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Version PDF      Biochimie et de Biologie Moléculaire des Insectes


  Responsable : BREY Paul (pbrey@pasteur.fr)


  resume

 

Notre Unité se concentre sur trois thèmes de recherche ayant des liens entre eux : 1) le génome d'Anopheles gambiae, 2) les interactions parasite du paludisme/moustique, en particulier au tout début du développement sporogonique et 3) l'immunité des diptères surtout au niveau de la cascade enzymatique qui déclenche l'encapsulation et la production de la mélanine et les voies de signalisation impliquées dans la réponse immunitaire. Notre but est de mieux comprendre comment les parasites du paludisme interagissent avec leurs insectes hôtes afin de trouver d'éventuelles solutions pour interrompre ou réguler cette interaction.



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Génomique d'Anopheles gambiae (Charles Roth, Marine Grailles, Inge Holm et Paul Brey)

L'Institut Pasteur est membre du consortium international qui a réalisé le séquençage du génome de Anopheles gambiae, principal vecteur du paludisme. La séquence du génome et son analyse préliminaire ont été terminées en 2002 (Science, 2002, 4 octobre, 298 (5591) : 129-49). Cette séquence, longue de 278 millions de paires de bases recouvre environ 90% du génome et coderait pour 14 000 gènes. Notre unité travaille à l'amélioration de l'exactitude de la séquence génomique et des séquences protéiques codées. D'autres études permettront aussi d'établir une prédiction des capacités d'interaction entre les diverses protéines du génome du moustique et permettront d'envisager celles pouvant être des cibles pour l'inhibition de l'infection par le parasite. Nous analysons aussi des transporteurs semblables à ceux responsables de la résistance à certaines drogues comme les agents anticancéreux humains. L'analyse de ce type de protéines permettrait la compréhension des interactions protéine-toxine et pourrait amener à améliorer l' efficacité des insecticides et des drogues anti-tumorales.

Analyse protéomique de la salive et des glandes salivaires d'A. gambiae (Valérie Choumet, Virginie Jan, et Paul Brey)

Notre équipe va procéder à l'analyse protéomique, structurale et fonctionnelle, de la salive et des glandes salivaires d'Anopheles gambiae. Il est en effet maintenant admis que la salive des arthropodes influence la transmission des agents pathogènes qu'elle contient (virus, bactéries, parasites). L'étude de sa composition pourrait alors fournir de nouvelles cibles vaccinales dans la prévention et le traitement du paludisme. Par ailleurs, la salive des insectes hématophages contient une grande variété de peptides et de protéines dont la grande spécificité d'action les rend très attractifs en tant qu'outils pharmacologiques pour disséquer certains mécanismes physiologiques et proposer de nouveaux médicaments ou tests de diagnostic. L'analyse protéomique structurale sera réalisée en collaboration avec la plate-forme " Protéomique " de l'Institut Pasteur. Dans le cadre du protéome fonctionnel, notre équipe focalisera plus particulièrement ses efforts sur la caractérisation des molécules impliquées dans l'hématophagie et les effets pro-inflammatoires de la salive.

Variations du transcriptome des glandes salivaires d' A. gambiae au cours de leur infection par Plasmodium (Isabelle Rosinski-Chupin, Sylvie Perrot, Massimiliano Veneri et Paul Brey)

L'épithélium salivaire constitue une barrière que le Plasmodium doit traverser lors de sa migration vers le canal salivaire , avant sa réinjection à un hôte humain lors de la piqûre. Notre hypothèse de travail est que les cellules de l'épithélium salivaire réagissent à leur invasion par le parasite et que cette réaction se matérialise, notamment, par une modification de l'expression génétique. Cette modification du contexte cellulaire pourrait, en retour, avoir une influence sur la survie du parasite, et par conséquent sur sa transmission à l'hôte vertébré. Le séquençage récent du génome de l'anophèle nous permet d'envisager l'étude de ces modifications selon des approches globales et nous travaillons actuellement sur la mise en place de deux types d'outils pour l'étude globale du transcriptome de l'anophèle: la technique de SAGE (Serial Analysis of Gene Expression) et les microarrays. Ces études font partie du Grand Programme Horizontal Anophèle développé à l'Institut Pasteur.

Identification génique chez Plasmodium — interactions avec la cellule hôte au cours du cycle sporogonique (Anna Raibaud, Karima Brahimi, Richard Paul et Paul Brey)

Actuellement, nos études font parties d'un programme transversal de recherche en collaboration avec deux autres laboratoires au sein de l'Institut Pasteur (Unité Postulante de Biologie et Génétique du Paludisme et Unité Génétique de la Différentiation). Notre programme propose l'identification et la caractérisation fonctionnelle de nouveaux gènes qui sont exprimés spécifiquement aux stades invasifs du cycle sporogonique (l'ookinète et le sporozoïte) et par les hépatocytes infectés. Pour cela nous utilisons une technique récente, l'Hybridation Soustractive Suppressive (HSS) et le système rongeur P. berghei qui présente plusieurs avantages : le cycle entier du parasite peut être maintenu au laboratoire, l'infection des hépatocytes peut être menée à terme in vitro et les études moléculaires sont facilitées par des techniques de mutagenèse dirigée simples et rapides. De cette façon, nous espérons identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

Ecologie évolutionniste de Plasmodium et interactions entre la virulence d'infection et la transmission aux moustiques selon la complexité d'infection (Richard Paul et Paul Brey)

