Interaction of malaria parasites with host late endocytic and autophagic pathways is essential for Plasmodium liver stage development

RESUMO: A Malária é causada por parasitas do género Plasmodium, sendo a doença parasitária mais fatal para o ser humano. Apesar de, durante o século passado, o desenvolvimento económico e a implementação de diversas medidas de controlo, tenham permitido erradicar a doença em muitos países, a Malária continua a ser um problema de saúde grave, em particular nos países em desenvolvimento. A Malária é transmitida através da picada de uma fêmea de mosquito do género Anopheles. Durante a picada, os esporozoítos são injetados na pele do hospedeiro, seguindo-se a fase hepática e obrigatória do ciclo de vida. No fígado, os esporozoítos infetam os hepatócitos onde se replicam, dentro de um vacúolo parasitário (VP) e de uma forma imunitária silenciosa, em centenas de merozoitos. Estas novas formas do parasita são as responsáveis por infetar os eritrócitos, iniciando a fase sanguínea da doença, onde se os primeiros sintomas se manifestam, tais como a característica febre cíclica. A fase hepática da doença é a menos estudada e compreendida. Mais ainda, as interações entre o VP e os organelos da células hospedeira estão ainda pouco caracterizados. Assim, neste estudo, as interações entre os organelos endocíticos e autofágicos da célula hospedeira e o VP foram dissecados, observando-se que os anfisomas, que são organelos resultantes da intersecção do dois processos de tráfego intracelular, interagem com o parasita. Descobrimos que a autofagia tem também uma importante função imunitária durante a fase hepática inicial, ao passo, que durante o desenvolvimento do parasita, já numa fase mais tardia, o parasita depende da interação com os endossomas tardios e anfisomas para crescer. Vesiculas de BSA, EGF e LC3, foram, também, observadas dentro do VP, sugerindo que os parasitas são capazes de internalizar material endocítico e autofágico do hospedeiro. Mais ainda, mostramos que esta interação depende da cinase PIKfyve, responsável pela conversão do fosfoinositidio-3-fosfato no fosfoinositidio-3,5-bifosfato, uma vez que inibindo esta cinase o parasita não é capaz de crescer normalmente. Finalmente, mostramos que a proteína TRPML1, uma proteína efetora do fosfoinositidio-3,5-bifosfato, e envolvida no processo de fusão das membranas dos organelos endocíticos e autofágicos, também é necessária para o crescimento do parasita. Desta forma, o nosso estudo sugere que a membrana do VP funde com vesiculas endocíticas e autofágicas tardias, de uma forma dependente do fositidio-3,5-bifosfato e do seu effetor TRPML1, permitindo a troca de material com a célula hospedeira. Concluindo, os nossos resultados evidenciam que o processo autofágico que ocorre na célula hospedeira tem um papel duplo durante a fase hepática da malaria. Enquanto numa fase inicial os hepatócitos usam o processo autofágico como forma de defesa contra o parasita, já durante a fase de replicação o VP funde com vesiculas autofágicas e endocíticas de forma a obter os nutrientes necessários ao seu desenvolvimento.--------- ABSTRACT: Malaria, which is caused by parasites of the genus Plasmodium, is the most deadly parasitic infection in humans. Although economic development and the implementation of control measures during the last century have erradicated the disease from many areas of the world, it remains a serious human health issue, particularly in developing countries. Malaria is transmitted by female mosquitoes of the genus Anopheles. During the mosquito blood meal, Plasmodium spp. sporozoites are injected into the skin dermis of the vertebrate host, followed by an obligatory liver stage. Upon entering the liver, Plasmodium parasites infect hepatocytes and silently replicate inside a host cell-derived parasitophorous vacuole (PV) into thousands of merozoites. These new parasite forms can infect red blood cells initiating the the blood stage of the disease which shows the characteristic febrile malaria episodes. The liver stage is the least characterized step of the malaria infection. Moreover, the interactions between the Plasmodium spp. PV and the host cell trafficking pathways are poorly understood. We dissected the interaction between Plasmodium parasites and the host cell endocytic and autophagic pathways and we found that both pathways intersect and interconnect in the close vicinity of the parasite PV, where amphisomes are formed and accumulate. Interestingly, we observed a clearance function for autophagy in hepatocytes infected with Plasmodium berghei parasites at early infection times, whereas during late liver stage development late endosomes and amphisomes are required for parasite growth. Moreover, we found the presence of internalized BSA, EGF and LC3 inside parasite vacuoles, suggesting that the parasites uptake endocytic and autophagic cargo. Furthermore, we showed that the interaction between the PV and host traffic pathways is dependent on the kinase PIKfyve, which converts the phosphoinositide PI(3)P into PI(3,5)P2, since PIKfyve inhibition caused a reduction in parasite growth. Finally, we showed that the PI(3,5)P2 effector protein TRPML1, which is involved in late endocytic and autophagic membrane fusion, is also required for parasite development. Thus, our studies suggest that the parasite parasitophorous vacuole membrane (PVM) is able to fuse with late endocytic and autophagic vesicles in a PI(3,5)P2- and TRPML1-dependent manner, allowing the exchange of material between the host cell and the parasites, necessary for the rapid development of the latter that is seen during the liver stage of infection. In conclusion, we present evidence supporting a specific and essential dual role of host autophagy during the course of Plasmodium liver infection. Whereas in the initial hours of infection the host cell uses autophagy as a cell survival mechanism to fight the infection, during the replicative phase the PV fuses with host autophagic and endocytic vesicles to obtain nutrients required for parasite growth.

