Depuis sa fondation en 1916, la Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health a fait de la recherche en parasitologie une priorité.
Le paludisme, la fièvre jaune, l’amibiase, la trypanosomiase et les helminthes étaient d’importants problèmes de santé publique, et l’ankylostome était une préoccupation majeure de la Fondation Rockefeller, le principal donateur de l’École d’hygiène et de santé publique.
Parmi les départements d’origine de l’École, le Département de Protozologie et d’entomologie médicale comportait quatre divisions — protozologie, helminthologie, entomologie médicale et plus tard une division de virologie. Le président Robert William Hegner a observé que « les zoologistes qui s’intéressent à la parasitologie dirigent généralement leur attention vers le parasite, alors que la plupart des médecins ont tendance à mettre l’accent sur les réactions de l’hôte. Ce n’est que lorsque ces deux phases sont réunies et que des aspects du sujet propre aux activités de santé publique sont ajoutés qu’un programme complet est réalisé: la parasitologie devient alors la biologie des relations hôte-parasite. »
Groupes de recherche
Le laboratoire du Dr Peter Agre étudie l’influence des aquaporines humaines et des parasites du paludisme sur l’infection du paludisme. Lors de la croissance rapide des parasites du paludisme dans les globules rouges, le glycérol est absorbé par les parasites et incorporé dans les lipides pour la biosynthèse membranaire. Le glycérol doit traverser la membrane plasmique des globules rouges et la membrane plasmique parasite pour devenir accessible au parasite. Le groupe a montré que les aquaglycéroporines sont exprimées dans les deux membranes chez la souris. L’aquaporine hôte 9 (AQP9) est exprimée dans la membrane plasmique des globules rouges et l’aquaglycéroporine parasite (PbAQP) est exprimée dans la membrane plasmique du parasite. La voie de transport du glycérol contribue à la virulence des stades intraérythrocytaires du Plasmodium au cours de l’infection paludéenne. Les aquaporines hôtes sont également étudiées dans le cerveau, où l’AQP4 sert à protéger contre le paludisme cérébral. Ces efforts permettront de mieux comprendre la biologie du paludisme et pourraient conduire à de meilleures méthodes de lutte ou de traitement du paludisme.
Le laboratoire du Dr Isabelle Coppens étudie les adaptations des parasites apicomplexes à leurs cellules de mammifères hôtes qui conduisent à une pathologie pathologique. Le phylum d’Apicomplexa comprend des agents pathogènes humains tels que Plasmodium, l’agent causal du paludisme, Toxoplasma et Cryptosporidium, deux principaux agents pathogènes opportunistes d’individus immunodéprimés. En pénétrant dans les limites d’une cellule, ces parasites s’assurent une source prête de nutriments et une protection contre les confrontations immunitaires. Nous analysons les gènes microbiens et les voies impliquées dans la co-option des processus et des organites des cellules hôtes par les Apicomplexes, y compris le cytosquelette de l’hôte et le trafic membranaire pendant l’infection, la récupération des lipides de l’hôte et le remodelage de la vacuole parasitophore pour soutenir la différenciation et la réplication des parasites. Nous nous concentrons sur les mécanismes pathogènes à l’interface hôte-parasite qui représentent des cibles intéressantes pour le développement de stratégies thérapeutiques contre les infections Apicomplexes.
Le laboratoire de la Dre Monica Mugnier étudie la variation antigénique du trypanosome africain, Trypanosoma brucei. Ces parasites mortels échappent à la reconnaissance par le système immunitaire des humains et des animaux qu’ils infectent en « commutant” une couche de surface dense composée d’une protéine appelée glycoprotéine de surface variant, ou VSG. T. brucei peut étendre son répertoire de VSG au-delà de ceux codés dans le génome grâce à des événements de recombinaison qui créent de nouvelles variantes antigéniquement distinctes. Cette diversification du répertoire VSG pour créer de nouvelles couches d’antigènes est essentielle pour que le parasite maintienne une infection chronique. Le laboratoire Mugnier utilise la bioinformatique et d’autres approches à haut débit pour mieux comprendre la dynamique de la variation antigénique et les mécanismes de diversification de la VSG in vivo.
Les parasites du paludisme contiennent deux organites, l’apicoplaste et la mitochondrie, qui seraient apparus par l’incorporation d’autres cellules dans le parasite. En raison de l’origine procaryote de ces organites, ils contiennent une gamme de voies métaboliques qui diffèrent considérablement de celles de l’hôte humain. Le laboratoire du Dr Sean Prigge étudie les voies biochimiques trouvées dans ces organites, en particulier celles qui dépendent des cofacteurs enzymatiques lipoate, biotine et amas fer-soufre. Nous nous intéressons à ces trois cofacteurs, comment ils sont acquis, comment ils sont utilisés et s’ils sont essentiels à la croissance des parasites du paludisme.
