وراء تحول التمايز نحو أن تصبح خلايا الأمشاج ذكرية أو أنثوية غير معروفة إلى حد كبير. تشمل الجينات المرشحة التي قد ترتبط بالتمايز بين الجنسين AP2 - G2 في P. berghei [18Sinha A. وآخرون. سلسلة من البروتينات المرتبطة بالحمض النووي للالتزام الجنسي والتنمية في Plasmodium.Nature. 2014 ؛ 507: 253-257 Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar]، عائلة PUF من المثبطات الانتقالية في P. falciparum [97Fan Q. et al. توصيف PfPuf2، عضو في بروتينات ربط الحمض النووي الريبي لعائلة PUF من طفيلي الملاريا Plasmodium falciparum.DNA Cell Biol. 2004 ؛ 23: 753-760 Crossref PubMed Scopus (24) الباحث في Google، 98Miao J. وآخرون. ينظم بروتين PfPuf2 المرتبط بالحمض النووي الريبي لعائلة Puf التطور الجنسي والتمايز الجنسي في طفيلي الملاريا Plasmodium falciparum.J. Cell Sci. 2010; 123: 1039-1049 Crossref PubMed Scopus (45) Google Scholar], and MAPK1 and MAPK2 as potential regulators of female and male gametocytogenesis in P. falciparum, respectively [63Walzer K.A. et al .يكشف تحليل الخلية المفردة عن التعبير الجيني المميز وعدم التجانس في ذكور وإناث Plasmodium falciparum gametocytes.mSphere. 2018; 3 (e00130 -18)Crossref PubMed Scopus (3) Google Scholar] .الخلايا الأمشاجية الذكرية هي أشكال متباينة بشكل نهائي مع مهمة أخيرة أمامها ؛ إنتاج أعراس دقيقة متحركة عند التنشيط. تعكس البيانات البروتينية والنسخية هذا، وتظهر تنظيم الجينات المشاركة في استقلاب الحمض النووي، وتكرار الحمض النووي، وتكوين الخيط المحوري. من ناحية أخرى، تحتوي الخلايا الأمشاجية الأنثوية على العديد من البروتينات والنصوص المخصصة للاستدامة على المدى الطويل لمراحل ما بعد الإخصاب، بما في ذلك الجينات المشاركة في التخليق الحيوي للبروتين، والتحلل، والنقل، والنشاط الأيضي. آلية مهمة أخرى خاصة بالخلايا الأمشاجية الأنثوية هي القمع الانتقالي الذي تدعم فيه النصوص المخزنة العمليات الخلوية مباشرة بعد الإخصاب، عندما يكون النسخ غائبًا لعدة ساعات [99Paton M.G. et al.Structure والتعبير عن جين الملاريا المنظم بعد النسخ والذي يشفر بروتينًا سطحيًا من المراحل الجنسية لـ Plasmodium berghei.Mol. الكيمياء الحيوية. الطفيليات. 1993 ؛ 59: 263-275 Crossref PubMed Scopus (135) باحث جوجل، 100Thompson J. Sinden RE في الموقع الكشف عن Pbs21 mRNA أثناء التطور الجنسي لـ Plasmodium berghei.Mol. الكيمياء الحيوية. الطفيليات. 1994 ؛ 68: 189-196 Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. حذف الجينات المشاركة في الحفاظ على نصوص الحمض النووي الريبوزي المرسال المكبوتة بشكل انتقالي، مثل DOZI [101Mair GR et al. تنظيم التطور الجنسي للبلازموديوم عن طريق القمع الانتقالي. 2006; 313: 667-669 Crossref PubMed Scopus (266) Google Scholar] و CITH [102Mair G.R. et al.Universal features of post - copyional gene regulation are critical for plasmodium zygote development.PLoS Pathog. 2010; 6e1000767Crossref PubMed Scopus (121) Google Scholar] in P. berghei, results in full developmental arrest during ookinete formation, although fertilization is successful. تم الحصول على أول إشارة إلى أن القمع الانتقالي نشط أيضًا في P. falciparum من خلال حذف Puf2، مما أدى إلى تغيير التعبير عن الجينات المعروفة بأنها مكبوتة بشكل انتقالي، مثل Pfs25 و Pfs28 [103Turque O. et al.Translational القمع في sporozoites.Microb الملاريا. خلية. 2016 ؛ 3: 227-229 Crossref PubMed Google Scholar، 104Muller K. et al. يتحكم بروتين Puf - family RNA - binding Puf2 في تحويل السبوروزويت إلى مراحل الكبد في طفيلي الملاريا .PLoS One. 2011 ؛ 6e19860Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. كشفت بيانات البروتينات والنسخ الحديثة عن قمع انتقالي واسع النطاق لمئات النسخ في المتصورة المنجلية للخلايا الأمشاج الأنثوية [41Lasonder E. et al.Integrated transcriptomic and proteomic analysis of P. falciparum gametocytes: molecular insight into gender - specific processes and transational suppression.Nucleic Acids Res. 2016; 44: 6087-6101 Crossref PubMed Scopus (49) Google Scholar]. لا تزال الآليات الجزيئية الكامنة وراء تحول التمايز نحو أن تصبح مشيجات ذكور أو إناث غير معروفة إلى حد كبير. تشمل الجينات المرشحة التي قد ترتبط بالتمايز بين الجنسين AP2 - G2 في P. berghei [18Sinha A. وآخرون. سلسلة من البروتينات المرتبطة بالحمض النووي للالتزام الجنسي والتنمية في Plasmodium.Nature. 2014 ؛ 507: 253-257 Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar]، عائلة PUF من المثبطات الانتقالية في P. falciparum [97Fan Q. et al. توصيف PfPuf2، عضو في بروتينات ربط الحمض النووي الريبي لعائلة PUF من طفيلي الملاريا Plasmodium falciparum.DNA Cell Biol. 2004 ؛ 23: 753-760 Crossref PubMed Scopus (24) الباحث في Google، 98Miao J. وآخرون. ينظم بروتين PfPuf2 المرتبط بالحمض النووي الريبي لعائلة Puf التطور الجنسي والتمايز الجنسي في طفيلي الملاريا Plasmodium falciparum.J. Cell Sci. 2010; 123: 1039-1049 Crossref PubMed Scopus (45) Google Scholar], and MAPK1 and MAPK2 as potential regulators of female and male gametocytogenesis in P. falciparum, respectively [63Walzer K.A. et al. تحليل الخلية الواحدة يكشف عن التعبير الجيني المميز وعدم التجانس في الذكور والإناث Plasmodium falciparum gametocytes.mSphere. 2018; 3 (e00130 -18)Crossref PubMed Scopus (3) Google Scholar]. الخلايا الأمشاجية الذكرية هي أشكال متباينة بشكل نهائي مع مهمة أخيرة أمامها ؛ تنتج مشيجات دقيقة متحركة عند التنشيط. تعكس البيانات البروتينية والنسخية هذا، مما يدل على تنظيم الجينات

Translated Description (French)

Des études récentes sur le séquençage de l'ARN ont mis au jour un certain nombre de cibles spécifiques au sexe des gamétocytes de P. falciparum et ont fourni de nouvelles informations sur la biologie des gamétocytes. Après des décennies où la recherche sur le rapport sexuel des gamétocytes était limitée aux paludisme non humains ou aux expériences in vitro, les outils moléculaires pour évaluer le rapport sexuel des gamétocytes sont maintenant de plus en plus disponibles pour une utilisation dans les infections naturelles à P. falciparum. Les preuves que le sex-ratio des gamétocytes est influencé par la densité totale des gamétocytes et le traitement antipaludique, et améliore les prédictions du potentiel de transmission, soulignent la pertinence de comprendre le sex-ratio des gamétocytes lors d'infections naturelles. La constatation que le marqueur de gamétocytes Pfs25 de P. falciparum le plus largement utilisé est exprimé principalement par les gamétocytes femelles et présente des niveaux non négligeables d'expression de fond chez les parasites asexués nécessite une réévaluation des données existantes sur les gamétocytes. Un moustique doit ingérer au moins un gamétocyte mâle et un gamétocyte femelle pour être infecté par le paludisme. Le sexe des gamétocytes de Plasmodium falciparum peut être déterminé au microscope, mais des études transcriptomiques récentes ont ouvert la voie au développement de méthodes moléculaires permettant d'évaluer le rapport sexuel à des densités de gamétocytes beaucoup plus faibles. Ces diagnostics de gamétocytes spécifiques au sexe ont récemment été utilisés pour examiner la dynamique des gamétocytes dans les infections contrôlées et naturelles ainsi que l'impact de différents médicaments antipaludiques. On ne sait pas actuellement dans quelle mesure les diagnostics de gamétocytes spécifiques au sexe éliminent le besoin de tests d'alimentation des moustiques pour évaluer officiellement le potentiel de transmission. Ici, nous passons en revue les évaluations récentes et historiques du sex-ratio des gamétocytes en relation avec les caractéristiques de l'hôte et du parasite, le traitement et le potentiel de transmission. Un moustique doit ingérer au moins un gamétocyte mâle et un gamétocyte femelle pour être infecté par le paludisme. Le sexe des gamétocytes de Plasmodium falciparum peut être déterminé au microscope, mais des études transcriptomiques récentes ont ouvert la voie au développement de méthodes moléculaires permettant d'évaluer le rapport sexuel à des densités de gamétocytes beaucoup plus faibles. Ces diagnostics de gamétocytes spécifiques au sexe ont récemment été utilisés pour examiner la dynamique des gamétocytes dans les infections contrôlées et naturelles ainsi que l'impact de différents médicaments antipaludiques. On ne sait pas actuellement dans quelle mesure les diagnostics de gamétocytes spécifiques au sexe éliminent le besoin de tests d'alimentation des moustiques pour évaluer officiellement le potentiel de transmission. Ici, nous passons en revue les évaluations récentes et historiques du sex-ratio des gamétocytes en relation avec les caractéristiques de l'hôte et du parasite, le traitement et le potentiel de transmission. La transmission du paludisme de l'homme au moustique dépend de la présence de gamétocytes (voir Glossaire), parasites Plasmodium au stade sexuel, dans le sang périphérique. Le développement des gamétocytes de P. falciparum prend 8 à 12 jours et implique des transitions à partir d'anneaux engagés, via des gamétocytes de stade précoce et intermédiaire qui sont séquestrés dans la moelle osseuse et la rate (stades I à IV) [1Farfour E. et al. Le compartiment extravasculaire de la moelle osseuse : une niche pour la maturation des gamétocytes de Plasmodium falciparum ?.Malar. J. 2012 ; 11: 285Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 2Aguilar R. et al. La sévérité de l'anémie est associée à l'hémozoïne de la moelle osseuse chez les enfants exposés à Plasmodium falciparum.Br. J. Haematol. 2014 ; 164: 877-887Crossref PubMed Scopus (15) Google Scholar, 3Joice R. et al.Plasmodium falciparum transmission stages accumulate in the human bone marrow.Sci. Transl. Med. 2014 ; 6 (244re5)Crossref PubMed Scopus (81) Google Scholar], to mature male and female stage V gametocytes [4Sinden R. Malaria, sexual development and transmission : retrospect and prospect.Parasitology. 