Rehabilitation and reintegration needs of female inmates and promotion mental health in Georgian prison

RESUMO: As mulheres presas encontram-se num sistema essencialmente dirigido por e concebido para homens. As mulheres que entram na prisão geralmente vêm de ambientes marginalizados e desfavorecidos e muitas vezes têm histórias de violência e abuso físico e sexual. As mulheres presas são um grupo particularmente vulnerável, uma vez que dentro do sistema prisional as suas necessidades de saúde e higiene são muitas vezes negligenciadas. O primeiro passo para o desenvolvimento de programas e práticas sensíveis ao género é compreender as características das mulheres delinquentes e definir fatores de vida específicos que contribuem para a formação do comportamento criminoso de mulheres. Em junho de 2012 foi realizada uma investigação na única prisão feminina da Geórgia, para estudar as necessidades mentais e psicossociais das mulheres presas. O objetivo da pesquisa foi o desenvolvimento de programas de apoio pertinentes para a reabilitação, ressocialização e reintegração, e a elaboração de recomendações práticas para a gestão das prisões. Foi desenvolvido um instrumento de pesquisa (inquérito) com uma fundamentação conceptual baseada em quatro principais teorias: Teoria dos Caminhos (Pathways Theory), teoria do desenvolvimento psicológico da mulher (Theory of Women’s Psychological Development), Trauma e Teorias da Dependência (Trauma and Addiction Theories). Foram inquiridas 120 mulheres presas. Os resultados deste estudo mostram que muitas das necessidades das mulheres presas são diferentes das dos homens e requerem estratégias adaptadas às suas características e situações psicossociais específicas. A maioria das mulheres encarceradas é jovem, enérgica, pode trabalhar, tem profissão e família. As presas sofrem de problemas psicológicos e muitas vezes são rejeitadas pelas suas famílias. Uma parte substancial das mulheres presas tem múltiplos problemas de saúde física e mental. A maioria delas tem filhos e sofre com o facto das crianças estarem a crescer longe da mãe. Com base nos resultados desta investigação é possível elaborar um contexto promotor do planeamento e desenvolvimento de serviços com um enfoque de género na prisão. Na perspetiva de longo prazo, o conhecimento das necessidades básicas e a introdução de programas e serviços com necessidades específicas pertinentes irá beneficiar as presas e as suas famílias, e melhorar a eficácia do sistema de justiça criminal.----------ABSTRACT: Female inmates find themselves in a system essentially run by men for men. Women who enter prison usually come from marginalized and disadvantaged backgrounds and are often characterized by histories of violence, physical and sexual abuse. Female prisoners constitute an especially vulnerable group given their specific health and hygienic needs within the system are often neglected. The first step in developing gender-sensitive program and practice is to understand female offenders’ characteristics and the specific life factors that shape women’s patterns of offending. In June 2012 a research was carried out in the Georgian only female prison facility to assess the mental and psychosocial needs of women prisoners, aiming to develop effective support programs for their rehabilitation, re-socialization and reintegration, as well as to elaborate new recommendations concerning prison management. A survey instrument (questionnaire) was developed within a theoretical framework based on four fundamental theories: Pathways Theory, Theory of Women’s Psychological Development and Trauma and Addiction Theories. Sample size was defined to be 120 surveyed persons. The study showed that needs of incarcerated women were different from those of men, thus requiring approaches tailored to their specific psychosocial characteristics and situations. The basic population of imprisoned women consisted of young, energetic, working-age females, most often with a professional qualification. Female prisoners suffered from psychological problems and are were more likely to be rejected by their families. Most of them had children and suffered that the children were growing without mothers. A substantial proportion of women offenders had multiple physical and mental health problems. Based on the study findings a conceptual framework can be elaborated towards planning and developing gender-sensitive services in prison. In the long-term perspective, acknowledgement of baseline needs and introduction of the relevant needs-specific programs and services may benefit women prisoners as well as their families, improving the effectiveness of the criminal justice system.