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Retour Post-Doctorants (RPDOC)
Edition 2010


MaLI


Phase hépatique du paludisme: mécanismes moléculaires impliqués dans l’invasion des cellules par les sporozoïtes de Plasmodium.

Paludisme: mécanismes d'infection du foie
Étude des mécanismes d'entrée des sporozoïtes de Plasmodium dans les hépatocytes

Enjeux et objectifs du projet
Plasmodium, le parasite responsable du paludisme, est transmis à l’occasion d’une piqûre par un moustique femelle de genre Anopheles, qui injecte des formes appelées sporozoïtes dans la peau de l’hôte. Les sporozoïtes gagnent rapidement le foie et infectent les hépatocytes en formant une vacuole parasitophore, où le parasite se multiplie pour libérer des milliers de mérozoïtes dans le sang. Les mérozoïtes infectent les globules rouges et sont responsables de la symptomatologie et des complications du paludisme.
Les molécules parasitaires impliquées dans l’entrée des sporozoïtes représentent des cibles vaccinales idéales, pour bloquer l’infection et prévenir la pathologie associée au paludisme. Dans ce cadre, une meilleure compréhension des mécanismes d’infection est primordiale.
Les molécules impliquées dans les interactions entre sporozoïtes et hépatocytes restent à l’heure actuelle inconnues. Ce projet vise à caractériser les mécanismes d’entrée des sporozoïtes. Un premier objectif est d’identifier, par des approches protéomiques et génétiques, les molécules parasitaires participant aux interactions avec la cellule hôte et à l’entrée des sporozoïtes.
Un deuxième objectif est de développer une approche d’imagerie pour visualiser l’interaction des sporozoïtes avec leur cellule cible au moment de l’invasion, en utilisant des parasites transgéniques exprimant des marqueurs fluorescents.
Au total, ce projet pourrait permettre une meilleure compréhension des mécanismes d’entrée de Plasmodium dans les cellules du foie, et l’identification de nouvelles cibles pour le développement d’un vaccin visant à bloquer précocement l’infection.

Methodologie et résultats attendus
Dans ce projet, nous proposons de développer une approche protéomique pour identifier des facteurs parasitaires potentiellement impliqués dans l'invasion des hépatocytes, et d'utiliser des parasites génétiquement modifiés pour caractériser les interactions hôte-parasite lors de l'entrée des sporozoïtes. L'invasion des cellules du foie par les sporozoïtes est associée au relargage, après clivage protéolytique, de protéines dérivées de vésicules dont la sécrétion est stimulée par le contact avec les cellules. En utilisant la spectrométrie de masse MS/MS, nous identifierons les protéines parasitaires libérées dans le surnageant de cultures de cellules hépatocytaires infectées par des sporozoïtes in vitro. Pour déterminer le rôle des facteurs identifiés, nous utiliserons une approche de génétique inverse pour invalider les gènes correspondants, en utilisant une nouvelle stratégie de transgénèse permettant l'obtention de parasites fluorescents, afin de faciliter l'analyse de l'entrée des sporozoïtes mutants. De plus, nous produirons des parasites génétiquement modifiés exprimant des marqueurs fluorescents de la jonction, une structure formée lors de l'invasion, afin de visualiser en temps réel le processus d'entrée des parasites. En parallèle, nous caractériserons le rôle de protéines de la cellules hôte, en particulier la tétraspanine CD81, qui reste le seul facteur identifié comme essentiel à l'entrée des sporozoïtes. La combinaison d'approches protéomiques et génétiques devrait nous permettre d'améliorer notre connaissance des mécanismes moléculaires de l'infection par les sporozoïtes de Plasmodium.

Résultats

Le projet MaLI devrait apporter de nouveaux éléments de compréhension des événements moléculaires associés à l'infection des hépatocytes par les sporozoïtes de Plasmodium. En particulier, le criblage protéomique associé à la génétique inverse devrait nous permettre d'identifier de nouveaux facteurs parasitaires impliqués dans les interactions avec la cellule hôte. Par ailleurs, ce projet va nous aider à mieux comprendre le rôle de protéines exprimées à la surface de l'hépatocyte, en particulier CD81, qui joue un rôle essentiel au cours de l'infection par un mécanisme qui reste à élucider. Enfin, l'utilisation de parasites génétiquement modifiés pour exprimer des marqueurs fluorescents de la jonction devrait nous permettre pour la première fois de visualiser le processus d'entrée des sporozoïtes.

Perspectives

Au total, ce projet devrait permettre une meilleure compréhension du processus d'entrée des sporozoïtes de Plasmodium, et la découverte de nouvelles cibles potentielles, notamment pour le développement d'un vaccin visant à bloquer les premières étapes d'infection, pour empêcher le développement du parasite dans le foie et ainsi prévenir l'apparition de la pathologie associée au paludisme. Un vaccin efficace contre Plasmodium aurait un impact considérable en termes de santé publique, et reste un outil indispensable pour des stratégies visant à éliminer le paludisme.

