Toxoplasma gondii : étude du réseau de nanotubes membranaires de la vacuole parasitophore et des protéines GRA associées, Toxoplasma gondii,parasitophorous vacuole,dense granules,PI(4,5) P2,membranous tubules , amphipathic alpha helices

Amina Bittame

Description

Sous la direction de Corinne Mercier, Jean Gagnon
Thèse soutenue le 14 janvier 2011: UNIVERSITE DE GRENOBLE, Grenoble
Dans la cellule hôte, Toxoplasma gondii se développe dans une vacuole parasitophore (VP) caractérisée par un réseau de nanotubes membranaires (RNM) dont la composition, le mécanisme de formation et la fonction sont obscures. Quelques protéines GRA, dont GRA2 et GRA6, sont sécrétées dans la VP à partir des granules denses puis ciblées au RNM. Cette localisation s'accorde avec l'hélice alpha-hydrophobe de GRA6 et les hélices alpha-amphipathiques de GRA2. Avant et après sécrétion dans la VP, les protéines GRA sont partiellement solubles. Le phénotype de parasites délétés de leur(s) gène(s) GRA2 et/ou GRA6 révèle que ces 2 protéines sont indispensables à la formation du RNM. J'ai montré 1) qu'avant leur insertion dans les membranes de la VP, la solubilité des protéines GRA est préservée grâce à des interactions hydrophobes avec peut être, des micelles de l'espace vacuolaire ; 2) que GRA12, une nouvelle protéine du RNM, n'interagit pas avec GRA2 dans ces membranes. 3) que l'adressage spécifique de GRA6 au RNM est déterminé par son domaine N-terminal hydrophile. 4) J'ai montré que GRA2 recombinante a une affinité pour le phosphatidyl inositol (4, 5) diphosphate avec lequel elle interagit via ses hélices alpha-amphipathiques. GRA2 déforme des liposomes de courbure membranaire importante pour générer de courts tubules membranaires. La tubulation est accentuée par GRA6 qui s'associe aux liposomes, quelque soit leur diamètre. Ces résultats valident le rôle direct de GRA2 et GRA6 dans la formation du RNM et laissent envisager un modèle de sa formation, dans lequel GRA6 favoriserait l'assemblage de vésicules lipidiques que GRA2 fusionnerait en tubules membranaires.
-Toxoplasma gondii
-Vacuole parastitophore
-Granules denses
-Hélices alpha-amphipathiques
Within the host cell, Toxoplasma gondii multiplies in a parasitophorous vacuole (PV) characterized by a membranous nanotubular network (MNN). Its components, the mechanism of its formation and its function remain unknown. A few GRA proteins, including GRA2 and GRA6, are secreted from the dense granules into the PV and are targeted to the MNN. This location is in agreement with the hydrophobic alpha-helix predicted in GRA6 and with the GRA2 amphipatic alpha-helices. However, before and after their secretion in the PV, the GRA proteins are partially soluble. The phenotypic analysis of parasites deleted from their GRA2 and/or GRA6 gene(s) had shown that both these proteins are indispensable for MNN formation. During my thesis, I showed that before their insertion into the PV membranes, the GRA proteins solubility is preserved by establishing hydrophobic interactions, likely with micelles in the PV space. I also showed that GRA12, a novel MNN-associated protein, does not interact with GRA2 within these membranes. Using GRA6 as a model of study, I contributed to demonstrate that the GRA6 specific targeting to the MNN relies on its N-terminal hydrophilic domain. I demonstrated that recombinant GRA2 recognizes inositol (4, 5) biphosphate with which it interacts via its amphipatic alpha-helices. GRA2 deforms liposomes of steep membrane curvature into short membranous tubules. The tubulation is increased by GRA6 which associates with liposomes independently of their diameter. These results validate the direct role of both GRA2 and GRA6 in MNN formation and led us to propose a model in which GRA6 would tether vesicles, the fusion of which would be induced by GRA2.
-Toxoplasma gondii
-Parasitophorous vacuole
-Dense granules
-Membranous tubules
Source: http://www.theses.fr/2011GRENV001/document

Sujets

• Granules denses

Informations

• Publié par: Thesee
• Nombre de lectures: 238
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 14 Mo

Extrait

THÈSE
Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE

Spécialité : Virologie/Microbiologie/Immunologie
Arrêté ministériel : 7 août 2006

