Contribution de l’apicoplaste à la survie et la persistance de Toxoplasma – ToxoPlastidTarget

Le phylum Apicomplexa contient des protistes parasites comme Toxoplasma et Plasmodium, responsables de maladies désastreuses chez les humains et les animaux. L’infection aigüe par Toxoplasma est associée à la réplication rapide et à la dissémination des formes tachyzoites, qui sont généralement contrôlées par le système immunitaire chez les individus immunocompétents. Cependant, lors de la phase chronique de la maladie, les parasites se différencient en formes enkystées, les bradyzoites. Elles sont résistantes à toute forme de traitement, persistent à vie et sont susceptibles de se réactiver en cas d’immunodéficience de l’hôte.

Tachyzoite et bradyzoites contiennent une organelle particulière appelée apicoplaste, dérivée d’une endosymbiose secondaire. Ce plaste contient des voies métaboliques potentiellement importantes et très différentes de celles de l’hôte, représentant ainsi des cibles idéales pour une thérapie médicamenteuse. Nous avons un double objectif avec ce projet : i) identifier de nouvelles molécules ciblant spécifiquement l’apicoplaste dans le contexte de la toxoplasmose aigüe, ii) déterminer l’importance et élucider la fonction de l’apicoplaste dans le contexte de la toxoplasmose chronique.

L’autophagie est une voie eucaryote d’auto-dégradation du matériel cellulaire. Nous avons récemment montré le rôle inattendu et original d’une partie de la machinerie d’autophagie, centrée autour de la protéine TgATG8, pour la ségrégation et l’héritage de l’apicoplaste lors de la division des formes tachyzoites de Toxoplasma. Ce rôle, indépendant de l’autophagie catabolique canonique, est essentiel à la fonction de l’apicoplaste et à la survie des tachyzoites. Nous avons également reconstitué in vitro l’interaction entre TgATG8 et TgATG3, une protéine clé pour sa conjugaison aux membranes et donc sa fonction. Nous avons établi un test de criblage à haut débit afin d’identifier des inhibiteurs de cette interaction parmi une banque de plus de 6 000 composés dans le but de découvrir des molécules impactant spécifiquement l’apicoplaste.

L’absence de traitement ciblant spécifiquement les formes bradyzoites de Toxoplasma est un problème important, puisqu’elles persistent à vie chez les individus infectés, et peuvent se réactiver pour conduire à une pathologie grave. Notre deuxième objectif est de déterminer le rôle joué par l’apicoplaste dans la différentiation et la persistance des bradyzoites, car il est complètement inconnu à l’heure actuelle. Pour cela nous avons employé une approche originale pour générer des mutants conditionnels d’apicoplaste chez les bradyzoites. Nous avons utilisé deux stratégies différentes exploitant l’utilisation de promoteurs spécifiques des stades parasitaires, afin de pouvoir inactiver des protéines cruciales pour l’apicoplaste lors de la différenciation en bradyzoite ou à un stade plus tardif. Nous allons ainsi déterminer l’essentialité de l’organelle dans des bradyzoites matures ou en cours de différenciation. Si l’apicoplaste est essentiel pour la viabilité des bradyzoites, une première perspective est sa validation comme cible thérapeutique potentielle à ce stade, comme elle l’est déjà au stade tachyzoite. Dans le cas où l’apicoplaste est crucial pour la persistance et la réactivation des bradyzoites après enkystement, cela offre la perspective de générer des souches atténuées de toxoplasmes, afin de les utiliser dans le cadre d’une stratégie vaccinale vétérinaire par exemple.

En résumé, notre projet va générer des informations fondamentales sur l'apicoplaste, une organelle clairement essentielle pour plusieurs parasites apicomplexes, incluant les stades tachyzoites de Toxoplasma. Nous allons découvrir de nouveaux inhibiteurs ciblant cette organelle et nous allons déterminer pour la première fois son importance pour les bradyzoites, un stade peu étudié et insensible aux médicaments existants, qui est néanmoins le problème central des formes graves de la toxoplasmose.