2009 ; 136: 1427-1434Crossref PubMed Scopus (31) Google Scholar]. Chez d'autres espèces de Plasmodium, telles que P. vivax, P. chabaudi, P. vinckei et P. gallinaceum, les gamétocytes se développent beaucoup plus rapidement, généralement dans les 3 jours [5Meibalan E. Marti M. Biology of malaria transmission.Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2017 ; 7 (a025452)Crossref PubMed Scopus (10) Google Scholar]. Dans les infections palustres humaines contrôlées (CHMI), moins de 10 % de tous les parasites asexués de P. falciparum s'engagent à former des gamétocytes [6Collins K.A. et al.Un modèle d'infection palustre humaine contrôlée permettant l'évaluation des interventions bloquant la transmission.J. Clin. Invest. 2018 ; 128: 1551-1562Crossref PubMed Scopus (2) Google Scholar, 7Reuling I.J. et al. Un essai de faisabilité randomisé comparant quatre schémas thérapeutiques antipaludiques pour induire la gamétocytémie à Plasmodium falciparum dans le modèle d'infection humaine contrôlée par le paludisme.eLife. 2018 ; 7e31549Crossref PubMed Scopus (1) Google Scholar], et les gamétocytes matures représentent généralement moins de 5 % de la biomasse parasitaire circulante dans les infections naturelles [8Taylor L. Read A. Pourquoi si peu d'étapes de transmission ? Restriction de la reproduction par les parasites du paludisme.Parasitol. Today. 1997 ; 13: 135-140Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (123) Google Scholar]. L'engagement sexuel se produit avant le stade de la schizogonie [9Eichner M. et al.Genesis, sequestration and survival of Plasmodium falciparum gametocytes : parameter estimates from fitting a model to malaria therapy data.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 2001 ; 95: 497-501Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (0) Google Scholar, 10Sinden R. Sexual development of malarial parasites.Adv. Parasitol. 1983 ; 22: 153-216Crossref PubMed Google Scholar, 11Poran A. et al.Single-cell RNA sequencing reveals a signature of sexual commitment in malaria parasites.Nature. 2017 ; 551: 95-99Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 12Bruce M.C. et al. Engagement du parasite du paludisme Plasmodium falciparum au développement sexuel et asexuel.Parasitologie. 1990 ; 100: 191-200Crossref PubMed Google Scholar], et tous les mérozoïtes dérivés d'un schizont se développent en microgamétocytes (mâles) ou en macrogamétocytes (femelles) [13Silvestrini F. et al. Engagement à la production de gamétocytes mâles et femelles dans le parasite du paludisme humain Plasmodium falciparum.Parasitologie. 2000 ; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar, 14Smith T.G. et al. Engagement à la différenciation sexuelle dans le parasite du paludisme humain, Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000 ; 121: 127-133Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar]. Le manque de chromosomes sexuels chez le Plasmodium haploïde entrave notre compréhension de l'engagement envers la différenciation sexuelle et du moment de la détermination du sexe [15Smith T.G. et al.Différenciation sexuelle et détermination du sexe dans l'Apicomplexa.Trends Parasitol. 2002 ; 18: 315-323Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (0) Google Scholar]. La détermination du sexe pourrait se produire au même moment où l'engagement à la différenciation sexuelle est déterminé [13Silvestrini F. et al. Engagement à la production de gamétocytes mâles et femelles dans le parasite du paludisme humain Plasmodium falciparum.Parasitologie. 2000 ; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar], ou alternativement via un processus en deux étapes dans lequel la détermination du sexe se produit après la décision sur l'engagement à la différenciation sexuelle. Au niveau moléculaire, la protéine nucléaire P. falciparum gametocyte development 1 (GDV1) déclenche la première partie connue de la cascade moléculaire d'engagement et agit comme le régulateur en amont de la protéine de liaison à l'ADN AP2-G (PF3D7_1222600), en antagonisant la répression de la protéine 1 de l'hétérochromatine de la transcription AP2-G [16Filarsky M. et al.GDV1 induit l'engagement sexuel des parasites du paludisme en antagonisant le silençage génique dépendant de HP1.Science. 2018 ; 359: 1259-1263Crossref PubMed Scopus (9) Google Scholar]. Une activation suffisante de l'AP2-G, le régulateur transcriptionnel principal de la gamétocytogenèse, représente le « point de non-retour » dans l'engagement envers les gamétocytes mâles et femelles [11Poran A. et alLe séquençage de l'ARN à cellules uniques révèle une signature de l'engagement sexuel chez les parasites du paludisme.Nature. 2017 ; 551: 95-99Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 17Kafsack B.F. et al.A transcriptional switch underlines commitment to sexual development in malaria parasites.Nature. 2014 ; 507: 248-252Crossref PubMed Scopus (139) Google Scholar, 18Sinha A. et al. A cascade of DNA-binding proteins for sexual commitment and development in Plasmodium.Nature. 2014 ; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar]. La base moléculaire de la détermination du sexe et son moment au cours du développement sont actuellement inconnus. Ici, nous résumons les estimations historiques et récentes du rapport de masculinité des gamétocytes dans les infections naturelles et les limites des estimations plus anciennes qui reposaient sur la microscopie. Nous présentons les mérites et les limites des outils moléculaires pour quantifier le rapport de masculinité des gamétocytes et examinons les preuves d'un effet spécifique au sexe des médicaments antipaludiques sur les gamétocytes circulants et les implications pour le potentiel de transmission du paludisme. Dans les infections naturelles de P. falciparum, le rapport sexuel des gamétocytes circulants est principalement biaisé par les femmes [19Bousema T. Drakeley C. Épidémiologie et infectivité des gamétocytes Plasmodium falciparum et Plasmodium vivax par rapport au contrôle et à l'élimination du paludisme.Clin. Microbiol. Rev. 2011 ; 24: 377-410Crossref PubMed Scopus (343) Google Scholar]. Seules quelques études épidémiologiques ont quantifié séparément les gamétocytes femelles et mâles avec des rapports de sexe allant d'une moyenne de ∼trois à cinq femelles pour un mâle (Tableau 1) [20Delves M.J. et al.Les gamétocytes matures de Plasmodium falciparum mâles et femelles montrent des réponses différentes aux médicaments antipaludiques. Agents Chemother. 2013 ; 57: 3268-3274Crossref PubMed Scopus (77) Google Scholar, 21Talman A.M. et al.Gametocytogenesis : the puberty of Plasmodium falciparum.Malar. J. 2004 ; 3: 24Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 22Robert V. et al.Effect of gametocyte sex ratio on infectivity of Plasmodium falciparum to Anopheles gambiae.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996 ; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google Scholar, 23Bradley J. et al.Predicting the likelihood and intensity of mosquito infection from sex specific Plasmodium falciparum gametocyte density.eLife. 2018 ; 7e34463Crossref PubMed Scopus (4) Google Scholar]. Les rapports sexuels précédemment rapportés sont basés principalement sur l'examen microscopique de frottis sanguins épais ou minces colorés à la Giemsa, en s'appuyant sur de subtiles différences morphologiques entre les macrogamétocytes matures (stade V) et les microgamétocytes [24Carter R. Miller L.H. Evidence for environmental modulation of gametocytogenesis in Plasmodium falciparum in continuous culture.Bull. World Health Organ. 1979 ; 57: 37-52PubMed Google Scholar] (Figure 1). La détermination du sexe des gamétocytes par microscopie est difficile en raison des densités de gamétocytes généralement faibles et de la difficulté d'attribuer un sexe aux gamétocytes peu observés [22Robert V. et al.Effet du rapport sexuel des gamétocytes sur l'infectivité de Plasmodium falciparum à Anopheles gambiae.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996 ; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google Scholar, 25Schneider P. et al.Submicroscopic Plasmodium falciparum gametocyte densities frequently result in mosquito infection.Am. J. Trop. Med. Hyg. 2007 ; 76: 470-474Crossref PubMed Google Scholar, 26Coleman R.E. et al.Infectivity of asymptomatic Plasmodium-infected human populations to Anopheles dirus mosquitoes in western Thailand.J. Med. Entomol. 2004 ; 41: 201-208Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 27Bonnet S. et al. Comparison of artificial membrane feeding with direct skin feeding to estimate infectiousness of Plasmodium falciparum gametocyte carriers to mosquitoes.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 2000 ; 94: 103-106Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 28Drew D.R. Reece S.E. Development of reverse-transcription PCR techniques to analysis the density and sex ratio of gametocytes in genetically diverse Plasmodium chabaudi infections.Mol. Biochem. Parasitol. 2007 ; 156: 199-209Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. À titre d'illustration de leur rareté, dans une étude détaillée récente sur le transport des gamétocytes au Burkina Faso, seulement 20 % (intervalle de confiance [IC] à 95 % 14-27 %) des porteurs de parasites asexués brevetés avaient des gamétocytes détectés au microscope, et seulement 7 % (IC à 95 % 4-12 %) avaient plus de deux gamétocytes observés en dénombrement contre un nombre conventionnel de 500 globules blancs (∼0,06 μl de sang examiné au microscope) [29Goncalves B.P. et al.Examining the human infectious reservoir for Plasmodium falciparum malaria in areas of different transmission intensity.Nat. Commun. 