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    Étude des interactions des gamétocytes de Plasmodium falciparum avec les îlots érythroblastiques

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    Gaëlle Neveu

     

    Jeudi 28 novembre 2019 à 14h30

    Salle Rosalind Franklin

    Institut Cochin, Bâtiment Méchain
    22 rue Méchain, Paris 75014



    Directrice de thèse : Catherine Lavazec

    Equipe : Biologie de la transmission de Plasmodium

    Département : Infection, Immunité, Inflammation (3I)

     

    Résumé de thèse :

    Les gamétocytes de Plasmodium falciparum sont les stades sexués du parasite et sont responsables de sa transmission de l’Homme au moustique. Chez l’Humain, ils sont localisés dans le parenchyme de la moelle osseuse, plus précisément au niveau des îlots érythroblastiques. Ces niches hématopoïétiques sont constituées d'un macrophage central entouré d'érythroblastes en cours de développement. Les mécanismes par lesquelles les gamétocytes immatures séquestrent dans la moelle osseuse sont encore inconnus. Ce projet de thèse consiste à étudier deux hypothèses qui pourraient expliquer la nature des interactions entre les gamétocytes et les îlots érythroblastiques. La première hypothèse soutient que les érythrocytes infectés par des gamétocytes (EIG) peuvent adhérer aux érythroblastes via des interactions entre ligands et récepteurs. La seconde hypothèse propose que les parasites infectent les érythroblastes et que les gamétocytes s'y développent jusqu'à maturité. Chacun de ces deux mécanismes pourrait permettre aux gamétocytes de séquestrer dans le parenchyme de la moelle osseuse.

    Afin d'étudier la première hypothèse, nous avons mis au point un protocole d'adhésion de cellules en suspension et nous avons pu montrer que les EIG immatures n'adhèrent ni aux lignées érythroïdes ni aux érythroblastes primaires. Cependant, nous ne pouvons pas écarter la possibilité que nos conditions expérimentales ne permettent pas de détecter une adhésion qui pourrait être due à des protéines appartenant à des familles multigéniques, comme c'est généralement le cas pour les phénomènes de cytoadhésion chez P. falciparum. En particulier, les protéines codées par la famille multigénique stevor ont été identifiées comme ayant des propriétés adhésives chez les stades asexués des parasites: ces protéines se lient à la glycophorine C (GPC) à la surface des érythrocytes. Les protéines STEVOR sont exprimées à la membrane des EIG et la GPC est présente chez les érythroblastes: ainsi les protéines STEVOR pourraient être impliquées dans l'adhésion des EIG aux érythroblastes. Pour tester cette hypothèse nous avons évalué l'adhésion des EIG de plusieurs clones de parasites exprimant différentes protéines STEVOR connues pour leurs propriétés adhésives au stade asexué. Nous avons également généré une lignée transgénique qui surexprime une protéine STEVOR capable de se lier à la GPC. Cependant, aucune adhésion significative de ces EIG aux érythroblastes n'a pu être observée. Nous en avons conclu que la séquestration des gamétocytes immatures dans la moelle osseuse n'est probablement pas due à l'adhésion aux érythroblastes.

    Pour étudier la seconde hypothèse nous avons développé un protocole d'infection des érythroblastes primaires humains par P. falciparum. Nous avons caractérisé le développement des gamétocytes au sein d'érythroblastes par microscopie à fluorescence et électronique : les gamétocytes se développant dans des érythroblastes présentent des structures caractéristiques du stade sexué et exportent leurs protéines dans la cellule. De plus, nous avons montré que seuls les stades tardifs d'érythroblastes permettent le développement des gamétocytes. Les gamétocytes immatures se développent entièrement dans les cellules nucléées, aboutissant à la présence de gamétocytes matures dans les réticulocytes. Alors que le développement des érythroblastes tardifs est habituellement beaucoup plus cours que la maturation des gamétocytes, nous avons montré que le parasite retarde la différenciation érythropoïétique afin de finir sa maturation au sein d'une cellule nucléée. De plus, nous avons montré que les vésicules extracellulaires (VE) sécrétées par le parasite sont un des facteurs responsables de ce retard érythropoïétique.

    Cette étude suggère que les gamétocytes immatures pourraient séquestrer dans la moelle osseuse en infectant les stades tardifs d'érythroblastes et en retardant leur différenciation par sécrétion de VE. Une fois matures, les gamétocytes au sein des réticulocytes pourraient sortir dans la circulation sanguine et être disponibles pour la transmission au moustique.