Remaniement du cytosquelette d'actine corticale de la cellule hôte au cours de l'invasion des zoïtes Apicomplexa – APIINVASION

Le phylum des Apicomplexa regroupe des protozoaires parasites majeurs en santé publique tels que Plasmodium et Toxoplasma, agents respectifs du paludisme et de la toxoplasmose. Ces parasites intracellulaires ont développé des stades invasifs ou zoites, capables d'envahir une cellule cible au sein d'une vacuole en quelques secondes. Selon le dogme actuel, ils utilisent leur propre moteur actine-myosine sans dépendre d'une polymérisation de l'actine cellulaire pour l'invasion. Nous avons réévalué ce dogme et documenté une polymérisation d'actine au point de contact entre le zoite et la cellule. Cette polymérisation requiert les propriétés du nucléateur d'actine Arp2/3 et d'un de ses régulateurs, la cortactine. Nous étudierons les voies de signalisation sous-tendant cette polymérisation d'actine. Nous testerons si, comme pour l'entrée de Listeria, la machinerie de l'endocytose est exploitée par les zoites et rechercherons les produits parasitaires impliqués dans cette réponse hôte.Nous proposons de poursuivre l'étude sur la contribution de la cellule hôte à l'entrée des tachyzoïtes de Toxoplasma et de sporozoïtes de Plasmodium en examinant les questions suivantes :
1) Quels sont les molécules de l'hôte fonctionnellement associées à la polymérisation d'actine survenant à la jonction cellule-zoite ?
2) La machinerie d'endocytose de la cellule est-elle impliquée dans l'invagination de la membrane plasmique au point de jonction et dans le processus de fission qui isole la vacuole?
3) Quelle est la voie de signalisation induite par le parasite qui sous-tend la polymérisation d'actine hôte ?
4) Quels sont les produits parasitaires sécrétés contribuant à la nucléation d'actine et à l'élongation de filaments ?
Les approches expérimentales incluront 1), l'imagerie d'évènements d'invasion par microscopie confocale et vidéomicroscopie couplée à l'expression dans les cellules hôtes de protéines fluorescentes ou à l'accumulation de sondes spécifiques 2), des essais d'invasion sur des cellules après expression de mutants dominant-négatif, RNAi ou sur des cellules inactivées pour un gène d'intérêt 3) des essais de polymérisation d'actine in vitro analysés en imagerie et en spectrofluorométrie.
La collaboration entre les trois équipes bénéficiera des complémentarités dans les connaissances et les modèles développés dans leur groupe respectif. La 1ère équipe (I. Tardieux) s'intéresse aux propriétés invasives des tachyzoïtes de Toxoplasma. La 2ème équipe (R. Ménard) s'intéresse aux produits parasitaires impliqués dans l'entrée des sporozoïtes de Plasmodium dans les cellules. La 3ème équipe (P. Cossart) a développé de nombreux concepts dans la contribution de l'actine de la cellule hôte à l'infection bactérienne. L'association de ces trois équipes permettra d'analyser de manière optimale la contribution de la cellule hôte à l'entrée des zoïtes Apicomplexes.
Nous pensons 1) élucider les mécanismes moléculaires de la polymérisation d'actine dans la cellule hôte, un évènement que nous documentons pour la première fois dans l'invasion par les zoites de Toxoplasma et de Plasmodium ; 2) caractériser la voie de signalisation induite après contact entre les deux partenaires qui sous-tend la polymérisation d'actine ; 3) identifier des produits parasitaires participant à cette polymérisation. Ceci devrait aboutir à un nouveau modèle de l'invasion par les zoïtes et enrichir notre compréhension de comment les pathogènes détournent le cytosquelette de la cellule hôte. Au vu de la singularité des zoites, nous espérons qu'ils nous permettront de découvrir des propriétés nouvelles de la cellule hôte, en particulier concernant les relations entre les dynamiques d'actine et membranaires.