2017 ; 8: 1133Crossref PubMed Scopus (25) Google Scholar]. Les implications d'un faible nombre de gamétocytes observés pour la précision du sex-ratio sont présentées dans la figure 1, indiquant que les observations basées sur 500 globules blancs peuvent rarement conduire à des estimations précises du sex-ratio des gamétocytes. Ce n'est qu'en observant 50 à 100 gamétocytes qu'un sex-ratio reproductible peut être calculé (Figure 1D) [8Taylor L. Read A. Pourquoi si peu d'étapes de transmission ? Restriction de la reproduction par les parasites du paludisme.Parasitol. Today. 1997 ; 13: 135-140Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (123) Google Scholar, 19Bousema T. Drakeley C. Epidemiology and infectivity of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax gametocytes in relation to malaria control and elimination.Clin. Microbiol. Rev. 2011 ; 24: 377-410Crossref PubMed Scopus (343) Google Scholar], et cela n'est presque jamais réalisable par microscopie de routine. L'investigation microscopique du sexe des gamétocytes peut être améliorée en concentrant les gamétocytes avec un enrichissement magnétique [30Karl S. et al.La détection améliorée des gamétocytes par microscopie à dépôt magnétique prédit un potentiel plus élevé de transmission de Plasmodium falciparum.Malar. J. 2008 ; 7: 66Crossref PubMed Scopus (35) Google Scholar], en supposant qu'il enrichit les gamétocytes mâles et femelles de manière égale, ce qui permet d'examiner plus de gamétocytes. La précision de la différenciation des gamétocytes mâles et femelles peut être encore améliorée en ciblant les protéines ou les transcrits qui sont exprimés de préférence dans un sexe spécifique à l'aide de tests d'immunofluorescence ou d'hybridation à base de sondes, respectivement. Dosages qui ciblent l'expression spécifique au stade de transcrits, tels que Pf77 (PF3D7_0621400) et Pfg377 (PF3D7_1250100), tous deux enrichis en gamétocytes femelles [31Baker D.A. et al.Sexual-stage-specific RNA expression of a new Plasmodium falciparum gene detected by in situ hybridation.Mol. Biochem. Parasitol. 1995 ; 72: 193-201Crossref PubMed Google Scholar, 32Alano P. et al.COS cell expression cloning of Pfg377, a Plasmodium falciparum gametocyte antigen associated with osmiophilic bodies.Mol. Biochem. Parasitol. 1995 ; 74: 143-156Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar] et Pfg27 (PF3D7_1302100, détection des deux sexes) [33Olivieri A. et al. The Plasmodium falciparum protein Pfg27 is dispensable for gametocyte and gamete production, but contribute to cell integrity during gametocytogenesis.Mol. Microbiol. 2009 ; 73: 180-193Crossref PubMed Scopus (21) Google Scholar, 34Stone W. et al.A molecular assay to quantify male and female Plasmodium falciparum gametocytes : results from 2 randomized controlled trials using primaquine for gametocyte clearance.J. Infect. Dis. 2017 ; 216: 457-467Crossref PubMed Scopus (17) Google Scholar] ont été signalés précédemment. Tests d'immunofluorescence basés sur des anticorps qui se lient aux protéines spécifiques des gamétocytes précoces telles que Pfs16 (PF3D7_0406200) [14Smith T.G. et al. Engagement à la différenciation sexuelle dans le parasite du paludisme humain, Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000 ; 121: 127-133Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar, 35Bruce M.C. et al.Cellular location and temporal expression of the Plasmodium falciparum sexual stage antigen Pfs16.Mol. Biochem. Parasitol. 1994 ; 65: 11-22Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar], gamétocytes mâles (α-tubuline II, PF3D7_0422300) [13Silvestrini F. et al. Engagement à la production de gamétocytes mâles et femelles dans le parasite du paludisme humain Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000 ; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar, 14Smith T.G. et al. Engagement à la différenciation sexuelle dans le parasite du paludisme humain, Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000 ; 121: 127-133Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar, 36Rawlings D.J. et al.α-Tubulin II is a male-specific protein in Plasmodium falciparum.Mol. Biochem. Parasitol. 1992 ; 56: 239-250Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar], ou gamétocytes femelles (Pfg377, PF3D7_1250100) [13Silvestrini F. et al. Engagement à la production de gamétocytes mâles et femelles dans le parasite du paludisme humain Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000 ; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar] ont également été utilisés. Les informations sur les différences entre les sexes dans la composition transcriptionnelle et protéomique sont résumées dans l'encadré 1. Ces tests immunofluorescents atténuent les problèmes courants qui compliquent l'examen microscopique, mais leur dépendance à la microscopie à fluorescence affecte grandement leur déploiement sur le terrain. Le développement récent d'essais moléculaires pour quantifier les gamétocytes mâles et femelles peut permettre une détermination plus robuste du sex-ratio à de faibles densités de gamétocytes et une application plus facile sur le terrain.Tableau 1Résumé des études évaluant le sex-ratio dans les infections naturellesSettingPopulationProportion maleaProportion maleaProportion male is defined as the proportion of all gametocytes that is male, [male gametocytes/(male+female gametocytes)] .ToolRefsMali, Burkina Faso, CameroonAsymptomatic gametocyte carriers0.14-0.51qRT-PCR23Bradley J. et al.Predicting the likelihood and intensity of mosquito infection from sex specific Plasmodium falciparum gametocyte density.eLife. 2018 ; 7e34463Crossref PubMed Scopus (4) Google ScholarThe NetherlandsControlled human malaria infection volunteers0.29qRT-PCR7Reuling I.J. et al.A randomized feasibility trial comparing four antimalarial drug regimens to induce Plasmodium falciparum gametocyte density.eLife 2018 ; 7e15349Crossref PubMed Scopus (1) Google ScholarAsymptomatic gametocyte carriers0.300T-PRDick A.D. et al.A randomized feasibility trial comparant quatre régimes de médicaments antipalariaux pour induire Plasmodium falciparum gametocytetemia and safety and blue methum in the controlled human malaria infection model.eLife 2018 ; 7e349Cross PubMed Scopus. Dis. 2018 ; 18: 627-639Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (13) Google ScholarAustraliaControlled human malaria infection volunteers0.20qRT-PCR6Collins K.A. et al.A controlled human malaria infection model enabling evaluation of transmission-blocking interventions.J. Clin. Invest. 2018 ; 128: 1551-1562Crossref PubMed Scopus (2) Google ScholarKenya, MaliAsymptomatic gametocyte carriers0.36qRT-PCR34Stone W. et al.A molecular assay to quantify male and female Plasmodium falciparum gametocytes : results from 2 randomized controlled trials using primaquine for gametocyte clearance.J. Infect. Dis. 2017 ; 216: 457-467Crossref PubMed Scopus (17) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.21Microscopy75Gbotosho G.O. et al.Plasmodium falciparum gametocyte carriage, sex ratios and asexual parasite rates in Nigerian children before and after a treatment protocol policy change instituing the use of artemisin-based combination therapies.Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2011 ; 106: 685-690Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaSymptomatic children0.34Microscopy87Gbotosho G.O. et al.Plasmodium falciparum gametocyte carry, emergence, clearance and population sex ratios in anaemic and non-anaemic malarious children.Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2011 ; 106: 562-569Crossref PubMed Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.22Microscopy88Sowunmi A. et al.Population structure of Plasmodium falciparum gametocyte sex ratios in malarious children in an endemic area.Parasitol. Int. 2009 ; 58: 438-443Crossref PubMed Scopus (11) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.75Microscopy76Sowunmi A. et al.Effects of mefloquine and artesunate mefloquine on the emergence, clearance and sex ratio of Plasmodium falciparum gametocytes in malarious children.Malar. J. 2009 ; 8: 297Crossref PubMed Scopus (10) Google ScholarIndiaSymptomatic malaria patients0.31Microscopy89Kar P. et al.Plasmodium falciparum gametocytaemia with chloroquine chemotherapy in persistent malaria in an endemic area of India.Indian J. Med. Res. 2009 ; 129: 299-305PubMed Google ScholarNigeriaPatients atteints de paludisme symptomatique0.20Microscopie78Sowunmi A. et al.Plasmodium falciparum gametocyte sex ratios in children with acute, symptomatic, uncomplicated infections treated with amodiaquine.Malar. J. 2008 ; 7: 169Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.05Microscopy90Sowunmi A. et al.Activities of artemether-lumefantrine and amodiaquine-sulfalene-pyrimethamine against sexual-stage parasites in falciparum malaria in children.Chemotherapy. 2008 ; 54: 201-208Crossref PubMed Scopus (13) Google ScholarNigeriaSymptomatic malaria patients0.14Microscopy91Sowunmi A. et al.Activities of amodiaquine, artesunate, and artesunate-amodiaquine against asexual- and sexual-stage parasites in falciparum malaria in children.Antimicrob. Agents Chemother. 