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Version PDF      Biologie et Génétique du Paludisme


  Responsable : Robert Ménard (rmenard@pasteur.fr)


  resume

 

Nous étudions Plasmodium, le parasite agent du paludisme, et en particulier les stades parasitaires qui infectent le moustique vecteur et le foie de l'hôte mammifère. L'étude porte sur trois axes  principaux: 1) l'étude fonctionnelle des gènes du moustique qui sont différentiellement exprimés pendant l'infection par l'ookinète, le stade parasitaire qui traverse l'épithelium digestif du moustique, 2) la biologie du sporozoïte, le stade parasitaire formé dans l'intestin du moustique et transmis au mammifère, particulièrement ses capacités de mobilité et d'invasion cellulaire, et 3) l'interaction entre le sporozoïte et l'hépatocyte du mammifère, et les produits impliqués dans la signalisation précoce qui s'établit entre ces deux cellules.



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1. Caractérisation de gènes d'Anopheles gambiae impliqués dans l'interaction avec Plasmodium falciparum (C. Lavazec, I. Thiery, C. Bourgouin)

Au cours de son développement sporogonique précoce chez le moustique, le parasite franchit successivement deux barrières : la matrice péritrophique et l'épithélium intestinal. Dans les conditions naturelles de transmission de P.falciparum, parasite de l'homme, une forte réduction parasitaire intervient dans la lumière intestinale de sorte que seule une dizaine d'oocystes arrivent à maturité. Nous avions précédement identifié des gènes d'An. gambiae, le principal vecteur de P. falciparum en Afrique, dont l'expression est régulée au niveau du tube digestif du moustique par la présence de P. falciparum (Bonnet et al, 2001). La régulation de l'expression de ces gènes au cours du développement du moustique et du développement sporogonique du parasite a été établie par analyse RT-PCR quantitative. De plus, deux de ces gènes ont été caractérisés. Leur analyse fonctionnelle sera poursuivie par inactivation génique par interférence ARN.

2. Analyse de la réponse immunitaire d'An gambiae au cours du développement sporogonique de Plasmodium. (R. Tahar, I. Thiery, C. Bourgouin)

Le succès du développement de P. falciparum chez son hôte vecteur africain An. gambiae est vraisemblablement le fruit d'une adaptation fine du parasite à son hôte. Nous avons montré par analyse RT-PCR quantitative que les stades sporogoniques précoces de P. falciparum et de P. berghei, parasite qui infecte les rongeurs et qui n'est pas naturellement transmis par An gambiae, régulaient différemment la réponse immunitaire du moustique. Les stades invasifs pour le moustique de P. falciparum n'induisent pas de réponse stade-spécifique au niveau de l'organe clef qu ‘est le tube digestif du moustique, suggérant une manipulation de la réponse immunitaire de l'insecte par cette espèce plasmodiale (Tahar et al, 2002).

3. Mobilité en glissant des sporozoïtes (F. Frischknecht, P. Baldacci, B. Martin)

Comme tout stade invasif du phylum des Apicomplexes, le sporozoïte de Plasmodium est capable de ‘glisser' (se mouvoir sans changer de forme) sur un substrat solide et d'envahir toute cellule adhérente. Ces deux processus ont des bases moléculaires communes et résultent de la translocation postérieure d'interactions parasite-substrat/cellule, qui entraîne le mouvement en avant du parasite. Actuellement, nous développons les méthodes permettant de suivre le processus infectieux in vivo, en utilisant des sporozoïtes exprimant la GFP et en collaboration avec l'Unité d'Analyse d'Images Quantitative et le Centre d'Imagerie Dynamique. En particulier, nous voulons déterminer si la mobilité en glissant du sporozoïte est nécessaire à son pouvoir invasif seulement, ou si elle est aussi responsable de sa locomotion in vivo.

