Projet ANR-13-JSV3-0003 – Autophago-Toxo : Analyse fonctionnelle de la voie de l'autophagie chez Toxoplasma gondii
Programme : JCJC - SVSE 3 - Microbiologie, immunologie, infectiologie (JCJC SVSE 3) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Sébastien BESTEIRO (UMR5235, Dynamique des Interactions Membranaires Normales et Pathologiques)
Partenaires : Dynamique des Interactions Membranaires Normales et Pathologiques
Montant : 210000.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 42 mois
Résumé : Toxoplasma gondii est le parasite responsable de la toxoplasmose, une maladie qui compromet le développement du fœtus lors d’une contamination de la mère pendant la grossesse et met également en danger la vie de malades immunodéprimés (bénéficiaires de transplantations d'organes ou malades du SIDA). Le tachyzoite, la forme invasive du parasite et responsable des symptômes de la maladie, a un développement intracellulaire obligatoire. Par ailleurs, ce protiste fait partie du phylum des Apicomplexes, qui comprend plusieurs autres pathogènes humains notables tels que Cryptosporidium ou Plasmodium, l’agent du paludisme.
L’autophagie est un processus d’autodigestion de la cellule eucaryote qui, en fait, permet la survie cellulaire et l’adaptation à des conditions de stress telles que le manque de nutriments. En effet, l’autophagie permet le recyclage de composants cellulaires et d’ainsi rediriger les nutriments des processus non-essentiels vers les processus vitaux comme la synthèse de protéines.  Le processus d’autophagie débute par la formation d’une vacuole à double membrane, l’autophagosome, qui séquestre les constituants du cytoplasme avant de fusionner avec un compartiment lytique. En plus d’être déclenchée en conditions de stress nutritif ou lors de l’altération d’organelles, l’autophagie peut également être impliquée lors du remodelage cellulaire pendant le développement normal des cellules eucaryotes.
La machinerie d’autophagie est partiellement conservée entre les organismes eucaryotes. Plusieurs protéines centrales à l’autophagie sont présentes chez T. gondii, mais le rôle potentiel du processus dans le développement intracellulaire de ce parasite et des autres Apicomplexes était jusqu’alors largement inconnu. Nous avons récemment montré que la voie d’autophagie est fonctionnelle chez les tachyzoites et peut être stimulée par le manque de nutriments (1). Des études de génétique fonctionnelle (1, 2) nous ont permis de démontrer un rôle crucial pour plusieurs protéines de la machinerie d’autophagie dans la survie du parasite et son développement intracellulaire. Plus précisément, les protéines TgATG3 et TgATG4 semblent importantes pour le maintien d’organelles comme l’apicoplaste ou la mitochondrie.
L’autophagie est donc présente, fonctionnelle et essentielle au développement intracellulaire de T. gondii ; de plus, la régulation du processus autophagique implique plusieurs enzymes, ayant des particularités qui permettent d’envisager une approche pharmaceutique pour interférer de façon sélective avec l’autophagie parasitaire (la cellule hôte ayant également sa propre machinerie d’autophagie). Par conséquent,  cette voie cellulaire est un domaine prometteur pour identifier une cible propice à une intervention thérapeutique dans la lute contre les parasites apicomplexes.
Des études plus poussées sont nécessaires pour déterminer les modes de régulation de la voie d’autophagie dans le parasite ainsi que les processus physiologiques dans lesquels elle est impliquée. Nous entreprendrons l’élucidation des fonctions cellulaires de l’autophagie chez Toxoplasma par des approches à plusieurs niveaux : impliquant de l’imagerie cellulaire (pour l’interaction entre autophagosomes et les organelles cibles ou de dégradation), la biochimie et la protéomique (pour l’identification d’acteurs protéiques de l’autophagie parasitaire) et de génétique fonctionnelle (pour l’élucidation du rôle de candidats importants de la machinerie). Ces recherches sont une étape préliminaire obligatoire avant d’identifier des approches pharmacologiques adaptées, mais elles peuvent également amener des informations fondamentales sur la compréhension de la biologie des Eukayotes en général et des Apicomplexes en particulier.
1. Besteiro S, Brooks CF, Striepen B, Dubremetz J-F (2011). PLoS Pathog. 7: e1002416.
2. Kong-Hap MA, Mouammine A, Daher W, Berry L, Lebrun M, Dubremetz JF, Besteiro S (2013). Autophagy. en révision