2007 ; 51: 1694-1699Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarSenegalSymptomatic children0.15Microscopy92Talman A.M. et al.Influence of chemotherapy on the Plasmodium gametocyte sex ratio of mice and humans.Am. J. Trop. Med. Hyg. 2004 ; 71: 739-744Crossref PubMed Google ScholarSenegalPopulation totale0,35Microscopie93Robert V. et al.Sex ratio of Plasmodium falciparum gametocytes in inhabitants of Dielmo, Senegal.Parasitology. 2003 ; 127: 1-8Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaAsymptomatic children0.42Microscopy77Sowunmi A. Fateye B.A. Gametocyte sex ratios in children with asymptomatic, recrudescent, pyrimethamine-sulfadoxine-resistant, Plasmodium falciparum malaria.Ann. Trop. Med. Parasitol. 2003 ; 97: 671-682Crossref PubMed Scopus (15) Google ScholarTanzaniaNot applicablebInbreeding coefficients calculated directly from oocyst selfing rates from mosquitoes.0.34Indirect : calculated from inbreeding coefficient94Babiker H.A. et al.Genetic structure and dynamics of Plasmodium falciparum infections in the Kilombero region of Tanzania.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999 ; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarThe GambiaNot applicablecInbreeding coefficients calculated from allle frequency in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Les patients étaient des enfants symptomatiques.0.22Indirect : calculé à partir du coefficient de consanguinité94Babiker H.A. et al. Structure génétique et dynamique des infections à Plasmodium falciparum dans la région de Kilombero en Tanzanie.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999 ; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarSudanNot applicabledInbreeding coefficients calculated from allle frequency in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Les patients étaient des enfants et des adultes symptomatiques.0.07Indirect : calculé à partir du coefficient de consanguinité94Babiker H.A. et al. Structure génétique et dynamique des infections à Plasmodium falciparum dans la région de Kilombero en Tanzanie.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999 ; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarCameroonSymptomatic malaria patients0.22Microscopy22Robert V. et al.Effect of gametocyte sex ratio on infectivity of Plasmodium falciparum to Anopheles gambiae.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996 ; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google ScholarPapua New GuineaNot applicablebInbreeding coefficients calculated directly from oocyst selfing rates from mosquitoes.0.04Indirect : calculated from inbreeding coefficient95Paul R.E. et al.Mating patterns in malaria parasite populations of Papua New Guinea.Science. 1995 ; 269: 1709-1711Crossref PubMed Google ScholarPapua New GuineaNot indicated0.18Microscopy96Read A.F. et al.Gametocyte sex ratios as indirect measures of outcrossing rates in malaria.Parasitology. 1992 ; 104: 387-395Crossref PubMed Google Scholara Proportion male is defined as the proportion of all gametocytes that is male, [male gametocytes/(male + female gametocytes)].b Inbreeding coefficients calculated directly from oocyst selfing rates from mosquitoes.c Inbreeding coefficients calculated from allle frequency in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Les patients étaient des enfants symptomatiques.d Coefficients de consanguinité calculés à partir de la fréquence des allèles dans les infections au stade sanguin, mais les rapports sexuels n'ont pas été déterminés chez ces patients. Les patients étaient des enfants et des adultes symptomatiques. Ouvrez la table dans un nouvel onglet Encadré 1Le développement des gamétocytes mâles et femellesLes mécanismes moléculaires sous-jacents au changement de différenciation vers les gamétocytes mâles ou femelles restent largement inconnus. Les gènes candidats qui peuvent être associés à la différenciation spécifique au sexe comprennent l'AP2-G2 chez P. berghei [18Sinha A. et al. Une cascade de protéines de liaison à l'ADN pour l'engagement et le développement sexuels chez Plasmodium.Nature. 2014 ; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar], la famille Puf de répresseurs translationnels chez P. falciparum [97Fan Q. et al.Characterization of PfPuf2, member of the Puf family RNA-binding proteins from the malaria parasite Plasmodium falciparum.DNA Cell Biol. 2004 ; 23: 753-760Crossref PubMed Scopus (24) Google Scholar, 98Miao J. et al. The Puf-family RNA-binding protein PfPuf2 regulates sexual development and sex differentiation in the malaria parasite Plasmodium falciparum.J. Cell Sci. 2010 ; 123: 1039-1049Crossref PubMed Scopus (45) Google Scholar], et MAPK1 et MAPK2 en tant que régulateurs potentiels de la gamétocytogenèse féminine et masculine chez P. falciparum, respectivement [63Walzer K.A. et al.Single-cell analysis reveals distinct gene expression and heterogeneity in male and female Plasmodium falciparum gametocytes.mSphere. 2018 ; 3 (e00130-18)Crossref PubMed Scopus (3) Google Scholar] .Male gametocytes are terminally differentiated forms with a last task ahead ; producing motile microgametes upon activation. Les données protéomiques et transcriptomiques reflètent cela, montrant une régulation positive des gènes impliqués dans le métabolisme des acides nucléiques, la réplication de l'ADN et la formation des axonèmes. Les gamétocytes femelles, d'autre part, contiennent de nombreuses protéines et transcrits destinés au maintien à plus long terme des étapes de post-fécondation, y compris les gènes impliqués dans la biosynthèse, la dégradation, le transport et l'activité métabolique des protéines. Un autre mécanisme important spécifique aux gamétocytes féminins est la répression translationnelle dans laquelle les transcrits stockés soutiennent les processus cellulaires immédiatement après la fécondation, lorsque la transcription est absente pendant plusieurs heures [99Paton M.G. et al.Structure et expression d'un gène du paludisme régulé post-transcriptionnellement codant pour une protéine de surface des stades sexuels de Plasmodium berghei.Mol. Biochem. Parasitol. 1993 ; 59: 263-275Crossref PubMed Scopus (135) Google Scholar, 100Thompson J. Sinden R.E. In situ detection of Pbs21 mRNA during sexual development of Plasmodium berghei.Mol. Biochem. Parasitol. 1994 ; 68: 189-196Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. La délétion des gènes impliqués dans le maintien des transcrits d'ARNm réprimés par la traduction, tels que DOZI [101Mair G.R. et al.Regulation of sexual development of Plasmodium by translational refression.Science. 2006 ; 313: 667-669Crossref PubMed Scopus (266) Google Scholar] et CITH [102Mair G.R. et al.Universal features of post-transcriptional gene regulation are critical for Plasmodium zygote development.PLoS Pathog. 2010 ; 6e1000767Crossref PubMed Scopus (121) Google Scholar] in P. berghei, results in full developmental arrest during ookinete formation, though fertilization is successful. La première indication que la répression translationnelle est également active chez P. falciparum a été obtenue par délétion de Puf2, ce qui a entraîné une altération de l'expression de gènes connus pour être réprimés par la traduction, tels que Pfs25 et Pfs28 [103Turque O. et al.Répression translationnelle chez les sporozoïtes du paludisme.Microb. Cell. 2016 ; 3: 227-229Crossref PubMed Google Scholar, 104Muller K. et al.The Puf-family RNA-binding protein Puf2 controls sporozoite conversion to liver stages in the malaria parasite.PLoS One. 2011 ; 6e19860Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. Des données protéomiques et transcriptomiques plus récentes ont révélé une répression translationnelle à grande échelle de centaines de transcrits dans les gamétocytes femelles de P. falciparum [41Lasonder E. et al.Integrated transcriptomic and proteomic analyses of P. falciparum gametocytes : molecular insight into sex-specific processes and translationational refression.Nucleic Acids Res. 2016 ; 44: 6087-6101Crossref PubMed Scopus (49) Google Scholar]. Les mécanismes moléculaires qui sous-tendent le changement de différenciation vers les gamétocytes mâles ou femelles restent largement inconnus. Les gènes candidats qui peuvent être associés à la différenciation spécifique au sexe comprennent l'AP2-G2 chez P. berghei [18Sinha A. et al. Une cascade de protéines de liaison à l'ADN pour l'engagement et le développement sexuels chez Plasmodium.Nature. 2014 ; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar], la famille Puf de répresseurs translationnels chez P. falciparum [97Fan Q. et al.Characterization of PfPuf2, member of the Puf family RNA-binding proteins from the malaria parasite Plasmodium falciparum.DNA Cell Biol. 2004 ; 23: 753-760Crossref PubMed Scopus (24) Google Scholar, 98Miao J. et al. The Puf-family RNA-binding protein PfPuf2 regulates sexual development and sex differentiation in the malaria parasite Plasmodium falciparum.J. Cell Sci. 2010 ; 123: 1039-1049Crossref PubMed Scopus (45) Google Scholar], et MAPK1 et MAPK2 en tant que régulateurs potentiels de la gamétocytogenèse féminine et masculine chez P. falciparum, respectivement [63Walzer K.A. et al.Single-cell analysis reveals distinct gene expression and heterogeneity in male and female Plasmodium falciparum gametocytes.mSphere. 2018 ; 3 (e00130-18)Crossref PubMed Scopus (3) Google Scholar]. Les gamétocytes mâles sont des formes différenciées en phase terminale avec une dernière tâche à accomplir ; produire des microgamètes mobiles lors de l'activation. Les données protéomiques et transcriptomiques reflètent cela, montrant une régulation positive des gènes involv

