Projet ANR-10-BLAN-1319 – ACETOTRYP : Metabolisme de l'acetyl-CoA et de l'acetate chez les trypanosomes: identification de nouvelles voies métaboliques spécifiques aux parasites
Programme : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes : Microbiologie, immunologie, infectiosité (Blanc SVSE 3) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Frédéric BRINGAUD (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION  AQUITAINE LIMOUSIN)
Partenaires : Laboratoire de Biogenèse Membranaire; Centre de Résonance Magnétique des Systèmes Biologiques; Institut national des sciences appliquées de Toulouse
Montant : 650000.0 euros
Date de début : 2011
Durée : 48 mois
Résumé : Les trypanosomes et les leishmanies sont des parasites protozoaires responsables de maladies Humaines majeures, affectant ~24 millions de personnes de par le monde, avec plus de 600 millions de personnes à risque. La maladie du sommeil, causée par Trypanosoma brucei, est une maladie fatale en l’absence de traitement. Cependant, il n'y a aucun vaccin, les médicaments existants provoquent des effets secondaires graves (allant jusqu’à la mort) et le nombre de cas de résistance aux médicaments augmente considérablement. Des problèmes équivalents sont rencontrés avec la maladie de Chagas (T. cruzi) et les leishmanioses (leishmanies). Les trypanosomatides sont également très connus pour leurs particularités biologiques, génétiques et métaboliques. Ils se sont imposé comme microorganismes modèles suscitant un intérêt scientifique et évolutif d’ordre général. Parmi les nombreux mécanismes exotiques développés par ces parasites, plusieurs voies métaboliques atypiques ont été mises en évidence. Ces processus biologiques peu conventionnels sont également considérés comme des cibles potentielles pour le développement de nouveaux médicaments. L’achèvement du séquençage du génome de plusieurs de ces parasites (auquel le partenaire 1 a participé), a fourni une base extrêmement utile pour déterminer leurs potentialités et particularités métaboliques.
Notre projet concerne principalement la mise en évidence et l'analyse de voies atypiques du métabolisme intermédiaire et énergétique de Trypanosoma brucei. Ce trypanosome africain est devenu le modèle de choix pour étudier les trypanosomatides, depuis le développement de l’ARN interférence (RNAi), outil de génétique inverse très puissant ne fonctionnant pas chez T. cruzi et les leishmanies. Nos modèles d’études sont les deux formes parasitaires de T. brucei adaptées à la culture in vitro, les formes sanguines de l’hôte mammifère et la forme procyclique de l’insecte vecteur.
Depuis 2002, nous avons contribué à la caractérisation des différentes voies du métabolisme intermédiaire et énergétique de la forme procyclique de T. brucei. A titre d’exemple, nous avons caractérisé les étapes menant à la production du succinate et de l'acétate, qui sont les principaux produits finaux excrétés du métabolisme glucidique. Nous avons récemment observé que la production d'acétate dans la mitochondrie est essentielle pour le parasite. L'acétate est transféré de la mitochondrie vers le cytosol par la "navette acétate", où il est essentiel pour la biosynthèse lipidique (Riviere et al., 2009, PNAS). Cette "navette acétate" a été décrite uniquement chez les trypanosomes, bien qu’elle puisse être présente chez d’autres eucaryotes producteurs d’acétate. Des données non publiées récemment obtenues par notre réseau suggèrent que l'acétyl-CoA et l'acétate sont également impliqués dans d'autres voies métaboliques très atypiques de T. brucei, absentes chez les mammifères. L’objectif de ce projet est de comprendre dans sa globalité l'organisation, le fonctionnement et les régulations des voies métaboliques impliquant l'acétyl-CoA et l'acétate chez ce parasite. Notre réseau présente l’avantage de combiner des expertises complémentaires pour produire et étudier une collection importante de mutants (RNAi et/ou KO) affectant les principales étapes du métabolisme intermédiaire de ce parasite en utilisant plusieurs approches de métabolomique à la pointe de la technologie.
Concernant la forme procyclique de T. brucei, nous analyserons plus particulièrement l'effet du transfert de l'acétate sur le potentiel de membrane mitochondrial (?m) et la production d’ATP dans la mitochondrie (tâche 1), le cycle de Krebs/glyoxylate atypique (tâche 2) ainsi que les premières étapes de biosynthèse du ß-hydroxybutyrate et des stérols (tâche 3). Nous étudierons également ces voies métaboliques dans les formes sanguines du parasite (tâche 4), car le métabolisme central de ces formes parasitaires n’a été que très peu étudié jusqu’à présent.