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Chimie | Biochimie | Médecine
Numa Maggio, 2003 | Gals, BE
Toxoplasma gondii (T. gondii) est un eucaryote unicellulaire, plus exactement un parasite intracellulaire obligatoire, causant la maladie de la toxoplasmose chez l’être humain. Bien qu’étant bénigne pour les personnes immunocompétentes, la toxoplasmose peut s’avérer dangereuse, voire létale, pour l’enfant d’une femme ayant été infectée au cours de sa grossesse ou pour des personnes dotées d’un système immunitaire affaibli. Ce parasite, T. gondii, peut apparaître sous 4 formes, dont une à laquelle je me suis intéressé: Le tachyzoïte. Doté de sa propre machinerie de synthèse de différentes classes de protéines impliquées dans la modification de la composition chimique de la membrane plasmique ciblée, le tachyzoïte pénètre de force dans la cellule hôte afin de se protéger de toutes les réactions de défense mises en place par le système immunitaire de l’hôte. L’une de ses protéines nommée RON13, une enzyme appartenant à la famille des kinases, joue un rôle primordial dans la formation d’un complexe moléculaire particulier, indispensable au parasite pour entrer dans sa cellule hôte. L’étude particulière du gène codant la RON13 au sein du parasite fut élaborée en réduisant fortement l’expression de celui-ci qui engendre une forte menace pour sa survie.
Problématique
L’objectif de mon travail consistait à déterminer le rôle de la kinase RON13 dans les mécanismes d’invasion de T. gondii. La kinase RON13 a-t-elle un rôle important, voire crucial, à l’invasion du parasite dans sa cellule hôte? Et si oui, que peut-on faire pour inhiber sa fonction enzymatique?
Méthodologie
Pour les quatre expériences effectuées (Western Blot, immunofluorescence indirecte, expérience d’invasion et de sortie et expérience enzymatique de sécrétion de RON13-ßlactamase), un ensemble de différents mutants de T. gondii a été généré, par exemple pour savoir si les parasites transgéniques déplétés en RON13 étaient capables d’entrer dans leur cellule hôte, même en absence du gène codant cette kinase au sein de leur génome. Avec l’aide de ces mutants et parasites sauvages, différentes colonies de fibroblastes humains (HFF) ont été infectées et traitées en fonction de l’expérience qui les attendait.
Résultats
Chaque expérience a révélé un résultat différent. Néanmoins, tous les résultats sont liés les uns aux autres afin de résoudre la problématique. Le Western Blot a mis en évidence que la souche knock-down RON13 (KD-RON13) était bel et bien fortement réduite dans l’expression du gène de la RON13, étant alors opérationnelle pour les expériences qui suivent. L’immunofluorescence indirecte a révélé la localisation de la kinase RON13 au sein du parasite à l’extrémité du col des rhoptries, organite sécrétoire spécialisé du parasite. Au sein de l’expérience d’invasion et de sortie, plus au moins ¾ des parasites sauvages (RHKu80) ont pu entrer dans leur cellule hôte, contre uniquement ¼ des parasites KD-RON13. L’expérience a également exclu le fait que la kinase RON13 ait une fonction dans la sortie du parasite de sa cellule hôte. L’expérience enzymatique de sécrétion de RON13-bétalactamase a dévoilé que la kinase RON13 était non pas sécrétée à l’intérieur de la cellule hôte lors du cycle lytique du parasite, mais effectue sa fonction au sein du parasite lui-même.
Discussion
Il y a une différence remarquable entre le phénotype des parasites KD-RON13 et le phénotype de la souche RHKu80. En effet, si l’on compare le nombre de parasites intracellulaires pour les deux souches, les parasites KD-RON13 ont présenté un réel handicap dans l’entrée dans leur cellule hôte, étant donné que moins d’1/4 des parasites de cette souche ont pu entrer dans leur cellule hôte, 50% de moins que la souche RHKu80. La kinase RON13 possède donc une fonction primordiale à l’invasion du parasite dans sa cellule hôte.
Conclusions
En prenant en compte tous les résultats obtenus des expériences effectuées et le fonctionnement d’une kinase en général, une fonction hypothétique de la kinase RON13 a pu être élaborée à partir de sa localisation et son lieu d’action. Si la fonction de la RON13 est conservée chez P. falciparum (parasite de la malaria) & chez T. gondii et que sa fonction s’avère être essentielle à la survie des parasites, cela en fait une cible thérapeutique très intéressante pour la médecine. Toute molécule ou drogue qui interfère avec sa fonction pourrait ouvrir la voie vers une nouvelle thérapie médicale qui sauverait des centaines de milliers de personnes à travers le monde entier, surtout des enfants malades.
Appréciation de l’experte
Dr. Natacha Gaillard
Le travail de maturité intitulé «La kinase RON13 dans le Cycle Lytique de T. gondii» fut très agréable à lire et m’a impressionné par la qualité et la précision des données reportées. Le contact avec son auteur, Numa, m’a permis d’apprécier à quel point la recherche peut être fascinante pour de jeunes gens. Passion et résilience, deux qualités importantes pour l’avenir de la recherche sont assurées par la nouvelle génération!
Mention:
très bien
Prix spécial Life Sciences Switzerland
Gymnase français, Biel/Bienne
Enseignante: Jocelyne Neveceral