Translated Description (Spanish)

Estudios recientes de secuenciación de ARN han descubierto una serie de dianas específicas del sexo de los gametocitos de P. falciparum y han proporcionado nuevos conocimientos sobre la biología de los gametocitos. Después de décadas en las que la investigación de la relación sexual de los gametocitos se restringió a la malaria no humana o a experimentos in vitro, las herramientas moleculares para evaluar la relación sexual de los gametocitos ahora están cada vez más disponibles para su uso en infecciones naturales por P. falciparum. La evidencia de que la proporción de sexos de los gametocitos está influenciada por la densidad total de gametocitos y el tratamiento antimalárico, y mejora las predicciones del potencial de transmisión, resalta la relevancia de comprender la proporción de sexos de los gametocitos durante las infecciones naturales. El hallazgo de que el marcador de gametocitos de P. falciparum más ampliamente utilizado Pfs25 se expresa predominantemente por gametocitos femeninos y tiene niveles no despreciables de expresión de fondo en parásitos asexuales requiere una reevaluación de los datos de gametocitos existentes. Un mosquito necesita ingerir al menos un gametocito macho y uno hembra para infectarse con malaria. El sexo de los gametocitos de Plasmodium falciparum se puede determinar microscópicamente, pero estudios transcriptómicos recientes allanaron el camino para el desarrollo de métodos moleculares que permiten evaluaciones de la relación sexual a densidades de gametocitos mucho más bajas. Estos diagnósticos de gametocitos específicos del sexo se utilizaron recientemente para examinar la dinámica de los gametocitos en infecciones controladas y naturales, así como el impacto de diferentes fármacos antipalúdicos. Actualmente no está claro en qué medida los diagnósticos de gametocitos específicos del sexo obvian la necesidad de ensayos de alimentación de mosquitos para evaluar formalmente el potencial de transmisión. Aquí, revisamos las evaluaciones recientes e históricas de la proporción de sexos de los gametocitos en relación con las características del huésped y del parásito, el tratamiento y el potencial de transmisión. Un mosquito necesita ingerir al menos un gametocito macho y uno hembra para infectarse con malaria. El sexo de los gametocitos de Plasmodium falciparum se puede determinar microscópicamente, pero estudios transcriptómicos recientes allanaron el camino para el desarrollo de métodos moleculares que permiten evaluaciones de la relación sexual a densidades de gametocitos mucho más bajas. Estos diagnósticos de gametocitos específicos del sexo se utilizaron recientemente para examinar la dinámica de los gametocitos en infecciones controladas y naturales, así como el impacto de diferentes fármacos antipalúdicos. Actualmente no está claro en qué medida los diagnósticos de gametocitos específicos del sexo obvian la necesidad de ensayos de alimentación de mosquitos para evaluar formalmente el potencial de transmisión. Aquí, revisamos las evaluaciones recientes e históricas de la proporción de sexos de los gametocitos en relación con las características del huésped y del parásito, el tratamiento y el potencial de transmisión. La transmisión de la malaria de humanos a mosquitos depende de la presencia de gametocitos (ver Glosario), parásitos de Plasmodium en etapa sexual, en la sangre periférica. El desarrollo de gametocitos de P. falciparum dura de 8 a 12 días e implica transiciones de anillos comprometidos, a través de gametocitos en etapa temprana e intermedia que se secuestran en la médula ósea y el bazo (etapas I–IV) [1Farfour E. et al. El compartimento extravascular de la médula ósea: ¿un nicho para la maduración de gametocitos de Plasmodium falciparum?.Malar. J. 2012; 11: 285Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 2Aguilar R. et al. La gravedad de la anemia se asocia con hemozoína de médula ósea en niños expuestos a Plasmodium falciparum.Br. J. Haematol. 2014; 164: 877-887Crossref PubMed Scopus (15) Google Scholar, 3Joice R. et al. Las etapas de transmisión de Plasmodium falciparum se acumulan en la médula ósea humana. Sci. Transl. Med. 2014; 6 (244re5)Crossref PubMed Scopus (81) Google Scholar], para madurar gametocitos masculinos y femeninos en estadio V [4Sinden R. Malaria, sexual development and transmission: retrospect and prospect.Parasitology. 2009; 136: 1427-1434 Crossref PubMed Scopus (31) Google Scholar]. En otras especies de Plasmodium, como P. vivax, P. chabaudi, P. vinckei y P. gallinaceum, los gametocitos se desarrollan mucho más rápidamente, generalmente en 3 días [5Meibalan E. Marti M. Biology of malaria transmission. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2017; 7 (a025452)Crossref PubMed Scopus (10) Google Scholar]. En infecciones de malaria humana controladas (CHMI), menos del 10% de todos los parásitos asexuales de P. falciparum se comprometen a formar gametocitos [6Collins K.A. et al. Un modelo de infección de malaria humana controlada que permite la evaluación de las intervenciones de bloqueo de la transmisión.J. Clin. Invest. 2018; 128: 1551-1562Crossref PubMed Scopus (2) Google Scholar, 7Reuling I.J. et al. Un ensayo de viabilidad aleatorizado que compara cuatro regímenes de medicamentos antipalúdicos para inducir gametocitemia por Plasmodium falciparum en el modelo de infección de malaria humana controlada.eLife. 2018; 7e31549Crossref PubMed Scopus (1) Google Scholar], y los gametocitos maduros generalmente comprenden menos del 5% de la biomasa del parásito circulante en las infecciones naturales [8Taylor L. Lee A. ¿Por qué tan pocas etapas de transmisión? Restricción reproductiva por parásitos de la malaria.Parasitol. Today. 1997; 13: 135-140Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (123) Google Scholar]. El compromiso sexual ocurre antes de la etapa de esquizogonía [9Eichner M. et al.Genesis, sequestration and survival of Plasmodium falciparum gametocytes: parameter estimates from fitting a model to malaria therapy data.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 2001; 95: 497-501Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (0) Google Scholar, 10Sinden R. Sexual development of malarial parasites.Adv. Parasitol. 1983; 22: 153-216Crossref PubMed Google Scholar, 11Poran A. et al. La secuenciación de ARN unicelular revela una firma de compromiso sexual en los parásitos de la malaria. Naturaleza. 2017; 551: 95-99Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 12Bruce M.C. et al. Compromiso del parásito de la malaria Plasmodium falciparum con el desarrollo sexual y asexual. Parasitología. 1990; 100: 191-200 Crossref PubMed Google Scholar], y todos los merozoitos derivados de un esquizonte se desarrollan en microgametocitos (machos) o macrogametocitos (hembras) [13Silvestrini F. et al. Compromiso con la producción de gametocitos masculinos y femeninos en el parásito de la malaria humana Plasmodium falciparum. Parasitología. 2000; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar, 14Smith T.G. et al. Compromiso con la diferenciación sexual en el parásito de la malaria humana, Plasmodium falciparum. Parasitología. 2000; 121: 127-133 Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar]. La falta de cromosomas sexuales en Plasmodium haploide dificulta nuestra comprensión del compromiso con la diferenciación sexual y el momento de la determinación del sexo [15Smith T.G. et al. Diferenciación sexual y determinación del sexo en Apicomplexa.Trends Parasitol. 2002; 18: 315-323Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (0) Google Scholar]. La determinación del sexo podría ocurrir en el mismo momento en que se determina el compromiso con la diferenciación sexual [13Silvestrini F. et al. Compromiso con la producción de gametocitos masculinos y femeninos en el parásito de la malaria humana Plasmodium falciparum. Parasitología. 2000; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar], o alternativamente a través de un proceso de dos etapas en el que la determinación del sexo ocurre después de la decisión sobre el compromiso con la diferenciación sexual. A nivel molecular, la proteína nuclear P. falciparum gametocyte development 1 (GDV1) desencadena la primera parte conocida de la cascada molecular de compromiso y actúa como el regulador aguas arriba de la proteína de unión al ADN AP2-G (PF3D7_1222600), al antagonizar la represión de la proteína heterocromatina 1 de la transcripción de AP2-G [16Filarsky M. et al.GDV1 induce el compromiso sexual de los parásitos de la malaria al antagonizar el silenciamiento génico dependiente de HP1. Ciencia. 2018; 359: 1259-1263Crossref PubMed Scopus (9) Google Scholar]. La activación suficiente de AP2-G, el regulador transcripcional maestro de la gametocitogénesis, representa el "punto de no retorno" en el compromiso con los gametocitos masculinos y femeninos [11Poran A. et al. La secuenciación de ARN unicelular revela una firma de compromiso sexual en los parásitos de la malaria. Naturaleza. 2017; 551: 95-99Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 17Kafsack B.F. et al. Un interruptor transcripcional subyace al compromiso con el desarrollo sexual en los parásitos de la malaria. Naturaleza. 2014; 507: 248-252Crossref PubMed Scopus (139) Google Scholar, 18Sinha A. et al. Una cascada de proteínas de unión al ADN para el compromiso sexual y el desarrollo en Plasmodium.Nature. 