4. Invasion cellulaire par les sporozoites (P. Baldacci, F. Frischknecht)

La protéine parasitaire TRAP est une protéine transmembranaire dont la partie cytoplasmique lie le système moteur sous-membranaire du parasite. Nos résultats récents ont montré que l'entrée des sporozoites dans les cellules en culture ou dans ses organes cibles in vivo (glandes salivaires du moustique et foie du mammifère) dépend de deux domaines extracellulaires de TRAP, un domaine de type I de la thrombospondine et un domaine A d'intégrine (Matuschewski et al., 2002). Les résultats suggèrent aussi que ces deux domaines d'adhésion sont les ligands parasitaires, possiblement exclusifs, de la jonction parasite-cellule sur laquelle le système moteur du parasite exerce sa force pour propulser le parasite à l'intérieur de la cellule hôte. Nous essayons actuellement d'identifier les molécules cellulaires présentes dans la jonction, ainsi que les ligands du domaine A de la protéine TRAP qui médie l'essentiel des capacités invasives du sporozoïte.

5. Développement d'outils de modification génétique chez P. berghei (T. Gil Carvalho, S. Thiberge. H. Sakamoto)

Le genre Plasmodium est un terrain propice à la génétique inverse, en raison du taux élevé d'intégration d'ADN par recombinaison homologue et du caractère haploïde de son génome. P. berghei offre le double avantage de permettre une analyse in vivo de l'infection hépatique du mammifère et de constituer un système de génétique moléculaire beaucoup plus rapide et reproductible que P. falciparum. Nous essayons actuellement de mettre au point chez P. berghei un système de mutagenèse conditionnelle (utilisant Cre ou FLP) qui permettrait d'analyser la fonction de produits parasitaires essentiels, en particulier ceux nécessaires à l'infection des globules rouges. Dans le cadre d'un PTR, nous essayons aussi de mettre au point des techniques de sélection négative, qui permettraient par ‘Hit and Run' de recycler les marqueurs de sélection et d'introduire des mutations génomiques en l'absence de ceux-ci.

6. Analyse génomique de l'interaction parasite-hépatocyte (H. Sakamoto, A. Agrawal)

Une fois le sporozoïte dans une vacuole à l'intérieur de l'hépatocyte, il se dédifferencie et génère des dizaines de milliers de mérozoïtes, le stade parasitaire qui infecte les érythrocytes et cause tous les symptomes de la maladie. La plupart des études portant sur les stades hépatiques du parasite ont tenté de caractériser de nouveaux candidats vaccinaux, ainsi que les bases immunologiques de la protection solide induite par l'injection de sporozoïtes irradiés (dont le développement intrahépatique est bloqué). En revanche, notre connaissance du processus de maturation du parasite dans le foie est limitée à quelques études descriptives, et on ne connaît que quelques molécules parasitaires spécifiques des stades intrahépatocytaires.

En collaboration avec la Génopole nous avons construit des macroarrays (membranes) contenant 13,000 GSTs, qui sont en cours d'hybridation avec l'ARN de parasites récoltés à divers moments de leur développement dans des hépatocytes primaires. De plus, nos collaborateurs au sein du PTR 59 identifient les gènes des hépatocytes primaires qui sont différentiellement exprimés en présence du parasite.

Mots-clés: Plasmodium, Anopheles, invasion cellulaire, mobilité en glissant, développement intra-hépatocytaire, réponse immune du moustique



  publications

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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  Delacourtie, Claudine,cdelac@pasteur.fr Baldacci, Patricia, IP, Chargée de Recherches,baldacci@pasteur.fr

Bourgouin, Catherine, IP, Chargée de Recherches,cabourg@pasteur.fr

Ménard, Robert, IP, Chef de Laboratoire,rmenard@pasteur.fr

Agrawal, Alka, post-doc,alka@pasteur.fr

Frischknecht, Friedrich, post-doc,freddy@pasteur.fr

Gil Carvalho, Teresa, étudiante,carvalho@pasteur.fr

Lavazec, Catherine, étudiante,calavazec@pasteur.fr

Tahar, Rachida, post-doc,tahar@pasteur.fr

Martin, Béatrice, Technicienne (GPH),

Thiberge, Sabine, Technicienne,thiberge@pasteur.fr

Thiery, Isabelle, Ingénieur,ithiery@pasteur.fr

Sakamoto, Hiroshi, Ingénieur,hiroshi@pasteur.fr


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