Présentée par
Amina BITTAME

Thèse dirigée par Corinne MERCIER et
codirigée par Jean GAGNON

préparée au sein du Laboratoire Adaptation et Pathogénie des
Microorganismes, CNRS UMR 5163
Laboratoire rattaché à l'École Doctorale Chimie et Sciences du
Vivant



Toxoplasma gondii :
Etude du réseau de nanotubes
membranaires de la vacuole
parasitophore et des protéines GRA
associées



Thèse soutenue publiquement le 14 Janvier 2011,
devant le jury composé de :
Pr. Franck FIESCHI
PR, Institut de Biologie Structurale, Grenoble (Président)
Dr. Bruno ANTONNY
DR, CNRS UMR 6097, Nice (Rapporteur)
Dr. Stanislas TOMAVO
DR, CNRS UMR 8204-INSERM U1019, Lille 2 (Rapporteur)
Pr. Catherine BRAUN-BRETON
PR, CNRS UMR 5235, Montpellier 1-2 (Examinateur)
Dr. Corinne MERCIER
MCU, CNRS UMR 5163, Grenoble (Membre)
Dr. Jean GAGNON
DR, CNRS UMR 5163, Grenoble (Membre)
tel-00548744, version 2 - 4 Apr 2011¤
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Remerciements

Au terme de ce travail, j’adresse mes plus vifs remerciements à :

Dr. Corinne Mercier, mon « Coach » principal de thèse. Merci Corinne : tu as cru en moi, tu as accepté
de m’encadrer durant toutes ces années ; je te remercie de m’avoir permis de mener à bien ce travail
malgré toutes les difficultés… Ta rigueur, ta disponibilité, ton perfectionnisme, ta détermination et ta
passion pour le projet ont été les clés de la réussite de ce travail. Merci pour toutes tes corrections du
manuscrit très tard dans la nuit. Au delà de l’encadrement scientifique, j’ai trouvé en toi une confidente
précieuse, avec qui j’ai partagé des moments forts...

Dr. Jean Gagnon, mon deuxième « Coach » de thèse. Merci Jean pour ta confiance, ta disponibilité, ta
pédagogie, ton agréable caractère. Ton énorme expertise dans le monde passionnant de la biochimie m’a
rendu ce travail avec des protéines membranaires plus qu’un plaisir! Merci aussi pour ton écoute, tes
encouragements, ton soutien et d’avoir supporté mes humeurs dépressives tout au long de ces années.

Dr. Marie-France Cesbron Delauw, directrice du laboratoire, de m’avoir donné l’opportunité d’intégrer
son groupe et pour sa confiance. Merci Marie-France pour vos conseils avisés, vos coups de pousse et
votre humanité.

Je remercie chaleureusement tous les membres du jury qui m’ont fait l’honneur d’accepter de juger ce
travail. Un remerciement spécial à mes rapporteurs, Drs. Bruno Antonny et Stanislas Tomavo. Merci à
Madame le Pr. Catherine Braun-Breton et Monsieur le Pr. Franck Fieschi d’avoir accepté le rôle
d’examinateurs.

Je tiens à remercier tous nos collaborateurs, sans qui ce travail n’aurait pas été possible, en particulier
Drs. Eric Maréchal, Edgar Gentillhomme, Winfried Weissenhorn, Gregory Effantin, Guy Schoen, Marc
Jamin, Nicole Thielens, Aleixei Grichine, Maryse Lebrun et Jean François-Dubremetz.

En espérant n’avoir oublié personne, je tiens à remercier tous les membres du LAPM :

