Interactions Moléculaire Substrat -Cellule Nécessaires et Suffisantes pour la Mobilité de Toxoplasma – MiniToxoAd

Le projet MiniToxoAd vise à étudier les modalités moléculaires qui régissent les interactions établies par le protozoaire parasite Toxoplasma gondii avec une variété de matrices extracellulaires de son hôte au sein desquelles il migre pour atteindre les cellules cibles et y produire une descendance, deux conditions obligatoires pour garantir la pérennité de T. gondii. La réalisation de ce projet devrait apporter un gain substantiel de connaissances sur le processus crucial de la transmission de force par le morphotype mobile et invasif de T. gondii appelé tachyzoïte, et permettre d'affiner le modèle mécanistique actuel. Ce dernier stipule une production continue de force le long du corps du tachyzoïte hautement polarisé grâce à l'activité d'un moteur d'actomyosine linéaire sous-membranaire. C’est le co-engagement des adhésines exposées à la surface du zoite avec des ligands extracellulaires et le système moteur qui permet la translocation apico-basale de ces deux systèmes connectés, expliquant ainsi le glissement ultra-rapide selon une trajectoire hélicoidale de T. gondii. Cependant, des études récentes sur T. gondii et sur le parasite apparenté Plasmodium, y compris les nôtres, plaident en faveur d'une plus grande complexité mécanistique puisqu'elles suggèrent l'importance sélective d'interfaces adhésine-substrat spécifiques, qui favorisent l'établissement d'une force de glissement locale et périodique. En effet, nous avons démontré que le tachyzoïte doit établir un contact précoce privilégié entre son pôle apical et le substrat. Ce dernier coïncide avec le site d'une force de traction transitoirement générée par le parasite pour promouvoir le glissement hélicoïdal. En utilisant des micropatterns et l'imagerie en direct, nous avons découvert que cette plateforme d'adhésion n'est pas seulement essentielle mais suffisante pour le glissement, révélant ainsi la pertinence de notre projet sur l'identité moléculaire et les propriétés fonctionnelles de ce contact adhésif polaire qui détermine les capacités motiles et invasives du parasite et par conséquent son aptitude à vivre in vivo. On ne sait pratiquement rien sur la façon dont les interfaces particulières adhésine-ligand extracellulaire des zoïtes sont construites et comment elles permettent le développement d'un point d'ancrage unique impliqué dans la transmission de la force. Le projet MiniToxoAd, grâce à son cadre conceptuel qui associe la chimie bioorganique, la biologie cellulaire et la biophysique, permettra une avancée réelle en fournissant des données quantitatives sur les prérequis chimiques et physiques à l'origine de cette adhésion parasite-substrat. A cette fin, nous avons constitué un consortium interdisciplinaire composé d'une équipe spécialisée en biologie cellulaire et en imagerie dynamique ayant une expérience de la mécanobiologie de Toxoplasma et d'une équipe partenaire possédant des compétences de pointe dans la conception (supra)moléculaire d'interfaces biomimétiques et dans leur caractérisation biophysique. Bénéficiant de la proximité géographique et de solides données préliminaires collectées par le consortium, les équipes sont idéalement positionnées pour combiner un ensemble de techniques de microscopie à haute résolution avec des protocoles avancés de fonctionnalisation de surface et des approches biochimiques et biophysiques complémentaires afin de mieux comprendre les événements moléculaires précoces qui dirigent l'un des modes de motilité dépendant de l'adhésion les plus rapides chez les cellules eucaryotes mais encore énigmatique. En raison de son contenu technologique élevé et original, le MiniToxoAd a également le potentiel de fournir de nouveaux protocoles pour la conception et la caractérisation d'interfaces fonctionnelles afin d'étudier les interactions biomoléculaires (substrat-cellule/cellule-cellule) au-delà du cas de T. gondii (ou Apicomplexa) ainsi que de nouvelles applications pour le micropatterning de ligands spécifiques