Rôle des facteurs épigénétiques dans le contrôle de la variation antigénique chez Plasmodium falciparum – MalariaESCAPE

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
Notre projet concerne essentiellement l'étude de la variation antigénique, une stratégie utilisée par Plasmodium falciparum pour contourner les mécanismes de défenses de l'hôte. Ceci est réalisé par l'expression successive des molécules à la surface des globules rouges parasités, un facteur de virulence majeur impliqué dans la pathogénie du paludisme grave et dans les stratégies d'échappement immunitaire. Dans plusieurs études antérieures, nous avons pu établir la base des mécanismes de la variation antigénique (codée par la famille des gènes var) de P. falciparum. Les résultats ont mis en évidence une régulation épigénétique de l'expression des gènes var. Par contre les bases moléculaires de la variation antigénique chez ce parasite sont mal connues. Sur ces bases, nous proposons un projet multidisciplinaire pour déterminer le(s) mécanismes moléculaires impliqués dans la persistance du parasite chez son hôte.
RESUME PROJET – Description
Nous étudions deux questions-clés de la variation antigénique : « mono-allelic expression » et « genetic imprinting » des gènes var. Pour cela nous étudions i) les changements de la chromatine et ii) la localisation nucléaire d'un gène var actif ou inactif.

Notre étude portera sur les points suivants:
- Bases moléculaires de l'activation d'un seul membre de la famille des gènes var au cours d'infection parasitaire (mono-allelic expression). Le rôle de plusieurs molécules potentiellement impliquées dans la répression et l'activation d'un gène var sera évalué. Nous testerons en particulier l'implication des protéines engagées dans le phénomène de Telomere Position Effect . Ces protéines ont été récemment identifiées dans mon laboratoire (Hernandez-Rivas et al., manuscript en préparation). L'analyse par Chromatin Immuno-Precipitation (ChIP), Gel Super Shift Assay, FISH et immuno-localisation sera complétée par une stratégie de l'étude de parasites mutants pour ces gènes. Cette étude donnera une meilleure définition de la zone d'expression dans le noyau d'un gène var actif.

- Rôle des modifications des histones dans l'empreinte génétique
Une association entre des histones modifiées dans la région codante et non codante associées à un gène var actif mais pas à un gène inactif sera analysée par une étude ChIP et PCR quantitative. Nous disposons d'une grande batterie d'anticorps spécifique pour des histones methylées ou acetylées dans des positions différentes.

- Pour identifier des facteurs inconnus qui contrôlent la variation antigénique chez P. falciparum, nous avons développé une nouvelle technique. Celle-ci est basée sur le fait qu'un gène reporter est réprimé sous contrôle d'un promoteur d'un gène var. La mutagénèse de gènes au hasard de P. falciparum (utilisation d'un élément transposable 'piggyBac') sera réalisé.
RESUME PROJET – Resultats attendus
Les expériences proposées devraient nous donner un meilleur aperçu des différentes couches de régulation épigénétique qui contrôle l'expression « mono-allélique » de gènes var. Cette connaissance devrait définir des cheminements critiques qui pourraient être ciblés pour figer ce processus d'évasion immune de parasites et le rendre accessible par le système immunitaire.

Nous espérons un progrès significatif en particulier dans les domaines suivants :

1) Marques d'histone spécifique qui s'associent à l'empreinte génétique
2) Eléments d'ADN qui organisent l'empreinte génétique
3) Identification de nouveaux facteurs épigénétiques qui contrôlent la répression de gènes var.
4) Rôle des protéines qui se lient au télomère dans l'inactivation des gènes var et l'architecture nucléaire des chromosomes
5) Définition de la zone d'expression de gènes var