Biologie cellulaire du parasitisme - INSERM U786  


  RESPONSABLEDr GUILLEN-AGHION Nancy / nguillen@pasteur.fr
  MEMBRESDr BANSAL Devendra / Dr FAUST Daniela / Dr GIRARD-MISGUICH Fabienne
Dr LABRUYERE Elisabeth / SANTI-ROCCA Julien / Dr SOLIS Carlos / WEBER Christian

  Rapport d'activité

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

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. 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 et établir le rôle de ces molécules dans (i) le dialogue entre l’amibe et ces cellules et (ii) le processus de phagocytose.

3. Analyser l’amibiase par une approche physiopathologique et par le développement de biotechnologies.

Analyse cellulaire des activités du cytosquelette pendant la chimiotaxie et la phagocytose

E. Labruyère, S. Blazquez, S. Marion, D. Bansal avec: P. Roux and S Shorte (ImagoPole).

Projet soutenu par le PTR 178 et par l’Union Européenne- INCO-DEV.

Entamoeba histolytica a remarquablement adapté son cytosquelette aux fonctions de motilité, infection et phagocytose des cellules humaines. Nous avons identifié des facteurs clés dans la dynamique du cytosquelette du parasite, analysé moléculairement leurs gènes spécifiques et analysé leur fonction. Une approche de physique nous a permis de montrer le rôle capital des myosines parasitaires dans les propriétés mécaniques et viscoélastiques du cytosquelette. Une analyse des phagosomes par protéomique, nous a fourni une vue globale de leur composition protéique et nous a permis d'identifier des nouveaux composants du cytosquelette et des molécules de signalisation associées aux myosines. L’analyse cellulaire a montré que la mobilité d'E. histolytica est activée par des molécules pro-inflammatoires et la kinase PAK est nécessaire à la polarisation du parasite pendant la chimiotaxie.

L'imagerie du processus infectieux dans le tissu vivant a mis en évidence le rôle essentiel de la lectine Gal-GalNAc, une molécule d'adhérence, dans la mobilité du parasite, dans la chimiotaxie vers des molécules inflammatoires et dans la mise en place de l'apoptose de cellules hépatiques.

Analyse de l'expression des gènes impliqués dans la pathogénie d'E. histolytica

D. Faust, F. Misguich-Girard, C. Solis, C. Weber, J. Santi-Rocca et S. Syan, avec la Genopole® Ile-de-France (PF2, PF4, PF5 and PF8), D. Mirelman (Weizmann Institute, Rehovot, Israel) et M-C. Rigothier (Faculté de Pharmacie, Châtenay-Malabry). Projet soutenu par le Conseil de Recherche Pasteur-Weizmann et le PTR 179.

L’analyse des fonctions de virulence par le blocage de l'information génétique selon des stratégies "anti-sens" et l'interférence de l'ARN, a été développée avec réussite. La présence d'E. histolytica dans l'environnement tissulaire nécessite l'expression d'un répertoire des gènes important pour la survie du parasite et pour sa résistance au système immunitaire. La mise en évidence de ce programme génétique identifiera les facteurs parasitaires majeurs responsables de la pathogénicité à différentes étapes de l’infection. Grâce au séquençage du génome, nous avons construit une biopuce avec des transcrits d'E. histolytica. L'analyse du transcriptome a montré que l'infection corrèle avec une réponse au stress du parasite. Des protéines riches en lysine sont apparues comme d'importants facteurs de pathogénie. Une d'entre-elles, KERP1, est essentielle à la virulence et, de plus, est un candidat efficace pour le diagnostic de l'infection. Le programme d'expression génétique conduisant à la mort des cellules hépatiques en présence d'E. histolytica est en cours d'analyse. Tous les résultats obtenus avec les biopuces sont accessibles dans notre base de données http://genoscript.pasteur.fr développée à l'Institut Pasteur.

Nos objectifs immédiats visent l'analyse en profondeur des activités du cytosquelette amibien et des bases moléculaires du trafic des molécules nouvellement identifiées ainsi que de leur rôle dans la mort cellulaire. Notre but est de progresser dans la compréhension du processus invasif engendré par E. histolytica au sein de tissus humains et ainsi créer de bases pour proposer un diagnostic spécifique et des nouvelles thérapies pour l'amibiase.

Mots-clés: Amoebiasis, Entamoeba, motility, phagocytosis, microarrays, proteomics

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La micrographie par microscopie confocale montre la localisation des filaments d'actine dans une cellule qui suit un gradient de TNF (Facteur de Nécrose Tumorale). L'actine F est essentiellement à l'arrière de la cellule et durant la chimiotaxie et elle est aussi enrichie au front de migration. les flèches montrent les régions d'enrichissement d'actine F. Barre = 10mm.

The confocal micrograph shows the localisation of filamentous actin in a cell following a TNF gradient. F-actin is mostly in the rear of the cell and during chemotaxis, it is also enriched at the leading edge. Arrows show regions of protein enrichment. Bar = 10 mm.



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