Le réseau de régulation de HDAC3, une nouvelle voie épigénétique pour explorer la différenciation et la pathogénèse chez Toxoplasma gondii – TOXOHDAC

L'embranchement des Apicomplexa réunit de nombreux parasites animaux et humains; comme ceux du genre Plasmodium, agents pathogènes de la malaria et Toxoplasma gondii, responsable de la toxoplasmose. La toxoplasmose dite acquise est le plus souvent silencieuse et se traduit essentiellement par une sérologie positive et la persistence de parasites enkystés dans le cerveau et les muscles. Elle peut être grave chez les personnes dont le système immunitaire est immature ou déficient, en particulier chez les foetus humains (toxoplasmose congénitale) et les patients immunodéprimés (SIDA, greffes d'organes, thérapie anticancéreuse). Chez les immunodéprimés, la réactivation de kystes parasitaires quiescents d’une infection antérieure provoque des lésions cérébrales ou oculaires. Les mécanismes moléculaires impliqués dans la différenciation parasitaire – passage de la forme proliférative tachyzoite à la forme enkystée bradyzoite – sont largement inconnus, bien que celle-ci soit au centre de la pathogénèse et de la transmission des parasitoses. Définir les facteurs qui l’influencent pourrait contribuer significativement au développement de nouvelles thérapies qui préviendraient la réactivation du parasite chez les patients immunodéprimés. L'interconversion est associée à des changements morphologiques du parasite, l'expression d'antigènes de surface spécifiques à une forme parasitaire donnée, ou encore la mise en route de nouvelles voies métaboliques. Les transitions développementales qui mènent à la formation du kyste mature sont accompagnées par l’expression coordonnée dans le temps et dans l’espace de nombreux gènes. Nous avions initialement proposé qu’un contrôle épigénétique influence le développement des parasites et leur capacité à s’ajuster aux fluctuations de leur environnement. L'épigénétique regroupe l'ensemble des modifications transmissibles d'une génération à l'autre et réversibles de l'expression des gènes sans altération des séquences nucléotidiques; par exemple, l’acétylation des histones qui favorise l’expression génique. L’importance fonctionnelle de l’acétylation dépend complètement de la précision et de l’efficacité d’une part de l’acétylation mais aussi de sa réaction opposée : la déacétylation réalisée par les histones déacétylases (HDAC). Nos résultats préliminaires nous ont permis d’impliquer l’enzyme HDAC3 dans la régulation génique qui accompagne la conversion de la forme proliférative tachyzoite en bradyzoite (forme enkystée). Nous avons également identifié une famille d’inhibiteurs spécifiques de l’enzyme comme la molécule FR235222 qui réduit significativement la croissance parasitaire . Dans ce projet, nous étudierons la contribution de HDAC3 dans le processus de kystogénèse dans un modèle de toxoplasmose chronique chez la souris. Nous essaierons de comprendre son modus operandi en déterminant son interactome propre et l’implication de ses partenaires dans son ciblage spécifique à l’ADN. Nous proposons de résoudre la structure tridimensionnelle de l’apo-enzyme ou du complexe HDAC3 avec l’inhibiteur FR235222. Nous déterminerons à l’échelle génomique la dynamique de l’acétylation des histones in vivo par la technique d’immunoprécipitation de la chromatine et ce, dans des fonds génétiques sauvages ou mutés pour HDAC3. Enfin, nous déterminerons l’acétylome global (ensemble des protéines acétylées) de Toxoplasma dans des souches virulentes versus non virulentes ou dans des parasites soumis à des stress environnementaux (FR235222, pH basique) connus pour stimuler in vitro la conversion tachyzoite-bradyzoite. Nos objectifs à terme sont de mieux appréhender les attributs épigénétiques de la différenciation, qui permettra à terme de mieux comprendre la pathogénèse et la transmission de Toxoplasma. D’un point de vue clinique, les données sur la structure 3D de HDAC3 ouvriront la voie à la synthèse de nouvelles molécules (dérivées de FR235222) à même de devenir de nouveaux candidat-médicaments.