Projet ANR-15-CE15-0025 – GLYCONOV : Voies métaboliques glycosomales non glycolytiques: nouvelles fonctions pour le développement et la virulence des trypanosomes
Programme : Décryptage des fonctions biologiques élémentaires et de leur intégration (DS0402) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Frédéric BRINGAUD (Laboratoire de Microbiologie Fondamentale et Pathogénicité)
Montant : 597000.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : Les trypanosomatidés sont des protozoaires parasites transmis par des insectes vecteurs et responsables de maladies humaines majeures, qui représentent ~24 millions de personnes infectées dans le monde, avec plus de 600 millions de personnes à risque. La maladie du sommeil, causée par Trypanosoma brucei, est une maladie mortelle en l’absence de traitement. Cependant, il n’existe aucun vaccin, les médicaments existants ont des effets secondaires graves (voire létaux) et le nombre de cas de résistance aux médicaments augmente considérablement. Des problèmes similaires se présentent pour la maladie de Chagas (T. cruzi) et les leishmanioses (Leishmania spp.). Les trypanosomatidés sont également connus pour leurs particularités biologiques, génétiques et métaboliques, et se sont imposés comme microorganismes modèles suscitant un intérêt scientifique d’ordre plus général. Parmi les nombreux mécanismes exotiques développés par ces parasites, plusieurs voies métaboliques atypiques ont été mises en évidence, telles que certaines voies glycosomales. Ces processus biologiques peu conventionnels sont également considérés comme des cibles potentielles pour le développement de nouveaux médicaments. Les glycosomes sont des organites apparentées aux peroxysomes, essentiellement composés d’enzymes de la glycolyse (jusqu'à 90% de leur contenu). Bien que la glycolyse ait été largement étudiée, peu de choses sont connues sur les autres voies métaboliques glycosomales, telles que leur expression, topologie, régulation, interaction(s) avec d’autres compartiments sub-cellulaires, rôles dans le développement et la virulence, etc.
Notre projet concerne principalement l'analyse de voies métaboliques non conventionnelles localisées dans les glycosomes des trypanosomatidés, en utilisant comme modèle T. brucei. Ce trypanosome africain est devenu le modèle de choix pour étudier ce groupe de parasites, depuis le développement de l’interférence ARN (ARNi). GLYCONOV est un projet de recherche fondamentale avec des applications potentielles visant à caractériser de nouvelles voies métaboliques récemment mises en évidence par les partenaires de GLYCONOV. Trois voies métaboliques seront étudiées d’abord dans un stade parasitaire de l’insecte en culture (PCF), puis in vivo au cours du développement dans la mouche tsétsé, et enfin dans les stades sanguins du mammifère (BSF).
Depuis 2002, les partenaires de GLYCONOV ont apporté une contribution importante à l'analyse des différentes voies et enzymes du métabolisme intermédiaire et énergétique de T. brucei, en particulier la voie glycosomale conduisant à l'excrétion de succinate et la pyruvate phosphate dikinase qui participe au maintien de la balance ATP/ADP glycosomale des PCF. Les partenaires de GLYCONOV ont également récemment révisé le métabolisme central des BSF en mettant en évidence des voies métaloliques essentielles inattendues, dont certaines sont glycosomales. Le but de ce projet est de déterminer le rôle de trois voies métaboliques glycosomales peu ou pas étudiées, récemment mis en évidence par les partenaires de GLYCONOV, i.e. la néoglucogenèse et le métabolisme de glycérol (Tâche 1), le métabolisme du NADPH liant l’isocitrate déshydrogénase à la biosynthèse des éthers lipides (Tâche 2) et la biosynthèse des sucres nucléotidiques (Tâche 3), et ce dans les PCF ainsi que dans les BSF, à la fois in vitro et in vivo (Tâche 4). Notre réseau présente l’avantage de combiner des expertises complémentaires pour produire (RNAi et/ou knockout) et étudier (métabolomique, protéomique, analyse in vivo dans l’insecte et la souris, différentiation in vitro, etc.) des mutants d’enzymes glycosomales en tirant profit d’une collection de mutants affectant les principales étapes du métabolisme de ce parasite (>100). GLYCONOV contribuera à comprendre la fonction biologique de cet organite énigmatique et mettra l'accent sur de nouvelles enzymes essentielles qui pourraient être ciblées pour lutter contre la maladie du sommeil.