Vers une compréhension intégrée du métabolisme des trypanosomatides. – METABOTRYP

Les trypanosomes et les leishmanies sont des protozoaires parasites responsables de maladies humaines et vétérinaires majeures. L'achèvement, fin 2005, du projet séquençage du génome de T. brucei, T. cruzi et L. major, auquel le partenaire 1 à participé, a permis de préciser leurs potentialités métaboliques, très atypiques. Avec l'avènement de l'ARN interférence, outil puissant de génétique inverse, la forme procyclique de T. brucei est devenue le modèle d'étude du métabolisme de cette famille de parasites. En nous appuyant sur ces outils, combinés à une stratégie d'analyse métabolique globale (métabolomique par RMN et MS, techniques de marquage isotopique et modélisation métabolique), notre objectif général sera de mieux comprendre l'organisation, le fonctionnement et la régulation du métabolisme de T. brucei, et plus spécifiquement de caractériser les adaptations métaboliques associées aux changements de nutrition carbonée qui conditionnent la survie du parasite.//Les trypanosomatides possèdent un métabolisme très atypique encore très mal compris. Récemment, nous avons contribué de façon importante à l'amélioration des connaissances de ce métabolisme chez la forme procyclique de T. brucei, et mis en évidence des processus de contrôle métabolique exercé par le glucose sur le métabolisme de la proline, principal nutriment dans l'insecte vecteur. Notre objectif est désormais d'acquérir une compréhension plus globale de l'organisation, du fonctionnement et de la régulation du métabolisme intermédiaire de T. brucei, ce qui pourrait permettre d'identifier des étapes clefs potentiellement candidates comme cibles thérapeutiques. Le projet se divise en trois parties complémentaires: (i) la caractérisation du réseau métabolique central de T. brucei par une convergence de stratégies expérimentales (métabolomique, techniques de marquage isotopique, RMN, MS) et d'outils de modélisation métabolique visant à établir les processus métaboliques réellement fonctionnels dans le parasite, (ii) la caractérisation du métabolisme de la proline (iii) la compréhension des mécanismes de contrôle exercés par le glucose sur le métabolisme de la proline. Ces études s'appuient sur l'analyse d'une collection de mutants RNAi ou knockout (~20 réalisés et ~10 autres prévus) affectant les différentes voies du métabolisme central, et en particulier les voies associées au métabolisme énergétique. L'impact des perturbations introduites sur le métabolisme de la proline sera caractérisé en présence ou en absence de glucose, en utilisant à la fois des techniques de métabolomique qualitative et quantitative (métabolites excrétés et intracellulaires) et à partir d'expériences de marquage isotopique (13C). Cette approche devrait permettre d'identifier de manière très fine le rôle de chacune des étapes métaboliques ciblées dans le métabolisme du glucose et la proline ainsi que dans l'adaptation à la transition entre les 2 sources carbonées.


//Le premier résultat attendu par la convergence des moyens expérimentaux mis en 'uvre est l'identification des réseaux métaboliques réellement fonctionnels sur chacune des deux sources de carbone physiologiques (glucose et proline). L'analyse du métabolisme de la proline en présence ou en absence de glucose permettra également d'identifier la nature des mécanismes de contrôle exercé par le glucose sur l'utilisation de cette acide aminé. L'ensemble des données générées sera implémenté dans un modèle métabolique in silico permettant de caractériser de manière globale les potentialités métaboliques du parasite, et de prédire le fonctionnement et la régulation du métabolisme intermédiaire de la forme procyclique de T. brucei. Le but ultime est d'élaborer et de valider un modèle applicable à l'étude des trypanosomatides pathogènes (T. cruzi et les leishmanies), afin d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles.