Menee conjointement par CEA et UAC, cette recherche met en lumière le récepteur TgSORT, clé de nouvelles thérapies antiparasitaires.
L'Essentiel : Menee conjointement par CEA et UAC, cette recherche met en lumière le récepteur TgSORT, clé de nouvelles thérapies antiparasitaires.
Houévo Ariane Honfozo, chercheur·e au sein de I2BC; LBBM (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives).
Thèse soutenue en 2022 à l'école doctorale École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....).
Cette recherche s'inscrit dans le cadre d'une cotutelle franco-béninoise, garantissant un ancrage simultané sur le terrain local et dans les standards académiques internationaux.
Référencée dans le réseau ABES/STAR, cette thèse répond aux critères de rigueur de l'enseignement supérieur français.
Contexte et Problématique
Les parasites protozoaires du phylum des Apicomplexa, tels que Toxoplasma gondii et Plasmodium falciparum, sont responsables de maladies graves chez l'homme et les animaux. T. gondii est impliqué dans la toxoplasmose, tandis que P. falciparum est la principale cause du paludisme, entraînant des millions de cas et de décès chaque année. Ces organismes possèdent des organites sécrétoires spécifiques, les micronèmes et les rhoptries, qui sont cruciaux pour leur invasion des cellules hôtes. En particulier, TgSORT, un récepteur cargo transmembranaire, joue un rôle déterminant dans la biogenèse de ces organites. Il est localisé dans le post-Golgi et l'endosome de type précoce et est responsable du tri et de la maturation des protéines nécessaires à l'invasion parasitaire. Sa homologation avec la sortiline humaine, qui est impliquée dans le transport lysosomal, soulève des questions sur son rôle fonctionnel chez T. gondii et P. falciparum.
Méthodologie
La recherche a été réalisée dans le cadre d'une collaboration entre le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) et l'Université d'Abomey-Calavi (UAC). Le projet s'est concentré sur l'étude des interactions entre TgSORT et ses ligands. Pour ce faire, le domaine N-terminal (N-SORT) de TgSORT a été exprimé dans Pichia pastoris, une levure permettant une meilleure solubilité par rapport à l'expression dans E. coli. Des partenaires d'interaction, tels que MIC5, ROP18 et ROP16, ont également été exprimés pour étudier leurs liaisons avec TgSORT.
La cryo-microscopie électronique (cryoEM) a été utilisée pour déterminer la structure de N-SORT. Cette technique a permis d'observer la structure torique de N-SORT, confirmée par le modèle de prédiction de structure 3D généré par l'algorithme Alphafold 2. Des tests de criblage automatisé ont été effectués sur une souche transgénique de T. gondii (SORT-GFP/ROP1-mCherry) afin d'identifier des composés capables de modifier la distribution subcellulaire de TgSORT.
Résultats Principaux
Les résultats obtenus indiquent que TgSORT est indispensable à la virulence et à la survie de T. gondii en raison de son rôle dans la biogenèse des organites sécrétoires. La cryoEM a révélé que N-SORT présente une structure torique, composée de 10 domaines β-propellers arrangés en hélice, suivis de deux motifs 10CC formant un tunnel central. Trois boucles ont été identifiées à l'extérieur de ce tunnel, suggérant des sites potentiels pour les interactions avec les ligands.
Alphafold 2 a permis d'établir une liaison directe entre N-SORT et les protéines de rhoptries, utilisant des motifs similaires à ceux de la sortiline humaine pour lier la neurotensine. Un criblage automatisé a permis d'identifier douze composés positifs à partir d'une librairie de 1121 molécules. Parmi ceux-ci, quatre ont montré une activité validée sur P. falciparum 3D7, indiquant que ces petites molécules pourraient influencer la distribution subcellulaire de TgSORT et, par conséquent, impacter la virulence du parasite.
Discussion et Perspectives
Les travaux réalisés dans cette thèse mettent en lumière l'importance de TgSORT dans la virulence des Apicomplexa. La connaissance des interactions entre TgSORT et ses ligands, ainsi que des caractéristiques structurelles de N-SORT, ouvre de nouvelles avenues pour le développement de thérapies antiparasitaires. Les résultats obtenus soulignent également la pertinence des approches de criblage automatisé pour identifier des composés thérapeutiques potentiels.
L'intégration de ces découvertes dans des stratégies thérapeutiques pourrait permettre de développer des traitements ciblés contre les infections à T. gondii et P. falciparum. La collaboration entre institutions académiques et entreprises pharmaceutiques sera cruciale pour traduire ces résultats de recherche en applications cliniques. Les investissements dans la recherche sur TgSORT et les mécanismes d'invasion parasitaire sont nécessaires pour renforcer les capacités de réponse aux défis sanitaires liés aux maladies parasitaires dans le monde.
Accéder à l'étude complète
Sources et accès
Houévo Ariane Honfozo. Un récepteur unique et essentiel au Toxoplasma et au Plasmodium : de la structure-fonction vers de nouvelles stratégies thérapeutiques antiparasitaires. Biologie moléculaire. Université Paris-Saclay; Université d'Abomey-Calavi UAC (Bénin), 2022. Français. ⟨NNT : 2022UPASL089⟩. ⟨tel-04050149⟩