La structure de population des parasites détermine leur degré d'autofécondation qui a des conséquences épidémiologiques importantes et est une cause déterminante dans l'évolution de la virulence. Cependant, la virulence est un phénotype complexe. La virulence et le sexe ratio devraient répondre de la même manière à la structure de population et peuvent être modélisés pareillement. Ainsi, le sexe ratio du parasite donnerait beaucoup d'information sur la façon dont la virulence peut évoluer dans les populations normales. L'anémie est la forme principale de virulence dans le paludisme et l'état hématologique de l'hôte est corrélé à l'attribution du sexe du parasite : la densité des réticulocytes se rapproche de la densité des gamétocytes et dans les modèles animaux, l'érythropoiëtine a été impliquée dans le déterminisme sexué (Paul et al., 2000). Ainsi, l'anémie est la manifestation physique de la virulence et d'un déclenchement indirect de la différenciation sexuelle. D'établir le lien entre la diversité génétique d'infection et l'anémie a non seulement une importance considérable pour la gestion de la maladie, mais il peut également influencer les phénotypes du parasite relatifs à la transmission.

Etude d'un inhibiteur naturel de sérine protéase (Serpine) impliqué dans la régulation de l'activation de la prophénoloxydase (Sung-Jun Han et Paul Brey)

La mélanisation chez les insectes joue un rôle important dans la réponse immunitaire. Les insectes, dépourvus d'immunoglobuline, utilisent l'encapsulation mélanotique pour séquestrer les parasites et les pathogènes dans l'hémocoel. L'enzyme principal de la synthèse de la mélanine est la phénoloxydase. La phénoloxydase existe sous forme de zymogène (prophénoloxydase) dans l'hémolymphe de l'insecte. Lorsqu'il y a blessure ou invasion, la prophénoloxydase est activée par une protéolyse limite sous l'action une sérine protéase appelée PPAE. Cette protéase PPAE doit être elle-même régulée pour éviter la surproduction de la mélanine qui peut être mortelle pour l'insecte. Il existe une famille d'inhibiteurs naturels de sérine protéase appelés serpines. Cette famille d'inhibiteurs est très representée chez les insectes. Récemment, nous avons criblé les banques EST de Drosophila (BDGP) et avons trouvé une serpine orthologue (Serpine-27A). Nous avons pu démontrer que cette serpine était inhibitrice de l'activation de la prophénoloxydase, non seulement chez la drosophile, mais aussi chez Bombyx mori et Gallaria mellonella. Par des approches biochimiques et génétiques nous avons démontré également que la cible de la serpine 27-A est en effet la PPAE. De plus, la serpine 27-A a manifesté une activité anti-agrégation des hémocytes et anti-coagulation de l'hémolymphe.

Caractérisation d'un homologue de Serpine-27A chez A. gambiae (Isabelle Rosinski-Chupin, Sylvie Perrot et Paul Brey)

L'encapsulation mélanotique de Plasmodium chez certaines souches d' A. gambiae conduit à un blocage de la transmission du parasite. Pour cette raison, nous nous intéressons à la régulation de la cascade de mélanisation chez A. gambiae, en particulier à la régulation de l'activité de la phénoloxydase, l'enzyme clé de la cascade de mélanisation. La recherche d'homologues de la serpine 27A de drosophile, chez A. gambiae, nous a conduits à prédire que deux protéines de type serpine pourraient avoir un rôle dans la modulation de l'activité phénoloxydase, chez le moustique. Nous avons cloné les gènes correspondants et cherchons maintenant à mettre en évidence le rôle de ces serpines au cours de la réaction de mélanisation.

Mots-clés: Moustique, insecte, vecteur, réponse immunitaire, parasites, génome, Anopheles gambiae, Plasmodium



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  BLANC, Marie-France, (mfblanc@pasteur.fr) BREY, Paul, IP, Chef de Laboratoire,pbrey@pasteur.fr

CHOUMET, Valérie, IP, Chargé de recherche,vchoumet@pasteur.fr

EIGLMEIER, Karin, IP, Chargé de recherche,kei@pasteur.fr

PAUL, Richard, IP, Chargé de recherche,topotito@pasteur.fr

RAIBAUD, Anna, IP, Chargé de Recherche,araibaud@pasteur.fr

ROSINSKI-CHUPIN, Isabelle, IP, Chargé de rechreche,ichupin@pasteur.fr

ROTH, Charles, CNRS, Chargé de recherche,croth@pasteur.fr

BRAHIMI, Karima, IP, Postdoc,kbrahimi@pasteur.fr

GOMEZ, Shawn, Pasteur Foundation, Postdoc,sgomez@pasteur.fr

GRAILLES, Marine, IP Dakar, Postdoc,letocar@pasteur.fr

HAN, Sung-Jun, Yonsei Medical School, Corée, Thèse, a quitté l'unité le 30 avril 2002

JAN, Virginie, Museum Histoire Naturelle, Thèse,vjan@pasteur.fr

POLONSKY Alexander, Pasteur Foundation, Postdoc,apolonsk@pasteur.fr

VENERI, Massimiliano, Université de Rome, "la Sapienza", Stagiaire, a quitté l'unité le 4 novembre 2002
BLANC, Marie-France, IP, Secrétaire,mfblanc@pasteur.fr

CARMI-LEROY, Annick, IP, Technicienne,acarmi@pasteur.fr

HOLM, Inge, Ingénieur,holm@pasteur.fr

PATRICIO, Vidalia, IP, Technicienne,patricio@pasteur.fr

PERROT, Sylvie, IP, Technicienne,sperrot@pasteur.fr

ROBBE-VINCENT, Annie, IP, Technicienne,arobbe@pasteur.fr

SAUTEREAU, Jean, IP, Technicien,jsautere@pasteur.fr

VINDU BOKOMO, Julia, IP, Agent de laboratoire,jvindu@pasteur.fr

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