À tout moment, les parasites helminthiques (nématodes, trématodes, vers à ruban) infectent plus d’un tiers de la population humaine. Ces parasites multicellulaires à longue durée de vie, qui établissent généralement une infection qui dure des mois à des décennies, induisent des réponses immunitaires qui entraînent un changement fondamental du statut immunitaire des individus infectés. Dr. Alan Scott étudie l’impact des nématodes parasites sur l’immunité de l’hôte en mettant l’accent sur la fonction des macrophages dans les poumons. De plus, le Dr Scott étudie le rôle des macrophages pulmonaires dans la régulation de la réponse inflammatoire induite contre les globules rouges infectés par le paludisme qui se séquestrent dans l’environnement pulmonaire.
Les schistosomes sont des parasites uniques du système sanguin qui occupent une niche dans les capillaires veineux drainant l’intestin grêle (Schistosoma mansoni ou S. japonicum) et la vessie (S. haematobium). Ces parasites provoquent une pathologie sévère du foie dans le cas des deux premiers et de la vessie dans le cas du troisième. En fait, dans la vessie, l’infection est associée au développement d’un cancer de la vessie. Le Dr Clive Shiff s’intéresse aux mécanismes de développement de ce cancer résultant d’une infection chronique, à la détection des changements dans les premiers stades de l’infection et aux méthodes pour améliorer le diagnostic de ces infections en utilisant la détection de l’ADN. L’objectif est d’améliorer la méthode épidémiologique pour évaluer l’impact du parasite sur la santé publique.
Dr. Photini Sinnis et son groupe se concentrent sur la compréhension de la biologie fondamentale des stades pré-érythrocytaires du paludisme. Cela inclut les sporozoïtes, le stade infectieux du parasite du paludisme et les stades hépatiques dans lesquels ils se développent. Il s’agit d’un domaine d’investigation peu étudié mais d’une importance critique, car c’est à ce moment que l’infection par le paludisme est établie chez l’hôte mammifère. Les objectifs de leurs recherches sont de: 1) élucider les interactions moléculaires nécessaires au voyage du sporozoïte de l’intestin moyen du moustique au foie des mammifères; 2) comprendre les événements impliqués dans l’invasion des hépatocytes; 3) traduire leurs résultats pour développer des médicaments et un vaccin qui ciblent ces stades du parasite du paludisme.
La recherche dans le laboratoire du Dr Prakash Srinivasan est axée sur la compréhension de la base moléculaire de l’invasion des cellules hôtes par l’agent pathogène humain Plasmodium falciparum. La maladie clinique est causée par les parasites du paludisme en croissance exponentielle dans les globules rouges (RBC). Cette infection au stade sanguin commence lorsque les mérozoïtes (formes invasives) entrent en contact avec les RBC par le biais d’interactions ligand-récepteur spécifiques qui activent la signalisation intracellulaire, à la fois dans le parasite et dans le RBC, pour faciliter l’entrée du parasite. Beaucoup de ces voies de signalisation sont conservées et fonctionnent également lors de l’invasion des hépatocytes (foie) par le sporozoïte (une autre forme invasive). Nous utilisons des approches complémentaires telles que les techniques d’édition conditionnelle du génome, l’imagerie de cellules vivantes, les inhibiteurs de petites molécules et la protéomique quantitative pour étudier la fonction des déterminants de l’invasion dans ce processus complexe. Nous exploitons ces connaissances pour développer et valider de nouvelles cibles de vaccins et de médicaments antipaludiques à l’aide de systèmes modèles in vitro et in vivo.
Le Dr David Sullivan et ses travaux de laboratoire sur la biologie moléculaire du Plasmodium liée au métabolisme du fer, qui recoupe également la cristallisation de l’hème, la cible des médicaments antipaludiques à base de quinolone. et le fer biodisponible joue également un rôle essentiel dans l’activation d’une autre classe de médicaments antipaludiques, les artémisinines. Les travaux sur le paludisme cérébral et l’anémie sévère impliquent la réponse endothéliale humaine au Plasmodium et la contribution des hémolysines plasmodiales à l’anémie. Un principe général des maladies infectieuses est un diagnostic précis et un traitement efficace et le laboratoire travaille sur de nouveaux diagnostics du paludisme dans la salive ou l’urine ainsi que sur de nouvelles utilisations du paludisme pour des médicaments déjà approuvés par la FDA. Une étude épidémiologique menée au Bangladesh examine le rôle de l’hémoglobine E sur les résultats et le risque de transmission, parmi d’autres facteurs humains, parasitaires et vectoriels. Les travaux en cours sur les helminthes comprennent la filiariose et la schistosomiase.