Je commence par le groupe « Toxo ». Un merci spécial à Graciane Pètre, avec qui j’ai partagé le plaisir
de travailler sur les protéines GRA et l’énorme chance d’avoir des anticorps fabuleux pour de merveilleux
WB! Merci pour ta joie, ton aide et ton amitié précieuse ; Corinne Loeuillet : une autre incroyable amie :
merci pour les allers-retours au P3 quand la centri s’arrêtait ! Merci pour les agréables moments passés
ensemble autour d’un couscous ou autres…; Cordelia Bisanz : tu m’as épaulée jusqu’à la dernière
minute ; merci pour tes gâteaux excéllents et ton grand cœur ; Céline Colombani, avec qui j’ai partagé
d’agréables moments de détente ; ta zénitude me repose quand la météo du labo est nuageuse! Merci
aussi à Bastien Touquet : j’ai beaucoup apprécié ton esprit positif ; Pierre Cavaillès : tes interventions
scientifiques m’ont toujours été bénéfiques ; merci aussi pour tes astuces informatiques infaillibles ;
Delphine Aldebert : merci pour ta gentillesse ; les jumelles Aurélie et Rose-Laurence. Je remercie
également les stagiaires Anne, Khady, Vincent, François, Mélanie et Justine : votre participation a permis
de faire évoluer ce travail.
Je tiens à remercier, les « Ex-Toxo » : Karine Musset, pout ton aide au cours de mon DEA et surtout pour
la production des cellules HeLa, pour ta gentillesse et ton amitié durable ; Pauline Ruffiot, Claire Gendrin
et Laetitia Travier : pour votre sympathie… la fin de vos travaux était le début de mon aventure de
thèse ; Cyrille Botté pour ta bonne humeur : il parait que ton aventure dans le monde des parasites
continue, alors bonne chance!

De l’autre côté du labo, je tiens à remercier Mohamed-Ali Hakimi pour ses conseils et ses
encouragements tout au long de ces années. Tes réflexions constructives m’ont stimulée à avancer. Un
grand merci à Dominique Canella : t’avoir en voisine de paillasse, un vrai bonheur ! Tes encouragements
et les fous rires ont été une vraie dose d’adrénaline pour surmonter les aléas de la thèse. Merci aussi à
Céline Sautel, Laurence Braun et Alex Bougdour.

Mes pensées vont à nos amis « Bactério » : merci à tous pour votre aide et votre gentillesse. Un merci
spécial à Evelyne Coursange, avec qui j’ai entretenu une sincère relation. Merci à Joël Gaffé et Stéphan
Lacour pour leur gentillesse et de m’avoir donné la chance de faire des enseignements…

De l’autre bout du couloir, je remercie tout mes amis « Prion », Catherine, Chantal, Paul, Camille. Je
remercie également Dr. Yahia Chebloune qui m’a beaucoup soutenue et qui de par sa grande expérience,
m’a suggéré des pistes pour l’après-thèse…Merci aussi à Bilel et bon courage pour ta thèse…

Merci enfin aux secrétaires du LAPM pour leur bonne humeur.
tel-00548744, version 2 - 4 Apr 2011





















Dédicaces





A mes très chers parents, Mohamed et Fatima, qui ont toujours été là pour moi, et qui m'ont
donné un magnifique modèle de labeur et de persévérance. J'espère qu'ils trouveront dans ce
travail, toute ma reconnaissance et tout mon amour.

Merci à ma sœur Oumnia, tous mes frères et mes belles soeurs. Un merci spécial à Fawzi et à
son épouse Nadia, qui m’ont épaulée et accompagnée lors de mes premiers pas en France!
Ce que vous m’avez apporté est énorme! Merci beaucoup!

A mes très chers amis et à toutes les personnes qui me sont très chères…

Amina
tel-00548744, version 2 - 4 Apr 2011¤
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Table des matières

Liste de publications
Liste des abréviations les plus courantes 1
Avant propos 2

INTRODUCTION

CHAPITRE I : Le parasiteToxoplasma gondi, agent causal de la toxoplasmose 5
I-1) Découverte du parasite 6
I-2) Phylogénie du parasite 7
I–3) Le cycle parasitaire 8
1) Le cycle sexué 8
2) Le cycle asexué 10
I–4) Polymorphisme génétique de T. gondii 12
Le génotype I 12
Le génotype II 13
Le génotype III 13
I–5) Mise en place de la réponse immunitaire 14
1) Mise en place de la réponse innée 14
2) Mise en place de la réponse adaptative 18
3) Phase chronique - Persistance du parasite 21
I–6) Prévalence de la toxoplasmose 22
I–7) Physiopathologie de la toxoplasmose 24
1) La toxoplasmose, une infection généralement bénigne 24
2) Toxoplasmose provoquée par les souches hypervirulentes 25
3) Influence de l’infection toxoplasmique sur le comportement de l’hôte et lien avec certaines maladies
mentales 25
I–8) Diagnostic, traitements et vaccins 26
1) Diagnostic de la toxoplasmose 26
2) Les traitements de la toxoplasmose 26
3) L