Contribution de la phosphatase PfPP1 dans la régulation du cycle de vie du parasite du paludisme : focus sur l’étape de sortie de l’hôte et la biologie des gamétocytes – PALP1

Le phylum des Apicomplexa comprend des parasites d'importance humaine et vétérinaire, parmi lesquels Plasmodium falciparum, agent du paludisme humain. Le cycle de vie de ce parasite alterne entre son vecteur moustique Anophèle femelle et l'hôte humain. La phase symptomatique de la maladie correspond au cycle intra-érythrocytaire au cours duquel le parasite envahit un globule rouge (GR), se multiplie dans le GR à l’intérieur d’une vacuole parasitophre (VP) pour former de nouveaux parasites qui seront alors libérés dans la circulation sanguine après rupture séquentielle des membranes de la VP (MVP) et du GR. Ces parasites pourront alors initier un nouveau cycle érythrocytaire. Au cours du cycle érythrocytaire, certains parasites se différencient en formes sexuées ou gamétocytes, permettant ainsi la transmission du parasite au moustique. Une fois ingérés au cours d'un repas de sang, les gamétocytes sont activés, sortent des globules rouges (egress) et se transforment en gamètes fertiles.
L’étape de sortie des parasites asexués du GR, appelée egress, est coordonnée avec la fin de l’étape de multiplication et l’émergence des cellules filles, mais les signaux responsables de son initiation restent à identifier. Avant la rupture de la MVP, il a récemment été observé des modifications morphologiques de la VP, notamment un gonflement osmotique de ce compartiment appelé « rounding-up ». Cependant, aucun effecteur moléculaire responsable de ces étapes précoces de l’egress n’a été identifié à ce jour. La cascade de signalisation conduisant à la rupture de la MVP est quant à elle bien mieux caractérisée et repose sur une voie de signalisation impliquant deux kinases parasitaires: la protéine kinase G (PKG) dépendante du GMPc et la kinase CDPK5 dépendante du calcium. Leur activation conduit à la sécrétion d'organites sécrétoires, dont les effecteurs ainsi libérés jouent un rôle clé dans la rupture des deux membranes qui entourent le parasite. Nous avons identifié la phosphatase parasitaire PP1 (PP1) comme un régulateur de la voie d’egress, qui modulerait l’activité de la guanylate cyclase alpha, l'enzyme responsable de la synthèse de GMPc. Le positionnement de PP1 en amont de PKG dans la voie de signalisation egress en fait un candidat attractif pour réguler les étapes précoces de l’egress, encore peu comprises au niveau moléculaire. De manière intéressante, la cascade de signalisation conduisant à l’egress des gamètes dépend elle aussi du GMPc et d’une signalisation calcium, ce qui suggère une très grande conservation du mécanisme d’egress au niveau moléculaire.
Notre projet vise à utiliser PP1 pour élargir nos connaissances sur la voie de signalisation de l’egress et explorer sa contribution dans la biologie des stades sexués de P. falciparum, en particulier lors de l’egress des gamètes. Pour cela, nous utiliserons des approches combinées de biologie cellulaire, moléculaire et de biophysique afin de définir l’implication de PP1 lors des étapes précoces de l’egress des stades sanguins asexués, et d’évaluer la contribution de la phosphatase au cours de la maturation des gamétocytes et l’egress des gamètes. Par ailleurs, notre objectif est d'identifier les substrats de PP1 spécifiques de l’egress puis de les valider en tant que nouveaux acteurs moléculaires de cette voie de signalisation. Ces résultats permettront de cartographier le réseau d’interactions fonctionnelles de PP1 au cours de l’egress à la fois des stades sanguins asexués et sexués. La meilleure compréhension des fonctions de PP1 dans l’egress et la biologie du parasite P. falciparum pourrait ouvrir la voie à une future stratégie d'intervention et conduire au développement de nouveaux antipaludiques ciblant plusieurs stades parasitaires avec des activités à la fois thérapeutiques et anti-transmission.