2014; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar]. Actualmente se desconoce la base molecular de la determinación del sexo y su tiempo durante el desarrollo. Aquí, resumimos las estimaciones históricas y recientes de la proporción de sexos de los gametocitos en las infecciones naturales y las limitaciones de las estimaciones más antiguas que se basaban en la microscopía. Presentamos los méritos y las limitaciones de las herramientas moleculares para cuantificar la proporción de sexos de los gametocitos y revisamos la evidencia de un efecto específico del sexo de los medicamentos antipalúdicos en los gametocitos circulantes y las implicaciones para el potencial de transmisión de la malaria. En las infecciones naturales de P. falciparum, la proporción de sexos de los gametocitos circulantes está principalmente sesgada por las mujeres [19Bousema T. Drakeley C. Epidemiology and infectivity of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax gametocytes in relation to malaria control and elimination. Clin. Microbiol. Rev. 2011; 24: 377-410Crossref PubMed Scopus (343) Google Scholar]. Solo unos pocos estudios epidemiológicos han cuantificado los gametocitos femeninos y masculinos por separado con proporciones de sexos que van desde una media de ~tres a cinco hembras por un macho (Tabla 1) [20Delves M.J. et al. Los gametocitos maduros masculinos y femeninos de Plasmodium falciparum muestran diferentes respuestas a los medicamentos antimaláricos. Antimicrob. Agents Chemother. 2013; 57: 3268-3274Crossref PubMed Scopus (77) Google Scholar, 21Talman A.M. et al.Gametocytogenesis: the puberty of Plasmodium falciparum.Malar. J. 2004; 3: 24Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 22Robert V. et al. Effect of gametocyte sex ratio on infectivity of Plasmodium falciparum to Anopheles gambiae. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google Scholar, 23Bradley J. et al. Predicting the likely and intensity of mosquito infection from sex specific Plasmodium falciparum gametocyte density.eLife. 2018; 7e34463Crossref PubMed Scopus (4) Google Scholar]. Las proporciones de sexo informadas anteriormente se basan principalmente en el examen microscópico de frotis sanguíneos gruesos o delgados teñidos con Giemsa, basándose en diferencias morfológicas sutiles entre macrogametocitos y microgametocitos maduros (estadio V) [24Carter R. Miller L.H. Evidence for environmental modulation of gametocytogenesis in Plasmodium falciparum in continuous culture. Bull. World Health Organ. 1979; 57: 37-52PubMed Google Scholar] (Figura 1). La determinación del sexo de los gametocitos por microscopía es un desafío debido a las densidades típicamente bajas de gametocitos y la dificultad de asignar un sexo a los gametocitos escasamente observados [22Robert V. et al. Efecto de la proporción de sexos de gametocitos en la infectividad de Plasmodium falciparum a Anopheles gambiae. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google Scholar, 25Schneider P. et al. Las densidades submicroscópicas de gametocitos de Plasmodium falciparum con frecuencia resultan en infección por mosquitos. Am. J. Trop. Med. Hyg. 2007; 76: 470-474Crossref PubMed Google Scholar, 26Coleman R.E. et al.Infectivity of asymptomatic Plasmodium-infected human populations to Anopheles dirus mosquitoes in western Thailand.J. Med. Entomol. 2004; 41: 201-208Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar, 27Bonnet S. et al. Comparación de la alimentación por membrana artificial con la alimentación directa de la piel para estimar la infecciosidad de los portadores de gametocitos de Plasmodium falciparum a los mosquitos. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 2000; 94: 103-106Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 28Drew D.R. Reece S.E. Desarrollo de técnicas de PCR de transcripción inversa para analizar la densidad y la proporción de sexos de los gametocitos en infecciones por Plasmodium chabaudi genéticamente diversas. Mol. Biochem. Parasitol. 2007; 156: 199-209Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. Como ilustración de su escasez, en un estudio detallado reciente sobre el transporte de gametocitos en Burkina Faso, solo el 20% (intervalo de confianza [IC] del 95%: 14–27%) de los portadores de parásitos asexuales patentes tenían gametocitos detectados microscópicamente, y solo el 7% (IC del 95%: 4–12%) tenían más de dos gametocitos observados mientras se enumeraban contra un número convencional de 500 glóbulos blancos (~0.06 μl de sangre examinada microscópicamente) [29Goncalves B.P. et al. Examinar el reservorio infeccioso humano para la malaria por Plasmodium falciparum en áreas de diferente intensidad de transmisión.Nat. Commun. 2017; 8: 1133Crossref PubMed Scopus (25) Google Scholar]. Las implicaciones de los bajos recuentos de gametocitos observados para la precisión de la proporción de sexos se presentan en la Figura 1, lo que indica que los resultados basados en 500 glóbulos blancos rara vez pueden conducir a estimaciones precisas de la proporción de sexos de los gametocitos. Solo observando 50–100 gametocitos se puede calcular una proporción de sexos reproducible (Figura 1D) [8Taylor L. Read A. ¿Por qué tan pocas etapas de transmisión? Restricción reproductiva por parásitos de la malaria.Parasitol. Today. 1997; 13: 135-140Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (123) Google Scholar, 19Bousema T. Drakeley C. Epidemiology and infectivity of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax gametocytes in relation to malaria control and elimination. Microbiol. Rev. 2011; 24: 377-410Crossref PubMed Scopus (343) Google Scholar], y esto casi nunca es posible mediante microscopía de rutina. La investigación microscópica del sexo de los gametocitos se puede mejorar concentrando los gametocitos con enriquecimiento magnético [30Karl S. et al. La detección mejorada de gametocitos mediante microscopía de deposición magnética predice un mayor potencial de transmisión de Plasmodium falciparum. Malar. J. 2008; 7: 66Crossref PubMed Scopus (35) Google Scholar], suponiendo que enriquece por igual a los gametocitos masculinos y femeninos, lo que permite examinar más gametocitos. La precisión de la diferenciación de los gametocitos masculinos y femeninos se puede mejorar aún más dirigiéndose a proteínas o transcritos que se expresan preferentemente en un sexo específico utilizando ensayos de inmunofluorescencia o de hibridación basados en sondas, respectivamente. Ensayos que se dirigen a la expresión específica de etapa de transcritos, tales como Pf77 (PF3D7_0621400) y Pfg377 (PF3D7_1250100), ambos enriquecidos en gametocitos femeninos [31Baker D.A. et al. Expresión de ARN específico de etapa sexual de un nuevo gen de Plasmodium falciparum detectado por hibridación in situ. Mol. Biochem. Parasitol. 1995; 72: 193-201Crossref PubMed Google Scholar, 32Alano P. et al.COS cell expression cloning of Pfg377, a Plasmodium falciparum gametocyte antigen associated with osmiophilic bodies.Mol. Biochem. Parasitol. 1995; 74: 143-156Crossref PubMed Scopus (64) Google Scholar] y Pfg27 (PF3D7_1302100, detectando ambos sexos) [33Olivieri A. et al. La proteína Pfg27 de Plasmodium falciparum es prescindible para la producción de gametocitos y gametos, pero contribuye a la integridad celular durante la gametocitogénesis. Mol. Microbiol. 2009; 73: 180-193Crossref PubMed Scopus (21) Google Scholar, 34Stone W. et al.A molecular assay to quantify male and female Plasmodium falciparum gametocytes: results from 2 randomized controlled trials using primaquine for gametocyte clearance.J. Infect. Dis. 2017; 216: 457-467Crossref PubMed Scopus (17) Google Scholar] se han informado anteriormente. Ensayos de inmunofluorescencia basados en anticuerpos que se unen a proteínas específicas para gametocitos tempranos como Pfs16 (PF3D7_0406200) [14Smith T.G. et al. Compromiso con la diferenciación sexual en el parásito de la malaria humana, Plasmodium falciparum. Parasitología. 2000; 121: 127-133Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar, 35Bruce M.C. et al. Ubicación celular y expresión temporal del antígeno de la etapa sexual de Plasmodium falciparum Pfs16.Mol. Biochem. Parasitol. 1994; 65: 11-22Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar], gametocitos masculinos (α-tubulina II, PF3D7_0422300) [13Silvestrini F. et al. Compromiso con la producción de gametocitos masculinos y femeninos en el parásito de la malaria humana Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 465-471Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar, 14Smith T.G. et al. Compromiso con la diferenciación sexual en el parásito de la malaria humana, Plasmodium falciparum. Parasitología. 2000; 121: 127-133Crossref PubMed Scopus (73) Google Scholar, 36Rawlings D.J. et ál.α-Tubulin II is a male-specific protein in Plasmodium falciparum.Mol. Biochem. Parasitol. 1992; 56: 239-250Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar], o gametocitos femeninos (Pfg377, PF3D7_1250100) [13Silvestrini F. et al. Compromiso con la producción de gametocitos masculinos y femeninos en el parásito de la malaria humana Plasmodium falciparum.Parasitology. 