Productions scientifiques et brevets

Présentations à des conférences internationales

Risco-Castillo V, Manzoni G, Briquet S, Topçu S, Silvie O. “Targeted gene deletion of perforin-like protein 1/SPECT2 in Plasmodium yoelii.” 9th Annual BioMalPar/EVIMalaR Conference, Heildelberg, Germany, 2013 (poster).

Manzoni G, Briquet S, Topçu S, Risco-Castillo V, Boggetto N, Silvie O. “Positive/negative selection combined with flow cytometry for rapid generation of knockout parasites in Plasmodium berghei and Plasmodium yoelii.” 9th Annual BioMalPar/EVIMalaR Conference, Heildelberg, Germany, 2013 (poster).

Manzoni G, Briquet S, Topçu S, Risco-Castillo V, Boggetto N, Silvie O. “Positive/negative selection combined with flow cytometry for rapid generation of knockout parasites in Plasmodium berghei and Plasmodium yoelii.” Young Researchers in Life Sciences Meeting, Paris, France, 2013 (poster).

Topçu S, Manzoni G, Risco-Castillo V, Briquet S, Silvie O. “Host and parasite factors involved in Plasmodium sporozoite entry into hepatocytes.” Young Researchers in Life Sciences Meeting, Paris, France, 2013 (poster).

Manzoni G, Briquet S, Topçu S, Risco-Castillo V, Boggetto N, Silvie O. “Positive/negative selection combined with flow cytometry for rapid generation of knockout parasites in Plasmodium berghei and Plasmodium yoelii.” Research Advances in Malaria Meeting, Baltimore, USA, 2013 (poster).

Risco-Castillo V, Son O, Silvie O. “Novel Transgenic Plasmodium yoelii parasites to study sporozoite invasion” 8th Annual BioMalPar/EVIMalaR Conference, Heildelberg, Germany, 2012 (poster).

Partenaires

INSERM INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION REGIONALE PARIS VI

Aide de l'ANR 225 000 euros
Début et durée du projet scientifique - 36 mois

Résumé de soumission

Plasmodium, le parasite responsable du paludisme, est transmis à l’occasion d’une piqûre par un moustique femelle de genre Anopheles, qui injecte des formes plasmodiales appelées sporozoïtes dans la peau de l’hôte. Les sporozoïtes motiles gagnent rapidement le foie et infectent les hépatocytes en formant une vacuole parasitophore, où ils se transforment en stades hépatiques. Après quelques jours de multiplication intense, ces formes hépatiques libèrent des mérozoïtes, qui infectent les globules rouges et sont responsables de la symptomatologie et des complications du paludisme. Les molécules parasitaires impliquées dans la pénétration des sporozoïtes représentent des cibles vaccinales idéales, car le blocage de l’entrée des sporozoïtes dans les cellules du foie permettrait de prévenir la formation des mérozoïtes hépatiques, et donc la pathologie associée au paludisme. Dans ce cadre, une meilleure compréhension des mécanismes d’infection est primordiale. Les molécules impliquées dans les interactions entre sporozoïtes et hépatocytes restent à l’heure actuelle inconnues. Dans ce projet, je propose de développer une approche protéomique ciblée visant à identifier spécifiquement les protéines des sporozoïtes potentiellement impliquées lors de la pénétration des hépatocytes. Afin de caractériser l’importance fonctionnelle des facteurs identifiés, j’utiliserai une approche de génétique inverse consistant à invalider chacun des gènes candidats. Grâce à cette approche, j’espère mettre à jour les molécules parasitaires qui participent aux interactions avec la cellule hôte et permettent l’entrée des sporozoïtes. En parallèle, je développerai une approche d’imagerie pour visualiser l’interaction des sporozoïtes avec leur cellule cible au moment de l’invasion, en utilisant des parasites transgéniques exprimant des marqueurs fluorescents. Cela devrait aider à déterminer le rôle des molécules de l’hôte et du parasite pendant le processus d’invasion. Au total, ce projet pourrait permettre une meilleure compréhension des mécanismes d’entrée de Plasmodium dans les cellules du foie, et l’identification de nouvelles cibles pour le développement d’un vaccin visant à bloquer précocement l’infection.

 

Programme ANR : Retour Post-Doctorants (RPDOC) 2010

Référence projet : ANR-10-PDOC-0008

Coordinateur du projet :
Monsieur Olivier SILVIE (INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION REGIONALE PARIS VI)
olivier.silvie@nullgmail.com

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.