Unité: Biologie cellulaire du parasitisme - INSERM U-389

Responsable: GUILLEN-AGHION, Nancy

L'amibe hématophage, Entamoeba histolytica est l'agent étiologique de l'amibiase, une maladie infectieuse intestinale responsable de 50 millions de cas cliniques et de près de 100 000 décès par an. Le parasite résidant dans le colon est doué de mobilité, il envahit et détruit l'épithélium intestinal humain et forme des abcès hépatiques. L'objectif général de notre projet de recherche est d'élucider les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués d'une part dans le mouvement de E. histolytica, et d'autre part dans son interaction avec les cellules humaines.

Analyse moléculaire et cellulaire de la pathogénie de Entamoeba histolytica

Durant l'invasion des tissus par E. histolytica, deux processus majeurs sont connus : (i) la mobilité amibienne qui nécessite une interaction avec le substrat (ex.: matrice extracellulaire) et une réorganisation du cytosquelette amibien ; (ii) l'adhérence aux cellules humaines qui résulte de l'activation des récepteurs de surface amibiens, de ceux de la cellule hôte et des réarrangement de leur cytosquelette. Nos principales découvertes ces dernières années ont mis en évidence le rôle crucial de la mobilité et de l'adhérence dans l'établissement de l'infection amibienne. L'analyse de ces deux fonctions et de leur impact dans la pathogenèse est réalisée selon les objectif suivants :

1. Elucider les remaniements du cytosquelette nécessaires à la motilité ainsi que les voies de signalisation activées par les interactions entre le parasite et son environnement extérieur.

2. Identifier les molécules de surface nécessaires à l'interaction entre l'amibe et les cellules humaines.

3. Etablir le rôle de ces molécules dans (i) le dialogue entre l'amibe et ces cellules et (ii) le processus de phagocytose.

4. Analyser l'amibiase par une approche physiopathologique et par le développement de biotechnologies.

Ces dernières années, notre recherche pluridisciplinaire sur E. histolytica et sur l'amibiase, nous a permis d'obtenir des outils appropriés (souches, puces à ADN, ARNi, banque de données …) permettant une approche innovante et globale dans la compréhension de l'amibiase. Les techniques les plus innovantes que nous utilisons actuellement sont la génomique, la protéomique et l'imagerie. Grâce à la performance de ces technologies, nous avons obtenu de nouvelles connaissances sur le processus infectieux de E. histolytica et nous avons ouvert la voie à une meilleure compréhension de l'amibiase. Durant cette dernière année, nos principales découvertes ont été les suivantes :

1. Polarisation de E. histolytica pendant la chimiotaxie vers des molécules pro-inflammatoires

E. Labruyère, S. Blazquez avec C. Zimmer (AIQ Unit, IP)

Les amibes en mouvement se polarisent et forment un pseudopode à l'avant de la cellule. Nous avons montré que le TNF est chemoattractant et chemocinétique pour E. histolytica un fait suggèrant que l'inflammation augmente la capacité du parasite à pénétrer les tissus humains. L'existence d'un récepteur amibien liant le TNF est proposée. Des voies specifiques de signalisation sont induites en presence de TNF conduissant à des changements dans l'organisation du cytosquelette et la polarisation de E. histolytica. Notre objectif est d'identifier des molécules engagées dans la formation du pseudopode et dans les voies de signalisation aboutissant à la formation d'un pseudopode persistant, nécessaire à un mouvement vectoriel induit par le TNF.

2. Rôle des tubulines dans l'extension du pseudopode pendant la mobilité de E. histolytica

L. Vayssié, C. Weber avec M. Vargas (CINVESTAV, Mexico). Projet PHAGOAMEBA, Union Européenne - INCO-DEV.

Chez les mammifères, les microtubules (MTs) en interaction avec les filaments d'actine, participent à la mobilité cellulaire. Le fait que E. histolytica se déplace rapidement et possède un cytosquelette versatile, suggère l'existence d'une dynamique spécifique des MTs conduisant à la mobilité du parasite. Nous avons mis en évidence que des MTs très structurés sont formés dans le noyau, organisés par la γ -tubuline ; cependant, ces MTs n'ont pas été observés dans le cytoplasme. Le blocage de la γ -tubuline par interférence de l'ARN désorganise les MTs nucléaires et inhibe la croissance des amibes. Une analyse plus fine en microscopie électronique de l'organisation du réseau microtubulaire est en cours, l'effet de la désorganisation de MTs sur la mobilité est encore à déterminer.