2000; 121: 465-471 Crossref PubMed Scopus (66) Google Scholar] también se han utilizado. Los conocimientos sobre las diferencias sexuales en la composición transcripcional y proteómica se resumen en el Cuadro 1. Estos ensayos inmunofluorescentes alivian los problemas comunes que complican el examen microscópico, pero su dependencia de la microscopía de fluorescencia afecta en gran medida su despliegue en el campo. El reciente desarrollo de ensayos moleculares para cuantificar los gametocitos masculinos y femeninos puede permitir una determinación más robusta de la proporción de sexos a bajas densidades de gametocitos y una aplicación más fácil en el campo. Tabla 1Resumen de los estudios que evaluaron la proporción de sexos en las infecciones naturalesConfiguraciónPoblaciónProporción maleaLa proporción de machos se define como la proporción de todos los gametocitos que es masculina, [gametocitos masculinos/(gametocitos masculinos+femeninos)] .ToolRefsMali, Burkina Faso, CameroonAsymptomatic gametocyte carriers0.14-0.51qRT-PCR23Bradley J. et al.Predicting the probability and intensity of mosquito infection from sex specific Plasmodium falciparum gametocyte density.eLife. 2018; 7e34463Crossref PubMed Scopus (4) Google ScholarThe NetherlandsControlled human malaria infection volunteers0.29qRT-PCR7Reuling I.J. et al.A randomized feasibility trial comparison four antimalarial drug regimens to induce Plasmodium falciparum gametocytemia in the controlled malaria model.eLife. 2018; 7e31549Cross PrefMubed Scopus (1) Google ScholarMymalysomatic gametocyte carriers.RECO62.Effication and al.A. de la seguridad de la meticina y la prevención de la infección por Plasmodium falciparium en fase 2: Dis. 2018; 18: 627-639Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (13) Google ScholarAustraliaVoluntarios con infección de malaria humana controlada0.20qRT-PCR6Collins K.A. et al. Un modelo de infección de malaria humana controlada que permite la evaluación de las intervenciones de bloqueo de la transmisión.J. Clin. Invest. 2018; 128: 1551-1562Crossref PubMed Scopus (2) Google ScholarKenya, MaliLos portadores de gametocitos asintomáticos 0.36qRT-PCR34Piedra W. et al. Un ensayo molecular para cuantificar los gametocitos masculinos y femeninos de Plasmodium falciparum: resultados de 2 ensayos controlados aleatorios que utilizan primaquina para la depuración de gametocitos.J. Infect. Dis. 2017; 216: 457-467Crossref PubMed Scopus (17) Google ScholarNigeriaPacientes con malaria sintomática0.21Microscopía75Gbotosho G.O. et al.Plasmodium falciparum gametocyte carriage, sex ratios and asexual parasite rates in Nigerian children before and after a treatment protocol policy change instituting the use of artemisinin-based combination therapies.Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2011; 106: 685-690Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaNiños sintomáticos0.34Microscopia87Gbotosho G.O. et al.Plasmodium falciparum gametocyte carry, emergence, clearance and population sex ratios in anaemic and non-anaemic malarious children.Mem. Inst. Oswaldo Cruz. 2011; 106: 562-569Crossref PubMed Google ScholarNigeriaPacientes con malaria sintomática0.22Microscopía88Sowunmi A. et al. Estructura poblacional de proporciones de sexos de gametocitos de Plasmodium falciparum en niños con malaria en un área endémica.Parasitol. Int. 2009; 58: 438-443Crossref PubMed Scopus (11) Google ScholarNigeriaPacientes con malaria sintomática0.75Microscopía76Sowunmi A. et al. Efectos de la mefloquina y el mefloquina artesunada en la aparición, eliminación y proporción de sexos de los gametocitos de Plasmodium falciparum en niños con malaria. Malar. J. 2009; 8: 297Crossref PubMed Scopus (10) Google ScholarIndiaPacientes sintomáticos de malaria0.31Microscopía89Kar P. et al.Plasmodium falciparum gametocytaemia with chloroquine chemotherapy in persistent malaria in an endemic area of India.Indian J. Med. Res. 2009; 129: 299-305PubMed Google ScholarNigeriaPacientes con malaria sintomática0.20Microscopía78Sowunmi A. et al. Ratios sexuales de gametocitos de Plasmodium falciparum en niños con infecciones agudas, sintomáticas y sin complicaciones tratadas con amodiaquina. Malar. J. 2008; 7: 169Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaPacientes sintomáticos de malaria0.05Microscopía90Sowunmi A. et al. Actividades de arteméter-lumefantrina y amodiaquina-sulfaleno-pirimetamina contra parásitos en etapa sexual en malaria por falciparum en niños. Quimioterapia. 2008; 54: 201-208Crossref PubMed Scopus (13) Google ScholarNigeriaPacientes sintomáticos de malaria0.14Microscopía91Sowunmi A. et al. Actividades de amodiaquina, artesunato y artesunato-amodiaquina contra parásitos asexuales y en etapa sexual en la malaria por falciparum en niños. Antimicrobiano. Agents Chemother. 2007; 51: 1694-1699Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarSenegalSymptomatic children0.15Microscopy92Talman A.M. et al.Influence of chemotherapy on the Plasmodium gametocyte sex ratio of mice and humans.Am. J. Trop. Med. Hyg. 2004; 71: 739-744Crossref PubMed Google ScholarSenegalTotal population0.35Microscopy93Robert V. et al. Relación sexual de gametocitos de Plasmodium falciparum en habitantes de Dielmo, Senegal. Parasitología. 2003; 127: 1-8Crossref PubMed Scopus (0) Google ScholarNigeriaNiños asintomáticos0.42Microscopía77Sowunmi A. Fateye B.A. Proporciones de sexos de gametocitos en niños con malaria asintomática, recrudecente, resistente a la pirimetamina-sulfadoxina, Plasmodium falciparum.Ann. Trop. Med. Parasitol. 2003; 97: 671-682Crossref PubMed Scopus (15) Google ScholarTanzaniaNot applicablebInbreeding coefficients calculated directly from oocyst selfing rates from mosquitos.0.34Indirect: calculated from inbreeding coefficient94Babiker H.A. et al.Genetic structure and dynamics of Plasmodium falciparum infections in the Kilombero region of Tanzania.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarThe GambiaNot applicablecInbreeding coefficients calculated from allele frequency in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Los pacientes eran niños sintomáticos.0.22Indirecto: calculado a partir del coeficiente de endogamia94Babiker H.A. et al. Estructura genética y dinámica de las infecciones por Plasmodium falciparum en la región de Kilombero de Tanzania.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarSudanNot applicableInbreeding coefficients calculated from allele frequency in blood-stage infections, but sex ratios not determined in these patients. Los pacientes fueron niños y adultos sintomáticos.0.07Indirecto: calculado a partir del coeficiente de endogamia94Babiker H.A. et al. Estructura genética y dinámica de las infecciones por Plasmodium falciparum en la región de Kilombero de Tanzania.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1999; 93: 11-14Abstract Full Text PDF PubMed Google ScholarCameroonSymptomatic malaria patients0.22Microscopy22Robert V. et al.Effect of gametocyte sex ratio on infectivity of Plasmodium falciparum to Anopheles gambiae.Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996; 90: 621-624Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (87) Google ScholarPapua New GuineaNot applicablebInbreeding coefficients calculated directly from oocyst selfing rates from mosquitos.0.04Indirect: calculated from inbreeding coefficient95Paul R.E. et al.Mating patterns in malaria parasite populations of Papua New Guinea.Science. 1995; 269: 1709-1711Crossref PubMed Google ScholarPapua New GuineaNot indicated0.18Microscopy96Leer A.F. et al.Gametocyte sex ratios as indirect measures of outcrossing rates in malaria.Parasitology. 1992; 104: 387-395Crossref PubMed Google Scholara La proporción masculina se define como la proporción de todos los gametocitos que son masculinos, [gametocitos masculinos/(gametocitos masculinos + femeninos)].b Coeficientes de endogamia calculados directamente a partir de las tasas de autofecundación de ooquistes de los mosquitos.c Coeficientes de endogamia calculados a partir de las frecuencias de alelos en las infecciones en etapa sanguínea, pero las proporciones de sexo no se determinan en estos pacientes. Los pacientes eran niños sintomáticos.d Coeficientes de endogamia calculados a partir de las frecuencias alélicas en las infecciones en estadio sanguíneo, pero las proporciones de sexo no se determinaron en estos pacientes. Los pacientes eran niños y adultos sintomáticos. Abrir tabla en una nueva pestaña Recuadro 1El desarrollo de los gametocitos masculinos y femeninosLos mecanismos moleculares que subyacen al cambio de diferenciación para convertirse en gametocitos masculinos o femeninos siguen siendo en gran medida desconocidos. Los genes candidatos que pueden estar asociados con la diferenciación específica del sexo incluyen el AP2-G2 en P. berghei [18Sinha A. et al. Una cascada de proteínas de unión al ADN para el compromiso sexual y el desarrollo en Plasmodium.Nature. 2014; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar], la familia Puf de represores traduccionales en P. falciparum [97Fan Q. et al. Caracterización de PfPuf2, miembro de la familia Puf de proteínas de unión al ARN del parásito de la malaria Plasmodium falciparum. DNA Cell Biol. 2004; 23: 753-760Crossref PubMed Scopus (24) Google Scholar, 98Miao J. et al. La proteína de unión al ARN de la familia Puf PfPuf2 regula el desarrollo sexual y la diferenciación sexual en el parásito de la malaria Plasmodium falciparum.J. Cell Sci. 2010; 123: 1039-1049Crossref PubMed Scopus (45) Google Scholar], y MAPK1 y MAPK2 como posibles reguladores de la gametocitogénesis femenina y masculina en P. falciparum, respectivamente [63Walzer K.A. et al. El análisis de células individuales revela una expresión génica y una heterogeneidad distintas en los gametocitos masculinos y femeninos de Plasmodium falciparum.mSphere. 