Unité: Immunologie Structurale

Responsable: BENTLEY Graham

Les projets de recherche de l'Unité d'Immunologie Structurale sont axés sur l'étude structurale de la reconnaissance antigénique par les techniques de radiocristallographie. Certains de nos projets concernent des molécules impliquées dans le développement de vaccins ou de médicaments. En particulier, nous nous intéressons aux antigènes de surface du Plasmodium qui sont des candidats vaccinaux anti-malaria.

Antigènes de Surface du Plasmodium

Le paludisme, maladie parasitaire la plus répandue, entraîne la mort de plus d'un millions de personnes dans le monde chaque année. L'infection par Plasmodium, le parasite responsable de cette maladie, commence par une courte phase hépatocytaire asymptomatique, suivie d'une phase érythrocytaire. Cette dernière est responsable des pathologies associées à la malaria. Le mérozoite, la forme extra cellulaire du parasite au stade sanguin, envahit les érythrocytes où il se divise. La progéniture ainsi produite est libérée lorsque la cellule hôte éclate et les nouveaux mérozoïtes réinfectent les érythrocytes sains. Nous étudions des antigènes de surface de Plasmodium falciparum présents sur le mérozoïte et à la surface de globules rouges infectés.

(i) Apical Membrane antigen 1 : (G. Bentley, M.L. Chesne-Seck, G. Faure, S. Igonet et B. Vulliez-Le Normand en collaboration avec A. Thomas, Biomedial Primate Research Centre, Rijswijk, Pays Bas et M. Blackman, National Institute of Medical Research, MillHill, Royaume Unie)

Apical Membrane Antigen 1 (AMA1), antigène de surface présent dans toutes les espèces de Plasmodium, il joue un rôle important dans l'invasion érythrocytaire par le mérozoïte. Cependant, la fonction de cette protéine au niveau moléculaire est très peu caractérisée. AMA1 est un candidat vaccinal anti-paludéen en cours d'essais cliniques. La protéine comporte une région ectoplasmique, un segment trans-membranaire et un domaine cytoplasmique. Nous avons exprimé la région ectoplasmique et l'avons cristallisée. La structure tridimensionnelle de la région ectoplasmique a été déterminée en deux formes cristallines différentes jusqu'à 1.8 Å et 2.0 Å de résolution, respectivement. En collaboration avec les équipes de B.P.R.C., Rijswijk, et de N.I.M.R., Mill Hill, nous avons caractérisé l'épitope reconnu d'un anticorps monoclonal qui inhibe l'invasion érythrocytaire et nous l'avons positionné dans la structure tridimensionnelle d'AMA1. Malgré le fait que le repliement d'AMA1 n'a pas été identifié préalablement à partir de sa séquence, la structure de deux de ces domaines est apparentée à un motif connu. Ces résultats, structuraux et immunochimiques, nous ont permis de mettre en évidence une région de l'antigène qui semble avoir une importance fonctionnelle.

(ii) P. falciparum Erythrocyte Membrane Protein 1 (PfEMP1) : (C. Badaut, G.A. Bentley, S. Igonet, Hélène Souchon et L. Larret, en collaboration avec O. Puijalon, Immunologie Moléculaire des Parasites, I.P., M. Klinkert, Bernhard Nocht Institute, Hambourg, P. Deloron, Institut de Recherche pour le Développement, Université Paris V, et D. Arnot, Université d'Edimbourg.

Dans le globule rouge infecté, P. falciparum exprime le facteur de virulence PfEMP1, qui est exporté et présenté à la surface de la cellule hôte. PfEMP1 est une famille d'adhésines qui confère à l'érythrocyte infecté la capacité de s'auto-agglutiner, d'adhérer à d'autres érythrocytes sains ou d'être séquestré par les cellules endothéliales vasculaires de différents tissus. La famille PfEMP1 est codée par des gènes appartenant à la famille var, représentée par environ 60 copies par génome selon la souche du parasite. Cependant, seul un variant de la protéine est présenté à la surface du globule rouge infecté, ce qui donne aux différentes souches parasitaires diverses spécificités de séquestration. Les différents variants de PfEMP1 portent un nombre variable des domaines DBL et CIDR appartenant aux différentes classes qui confèrent à la molécule, et donc l'érythrocyte infecté, leur spécificité aux différents récepteurs. Nous étudions les propriétés structurales et fonctionnelles de ces domaines provenant de différents variants du PfEMP1.

Le paludisme gestationnel est une conséquence de la séquestration placentaire d'érythrocytes infectés. Les souches de P. falciparum impliquées dans cette pathologie expriment des PfEMP1 spécifiques au chondroitin- sulphate A (CSA), sucre présent sur des protéoglycanes localisés dans le placenta. La spécificité de PfEMP1 pour le CSA est due à un sous-groupe de domaines DBL de classe γ. Nous étudions un variant de PfEMP1 provenant d'une souche placentaire avec l'objectif de caractériser la structure de son domaine DBLγ, et d'étudier sa liaison avec le CSA et avec des anticorps spécifiques. Nous avons exprimé ce domaine en grande quantité grâce au système baculovirus/cellules d'insectes ; nous avons démontré que cette protéine recombinante est reconnue par le sérum de femmes atteintes du paludisme gestationnel et mis en évidence la liaison de ce domaine recombinant avec le CSA.

Légende:

Figure 1. La structure de la région ectoplasmique de Apical Membrane Antigen 1 de Plasmodium vivax.

Mots-clés: biologie structurale, radiocristallographie, reconnaissance antigénique, structure d’anticorps, antigènes de Plasmodium


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