CE15 - Immunologie, Infectiologie et Inflammation

Interférence de la protéine GRA16 de Toxoplasma avec la voie HAUSP/p53 : une manière de détourner la régulation médiée par p53 du métabolisme et de la signalisation immunitaire lors de la toxoplasmose ? – ToxoP53

Détournement de la voie HAUSP/p53 par la protéine GRA16 de Toxoplasma gondii : un mécanisme de régulation du métabolisme et de la réponse immunitaire p53-dépendant de la toxoplasmose ?

Projet de recherche fondamentale ayant pour objectif de mieux comprendre les mécanismes d’interférence du parasite Toxoplasma gondii avec son hôte. L’aboutissement de ce projet permettra d’envisager de nouvelles perspectives préventives ou thérapeutiques de la toxoplasmose.

La protéine effectrice GRA16 de T. gondii cible HAUSP chez l'hote, un régulateur principal de la voie p53 - nouvelles questions et nouveaux objectifs

HAUSP joue de multiples rôles dans la régulation de la voie p53-MDM2 conduisant à la survie des cellules tumorales induite par une infection virale et semble être une cible importante que les agents pathogènes doivent contourner. On ignore actuellement comment GRA16 affecte l'activité de HAUSP. Cependant, l'explication la plus simple serait que GRA16 inhibe l'activité de HAUSP, modulant ainsi les activités de p53 et/ou MDM2. Ce projet a pour objectif d’étudier les mécanismes moléculaires par lesquels T. gondii régule l'activité HAUSP pour échapper à la surveillance de la croissance de l'hôte médiée par p53.<br /><br />La recherche sur les facteurs parasitaires contrôlant les interactions hôte-parasite et leurs modus operandi dans la cellule hôte en est encore à ses balbutiements. Ce projet a pour objectif de contribuer à leurs découvertes et à plus long terme à évaluer leurs rôles dans la pathogenèse et la transmission de la parasitose.

L’impact des effecteurs parasitaires sur les cellules infectées est déterminé par une analyse globale de l’expression des gènes (RNA-Seq) de la cellule hôte en comparant des parasites sauvages avec des parasites mutés pour l’effecteur parasitaire. Le mécanisme d'interaction de GRA16 avec sa protéine cible HAUSP est étudié à l'aide de diverses méthodes biochimiques et de génétique. Les méthodes de métabolomique utilisant HRMAS-NMR et l'analyse métabolique en temps réel utilisant Seahorse sont utilisées pour évaluer l'influence de GRA16 sur les voies de signalisation métabolique dépendantes de HAUSP, MDM2 et p53.

Major Project Outcomes:
Using a biochemical method, we established the minimal requirements for GRA16 to interact with HAUSP, as well as the HAUSP binding region that GRA16 recognizes.

Les perspectives de ce projet sont multiples. Sur le plan de la recherche fondamentale, la poursuite de ce projet sur d'autres effecteurs parastiraires devrait permettre d’accroître nos connaissances sur la biologie du parasite et des mécanismes d’interférence avec les différentes voies de signalisation de la cellule hôte. D’un point de vue applicatif, l’identification des fonctions de l’hôte ciblées par le parasite ainsi que des processus d’export des effecteurs dans la cellule infectée devraient permettre l’élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques.

Le projet ANR ToxoP53 a permis la réalisation des publications scientifiques suivantes. Les membres impliqués dans le projet sont soulignés.

Valeria Bellini, Christopher Swale, Marie-Pierre Brenier-Pinchart, Tiffany Pezier, Sonia Georgeault, Fabrice Laurent, Mohamed-Ali Hakimi, Alexandre Bougdour. Target Identification of an Antimalarial Oxaborole Identifies AN13762 as an Alternative Chemotype for Targeting CPSF3 in Apicomplexan Parasites. iScience 2020 Nov 27;23(12):101871.

Toxoplasma gondii (T. gondii) appartient au phylum Apicomplexa qui réunit des agents d’infections humaines et vétérinaires majeurs tels que Plasmodium, Cryptosporidium et Neospora. T. gondii est l'agent infectieux responsable de la toxoplasmose une maladie dont la prévalence est estimée à environ un tiers de la population humaine et qui dans la vaste majorité des cas reste quasiment asymptomatique chez les personnes immunocompétentes, mais qui peut se manifester sévèrement chez les individus dont le système immunitaire est affaibli ou immature.
T. gondii est un parasite intracellulaire obligatoire qui présente la capacité unique de pouvoir infecter tous les animaux à sang chaud. En tant que parasite, la stratégie de T. gondii repose sur une quête pour l’avirulence, une capacité à atténuer mais sans neutraliser totalement les défenses immunitaires de l’hôte, assurant ainsi sa persistance et sa transmission. Comment ce parasite arrive à instaurer cet équilibre subtil chez des milliers d'hôtes intermédiaires potentiels, avec des systèmes immunitaires différents, est l'une des principales énigmes de la biologie de T. gondii. Nous avons récemment découvert que T. gondii utilise un large répertoire de protéines effectrices (effecteurs GRAs) stockées dans une famille hétérogène de granules denses (DG) sécrétées pendant le cycle intracellulaire afin de subvertir des fonctions clés des cellules hôtes. Un de ces effecteurs, GRA16, forme un complexe avec HAUSP, la principale protéase de l’ubiquitine impliquée dans la régulation la voie p53-Mdm2. Le complexe GRA16-HAUSP module alors l’expression de gènes de la cellule hôte impliqués dans le métabolisme, la régulation du cycle cellulaire et de la voie du suppresseur de tumeur p53. TP53 est un facteur de transcription qui régule le cycle cellulaire, l'apoptose, la réparation de l'ADN, le métabolisme cellulaire et la réponse immunitaire. En réponse à de multiples formes de stress, p53 est activé par l’intermédiaire de Mdm2, une ubiquitine ligase impliquée dans le contrôle de la stabilité de p53. De nombreux agents infectieux, comme les virus oncogènes, ont développé des mécanismes d’interférence avec la voie p53-Mdm2. Par conséquent, l'objectif de ce projet est de caractériser comment T. gondii interfère avec la voie HAUSP-Mdm2-p53 et détourne les voies métaboliques de l’hôte afin d’échapper aux défenses immunitaires. Notre hypothèse de travail est que les parasites intracellulaires obligatoires tels que T. gondii possèdent leur arsenal propre d’interférence avec les fonctions de p53 en déployant des protéines subversives capables de moduler le statut post-traductionnel de la protéine p53. Une meilleure compréhension du mécanisme de subversion de GRA16 sur l'activité de HAUSP afin de reprogrammer les voies métaboliques de la cellule infectée devrait permettre de proposer de nouvelles perspectives d’intervention pharmacologique contre la toxoplasmose ainsi que les autres parasitoses.

Coordinateur du projet

Monsieur Alexandre Bougdour (Institut pour l'Avancée des Biosciences)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IAB Institut pour l'Avancée des Biosciences
IRCM Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier
IAB Institut pour l'Avancée des Biosciences

Aide de l'ANR 606 866 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2020 - 48 Mois

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