2018; 3 (e00130-18)Crossref PubMed Scopus (3) Google Scholar]. Los gametocitos masculinos son formas diferenciadas terminalmente con una última tarea por delante; produciendo microgametos móviles tras la activación. Los datos proteómicos y transcriptómicos reflejan esto, mostrando una regulación positiva de los genes involucrados en el metabolismo de los ácidos nucleicos, la replicación del ADN y la formación de axonemas. Los gametocitos femeninos, por otro lado, contienen muchas proteínas y transcritos destinados al mantenimiento a largo plazo de las etapas posteriores a la fertilización, incluidos los genes involucrados en la biosíntesis, degradación, transporte y actividad metabólica de las proteínas. Otro mecanismo importante específico de los gametocitos femeninos es la represión traduccional en la que los transcritos almacenados apoyan los procesos celulares inmediatamente después de la fertilización, cuando la transcripción está ausente durante varias horas [99Paton M.G. et al. Estructura y expresión de un gen de malaria regulado postranscripcionalmente que codifica una proteína de superficie de las etapas sexuales de Plasmodium berghei.Mol. Biochem. Parasitol. 1993; 59: 263-275Crossref PubMed Scopus (135) Google Scholar, 100Thompson J. Sinden R.E. In situ detection of Pbs21 mRNA during sexual development of Plasmodium berghei.Mol. Biochem. Parasitol. 1994; 68: 189-196Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. La deleción de genes implicados en el mantenimiento de transcritos de ARNm reprimidos traduccionalmente, como DOZI [101Mair G.R. et al.Regulation of sexual development of Plasmodium by translational repression.Science. 2006; 313: 667-669Crossref PubMed Scopus (266) Google Scholar] y CITH [102Mair G.R. et al. Las características universales de la regulación génica postranscripcional son fundamentales para el desarrollo del cigoto de Plasmodium. PLoS Pathog. 2010; 6e1000767Crossref PubMed Scopus (121) Google Scholar] en P. berghei, da como resultado la detención total del desarrollo durante la formación de ookinete, aunque la fertilización es exitosa. La primera indicación de que la represión traduccional también está activa en P. falciparum se obtuvo a través de la eliminación de Puf2, lo que resultó en la expresión alterada de genes que se sabe que están reprimidos traduccionalmente, como Pfs25 y Pfs28 [103Turque O. et al. Represión traduccional en esporozoitos de malaria. Microb. Cell. 2016; 3: 227-229Crossref PubMed Google Scholar, 104Muller K. et al. The Puf-family RNA-binding protein Puf2 controls sporozoite conversion to liver stages in the malaria parasite.PLoS One. 2011; 6e19860Crossref PubMed Scopus (0) Google Scholar]. Los datos proteómicos y transcriptómicos más recientes han descubierto una represión traduccional a gran escala de cientos de transcritos en gametocitos femeninos de P. falciparum [41Lasonder E. et al. Análisis transcriptómicos y proteómicos integrados de gametocitos de P. falciparum: visión molecular de los procesos específicos del sexo y la represión traduccional. Nucleic Acids Res. 2016; 44: 6087-6101Crossref PubMed Scopus (49) Google Scholar]. Los mecanismos moleculares que subyacen al cambio de diferenciación para convertirse en gametocitos masculinos o femeninos siguen siendo en gran parte desconocidos. Los genes candidatos que pueden estar asociados con la diferenciación específica del sexo incluyen el AP2-G2 en P. berghei [18Sinha A. et al. Una cascada de proteínas de unión al ADN para el compromiso sexual y el desarrollo en Plasmodium.Nature. 2014; 507: 253-257Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar], la familia Puf de represores traduccionales en P. falciparum [97Fan Q. et al. Caracterización de PfPuf2, miembro de la familia Puf de proteínas de unión al ARN del parásito de la malaria Plasmodium falciparum. DNA Cell Biol. 2004; 23: 753-760Crossref PubMed Scopus (24) Google Scholar, 98Miao J. et al. La proteína de unión al ARN de la familia Puf PfPuf2 regula el desarrollo sexual y la diferenciación sexual en el parásito de la malaria Plasmodium falciparum.J. Cell Sci. 2010; 123: 1039-1049Crossref PubMed Scopus (45) Google Scholar], y MAPK1 y MAPK2 como posibles reguladores de la gametocitogénesis femenina y masculina en P. falciparum, respectivamente [63Walzer K.A. et al. El análisis de células individuales revela una expresión génica y una heterogeneidad distintas en los gametocitos masculinos y femeninos de Plasmodium falciparum.mSphere. 2018; 3 (e00130-18)Crossref PubMed Scopus (3) Google Scholar]. Los gametocitos masculinos son formas diferenciadas terminalmente con una última tarea por delante; producir microgametos móviles tras la activación. Los datos proteómicos y transcriptómicos reflejan esto, mostrando una regulación positiva de los genes implicados

Files

pdf.pdf

Files (16.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:353c2405f62bab113d18d584bd5d7086
16.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نسبة جنس الأمشاج: مفتاح فهم انتقال المتصورة المنجلية ؟
Translated title (French)
Gametocyte Sex Ratio : La clé pour comprendre la transmission de Plasmodium falciparum ?
Translated title (Spanish)
Relación sexual de los gametocitos: ¿la clave para comprender la transmisión de Plasmodium falciparum?

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2905967456
DOI
10.1016/j.pt.2018.12.001

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1515257217
  • https://openalex.org/W1894135691
  • https://openalex.org/W1963097328
  • https://openalex.org/W1964408180
  • https://openalex.org/W1966510097
  • https://openalex.org/W1970853805
  • https://openalex.org/W1978031195
  • https://openalex.org/W1984046516
  • https://openalex.org/W1984148272
  • https://openalex.org/W1984674906
  • https://openalex.org/W1986486246
  • https://openalex.org/W1987118529
  • https://openalex.org/W2000973336
  • https://openalex.org/W2004560041
  • https://openalex.org/W2008234478
  • https://openalex.org/W2008993634
  • https://openalex.org/W2009344180
  • https://openalex.org/W2009635288
  • https://openalex.org/W2012322932
  • https://openalex.org/W2015417822
  • https://openalex.org/W2015821148
  • https://openalex.org/W2016692295
  • https://openalex.org/W2021868082
  • https://openalex.org/W2024539339
  • https://openalex.org/W2025980846
  • https://openalex.org/W2043734986
  • https://openalex.org/W2048948813
  • https://openalex.org/W2049054981
  • https://openalex.org/W2051403859
  • https://openalex.org/W2054028505
  • https://openalex.org/W2061276931
  • https://openalex.org/W2062423616
  • https://openalex.org/W2064186710
  • https://openalex.org/W2073495021
  • https://openalex.org/W2074529556
  • https://openalex.org/W2075925549
  • https://openalex.org/W2078096892
  • https://openalex.org/W2078337905
  • https://openalex.org/W2081607479
  • https://openalex.org/W2083006765
  • https://openalex.org/W2088366327
  • https://openalex.org/W2093220205
  • https://openalex.org/W2093478166
  • https://openalex.org/W2094381221
  • https://openalex.org/W2095048614
  • https://openalex.org/W2096937165
  • https://openalex.org/W2101792514
  • https://openalex.org/W2107610964
  • https://openalex.org/W2111166381
  • https://openalex.org/W2117259700
  • https://openalex.org/W2118219703
  • https://openalex.org/W2122220302
  • https://openalex.org/W2122753628
  • https://openalex.org/W2124136203
  • https://openalex.org/W2124312641
  • https://openalex.org/W2124658904
  • https://openalex.org/W2124661979
  • https://openalex.org/W2125156139
  • https://openalex.org/W2126288620
  • https://openalex.org/W2126370189
  • https://openalex.org/W2132476622
  • https://openalex.org/W2137269292
  • https://openalex.org/W2140861424
  • https://openalex.org/W2140931333
  • https://openalex.org/W2141486030
  • https://openalex.org/W2145986041
  • https://openalex.org/W2147156545
  • https://openalex.org/W2149575909
  • https://openalex.org/W2155180028
  • https://openalex.org/W2155867164
  • https://openalex.org/W2156696676
  • https://openalex.org/W2158655282
  • https://openalex.org/W2159054466
  • https://openalex.org/W2161711608
  • https://openalex.org/W2161870769
  • https://openalex.org/W2167552649
  • https://openalex.org/W2168928027
  • https://openalex.org/W2170680268
  • https://openalex.org/W2172458153
  • https://openalex.org/W2175569272
  • https://openalex.org/W2275939958
  • https://openalex.org/W2323639419
  • https://openalex.org/W2344093545
  • https://openalex.org/W2398372304
  • https://openalex.org/W2429903483
  • https://openalex.org/W2441842631
  • https://openalex.org/W2550548876
  • https://openalex.org/W2553676369
  • https://openalex.org/W2613630487
  • https://openalex.org/W2614944668
  • https://openalex.org/W2733017703
  • https://openalex.org/W2743134137
  • https://openalex.org/W2746886689
  • https://openalex.org/W2754309304
  • https://openalex.org/W2759621766
  • https://openalex.org/W2766764213
  • https://openalex.org/W2767540655
  • https://openalex.org/W2768045943
  • https://openalex.org/W2768453025
  • https://openalex.org/W2777842676
  • https://openalex.org/W2785868810
  • https://openalex.org/W2786464058
  • https://openalex.org/W2788813314
  • https://openalex.org/W2790348370
  • https://openalex.org/W2796761488
  • https://openalex.org/W2805197529
  • https://openalex.org/W2810075380
  • https://openalex.org/W2901149077
  • https://openalex.org/W2902369450