3 – La Myosine IB de E. histolytica est un facteur régulant la dynamique du cytosquelette d'actine et la formation de pseudopodes

S. Marion avec C. Wilhem et J-C. Bacri (Université PVII -CNRS), et avec C. Laurent, Genopole® Ile-de-France, IP et V Meas-Yedid (AIQ Unit, IP). Projet PHAGOAMEBA, Union Européenne - INCO-DEV.

Le parasite a adapté, de façon remarquable, son cytosquelette riche en actine à (i) la motilité (ii) l'infection (iii) son action cytolytique et (iv) la phagocytose des cellules humaines. Nous avons identifié les principaux acteurs de la dynamique du cytosquelette. Un d'entre eux est la myosine IB non conventionnelle qui est localisée dans le pseudopode pendant la mobilité et la phagocytose. Nous avons montré que la myosine IB a une double activité chez E. histolytica. Dans les cellules au repos, elle ponte les filaments d'actine grâce aux deux domaines liant l'actine et régule les propriétés mécaniques du cytoplasme. Dès l'activation des signaux de phagocytose, la myosine IB entraîne la nucléation de l'actine via son domaine SH3. Par une approche de proteomique, l'identification des partenaires de la myosine IB est en cours. Une analyse à haute résolution des phagosomes a donné la première vue d'ensemble de leur composition, révélant des composants cytosquelettiques ainsi que des molécules de signalisation.

4 - Identification de nouvelles molécules participant dans l'interaction parasite-cellule

M. Seigneur, J. Santi-Rocca avec M-C. Rigothier (Faculté de Pharmacie, Châtenay-Malabry). Projet PHAGOAMEBA, Union Européenne - INCO-DEV et PRFMMIP du Ministère de l'Education Nationale.

Grâce à une chromatographie d'affinité, nous avons identifié plusieurs protéines amibiennes liant la bordure en brosse des entérocytes. Parmi elles, KERP1, une protéine riche en lysine et en acide glutamique. Bien que KERP1 ne possède pas de peptide signal, elle est localisée dans les vésicules internes et à la membrane du parasite. Pendant le développement de l'infection hépatique, l'enrichissement de KERP1 à la membrane plasmique du parasite est observé. Le serum de malades suffrant d'un abcès hépatique reconnaissent KERP1 en immunoblots. KERP1 est ainsi essentielle pour la formation des abcès et pour l'adhérence du parasite aux cellules. La voie de sécretion de KERP1 ainsi que la régulation de l'expression du gène codant KERP1 sont en cours d'étude.

5 – Utilisation de microarrays pour l'analyse de l'expression génétique de E. histolytica pendant l'infection hépatique

C. Weber, avec la Genopole® Ile-de-France (J-Y.Coppee, G. Guigon, O. Sismeiro, C. Bouchier, L. Frangeul, C. Gouyettte) et avec D. Mirelman, The Weizmann Institute. Rehovot. Israel. Projet soutenu par Pasteur-Weizmann Research Council.

Afin d'identifier les facteurs parasitaires impliqués dans l'invasion du tissu hépatique et dans l'inflammation, nous avons mis au point les premiers microarrays (puces à ADN) avec des transcrits de E. histolytica. L'identité des transcrits a été obtenue de divers projet de séquençage de EST et des informations du projet genome. L'analyse en bioinformatique nous a permis de définir 1300 gènes uniques qui sont éprouvés dans les puces. Une expérience de choc thermique nous a permis de valider la méthodologie. A l'heure actuelle, l'analyse moléculaire de gènes ayant une expression modifiée pendant l'infection hépatique est en cours.

Nos projets futurs sont de développer, d'une part, une analyse fine des activités reliées au cytosquelette et, d'autre part, des analyses cellulaires et moléculaires des nouveaux facteurs pathogéniques récemment identifiés. Notre but ultime est d'améliorer notre compréhension du processus invasif amibien afin de proposer des stratégies innovatrices pour le diagnostic et le traitement de l'amibiase.

Légende :

Micrographie en microscopie confocale  d'un noyau au cours de la division de E. histolytica. Les microtubules intranucléaires sont marqués par un anticorps anti β-tubuline (vert) et l'ADN est marqué par une drogue intercalant (rouge).

Mots-clés: Amibiase, Entamoeba, mobilité, chemotaxie, myosine IB, microarrays


Rapports d'activité 2004 - Institut Pasteur
filet

Debut de Page recherche Portail Institut Pasteur

En cas de problèmes, de remarques, ou de questions concernant cette page Web écrire à rescom@pasteur.fr