Caractérisation des partenaires de la cellule hôte impliqués dans la formation de la jonction mobile chez les Apicomplexes – JUNCTIONPARTNERS

Les Apicomplexa sont notoirement connus parce qu’ils causent des pathologies particulièrement graves chez l’homme et chez les animaux: c’est le cas de Plasmodium (paludisme) et de Toxoplasma gondii (toxoplasmose). Le paludisme représente un problème majeur de santé publique, entraînant la mort d’un demi-million d’individus chaque année. Plus du tiers de la population mondiale y est exposé et le parasite a développé des mécanismes de résistance à la plupart des drogues disponibles. La toxoplasmose, quant à elle, est placée au premier rang des affections congénitales. Les Apicomplexa sont pour la plupart intracellulaires stricts et leur mécanisme d’invasion est globalement conservé, faisant intervenir la formation d’une jonction intime entre l’apex du parasite et la membrane de la cellule hôte, appelée jonction mobile (JM). Cette dernière assure le point d'ancrage du mécanisme d'invasion du parasite et représente une étape clef du processus d’infection et de dissémination de ces parasites. La formation de la JM est donc une cible thérapeutique attractive.
La composition moléculaire de la JM est restée totalement inconnue pendant plus de 30 ans. Au cours des dix dernières années, nous avons défini l’identité des constituants parasitaires de la JM et disséqué leur organisation architecturale et structurale, mettant en évidence le rôle clé de deux partenaires parasitaires, AMA1 et RON2, issus de la libération successive du contenu de deux organelles de sécrétion distincts du parasite: micronèmes (AMA1) et rhoptries (complexe protéique RON2/RON4/RON5). Le complexe RONs est exporté à la membrane de la cellule hôte. RON2 est insérée dans la membrane de la cellule hôte et sert de récepteur à AMA1, exposée à la surface du parasite. L’organisation originale de ce complexe AMA1-RON2 a d’ores et déjà ouvert la voie à des stratégies vaccinales et thérapeutiques de première intention dans le cadre d’interventions anti-paludiques.
Si les acteurs parasitaires de la formation de la JM sont aujourd’hui en partie décryptés, la contribution de la cellule hôte à l’établissement de la JM reste totalement énigmatique. Le mécanisme d’invasion des Apicomplexa implique l’ancrage de la JM au cortex membranaire, puis la déformation de la membrane hôte, mais les mécanismes moléculaires qui sous-tendent ces processus ne sont pas identifiés à ce jour.
Nous avons montré que le complexe RON4/5/8 était exposé à la face cytosolique de la membrane de la cellule hôte, où il pourrait établir des interactions avec des constituants de l’hôte, et nous venons d’identifier des protéines de l’hôte partenaires des RONs chez Toxoplasma et recrutées à la JM. Ces partenaires cellulaires sont des protéines adaptatrices connues pour être impliquées dans des réseaux d’interaction entre la membrane de la cellule hôte et son cytosquelette sous-membranaire, nous permettant de proposer des hypothèses de travail quant à la fonction de ces protéines dans l’invasion des Apicomplexa. Un pas vient donc d’être franchi ouvrant la voie à une possible caractérisation des mécanismes d’ancrage de la JM et du rôle de l’interaction entre les RONs et la cellule hôte dans le processus d’invasion des Apicomplexa.
En combinant des approches de biologie cellulaire, biophysique, génétique moléculaire et de biologie structurale, les objectifs de la présente demande sont d’obtenir une cartographie moléculaire et structurale des interactions entre les RONs et les constituants de la cellule hôte, de décrypter leur réseaux d’interaction à la JM et de définir le rôle respectif des différents constituants dans l’invasion et l’établissement de l’infection par Toxoplasma et Plasmodium.
Outre une meilleure définition des mécanismes moléculaires permettant l’établissement de la JM, qui n’ont pas d'équivalent hors du phylum, ce projet contribuera également à la biologie des cellules mammifères. Enfin, ce projet s’inscrit dans la continuité de la lutte contre le paludisme.