LES PROTEINES RESA DE PLASMODIUM FALCIPARUM Dr Rémy Durand Atelier Paludisme, IPM Avril 2008
Jul 03, 2015
LES PROTEINES RESA DE
PLASMODIUM FALCIPARUM
Dr Rémy Durand
Atelier Paludisme, IPM Avril 2008
Le paludisme
• Première maladie parasitaire mondiale
• 40% de la population mondiale exposée
• 500 millions de cas cliniques annuels (R. Snow, Nature
2005)
• 2 millions de morts (en Afrique, 1 enfant sur 20 avant
l’âge de 5 ans)
• Nombreux porteurs asymptomatiques ou pauci-
symptomatiques en zone de forte endémie
Paludisme d’importation en France
• Environ 5000 cas/an
– 1/4 enfants
– 60% migrants africains
• P. falciparum : 85%
• Pas de prévention ou inadéquate
• Mortalité : 10 à 20 cas /an
Structure générale des
apicomplexes
Le mérozoïte de P. falciparum
Stades érythrocytaires (d’après Silamut et al.,
Am J Pathol 1999)
Invasion de l’hématie
Cinétique de sécrétion
Jonction parasite/hématie
Formation de la vacuole parasitophore
Cycle intra érythrocytaire
Export des protéines de P. falciparum
Protéines à motif Pexel(A : structure typique; B : structure de PfEMP1)
Le motif Pexel
Structure des protubérances
(knobs)
Adhésion à la cellule endothéliale
Adhésion des hématies parasitées aux cellules
endothéliales et formation de rosettes
Formation de rosette
La fièvre au cours de l’accès
palustre
• Accès fébrile : élévation de la température
corporelle.
• Réponse au stress causé par différents agents
pathogènes (bactéries, virus, parasites, levures...)
• Présente au cours de maladies auto-immunes et de
nombreuses autres pathologies dont les cancers.
La fièvre au cours de l’accès
palustre
• Symptôme le plus fréquent, généralement
bénin.
• Accès fébrile consécutif à la rupture des
schizontes matures : libération de toxines
(hémozoïnes +++).
• Activation des monocytes par les toxines :
libération de TNF alpha.
Relation cycle-manifestations cliniques
OMS
primoinfestation
37°c
8 20 J/an
Τ
Cliniquement muette
Modifications de l’hématie
parasitée
• Pendant l’invasion, insertion de protéines
du parasite dans la membrane de l’hématie.
• Au cours de la maturation du parasite, envoi
de protéines parasitaires dans le cytoplasme
et vers la membrane de l’hématie.
Remodelage de la membrane de
l’hématie par P. falciparum
• Perte de la forme normale discoïde de l’hématie, réduction de la déformabilité (augmentation de la rigidité membranaire).
• Augmentation de la perméabilité membranaire (ions et autres molécules).
• Acquisition de petites protubérances (knobs), augmentation de l’adhésion aux surfaces endothéliales.
Hématie parasitée par P. falciparum
• Environ 400 protéines de P. falciparumpotentiellement exportées dans l’hématies:
– 225 protéines de virulence
– 160 protéines de remodelage
Pei et al. Blood 2007
Hématie parasitée par P. falciparum
• Seulement 5 protéines bien étudiées:
– PfEMP1 (P. falciparum Erythrocyte Membrane Protein1)
– PfEMP3
– KAHRP (Knob-Associated Histidine-Rich Protein)
– MESA (Mature parasite-infected Erythrocyte Surface Antigen
– RESA (Ring parasite-infected Erythrocyte Surface Antigen)
Les protéines RESA.
Resa1 (Pf 155)
• Proteine de 155 kDA, codée par un gène à 2 exons du chromosome 1.
• Présence de 2 blocs de répétitions (très immunogènes) : répétitions 5’ et répétitions 3’.
• Entre les blocs de répétitions:
– 70 acides aminés avec homologie protéines chaperones DnaJ.
– domaine de liaison à la spectrine
• Du côté N-terminal:
– domaine analogue à la Bande 3
– motif PEXEL
– signal hydrophobe
Localisation de la protéine RESA
HRP1
Fonction antigénique des
protéines RESA
Rôle de la protéine RESA1
• RESA1 produite au stade mature du parasite et stockée dans les granules denses.
• Après l’invasion, libération dans la vacuole parasitophore, passage dans le cytosol de l’hématie, phosphorylation et localisation sous la membrane de l’hématie.
• RESA1 détectable jusqu’à 18 à 24 h après l’invasion, puis disparaît progressivement.
• Rôle de RESA1 au niveau du cytosquelette de l’hématie parasitée.
Le cytosquelette
Le réseau de spectrine
• Tétramère α2β2 prédominant dans la cellule.
• Brin flexible de 200 nm de large composéd’une succession d’unités répétées.
• Association d’une chaîne de spectrine α et d’une chaîne de spectrine β: hétéro dimère.
• Association de 2 hétéro dimères: formation d’un tétramère.
Le cytosquelette de l’hématie
Le cytosquelette de l’hématie
Schéma du cytosquelette
Rôle de RESA1 dans la
stabilisation de la spectrine
Le cytosquelette de l’hématie
Rôle de RESA1
• Augmentation de la stabilité mécanique de la membrane de
l’hématie parasitée.
• Inhibition de la formation de vésicules induites par la
chaleur.
• Augmentation de la résistance à une nouvelle invasion de
l’hématie parasitée.
Pei et al. Blood 2007.
Rôle de RESA1
• Protection de l’hématie parasitée des effets de la température (41°C, 50 °C) par comparaison avec des hématies saines ou infectées par des parasites RESA1 délétés.
• Augmentation éventuelle (à confirmer) de l’adhésion des hématies parasitées au CD36 en condition de flux (des molécules accessoires non exposées à la surface de l’hématie peuvent moduler les propriétés d’adhésion).
Diez Silva et al. Molecular Microbiology 2005.
Effet de RESA1 sur la déformabilité de
l’hématie parasitée
• RESA1 réduit la déformabilité des hématies hôtes
essentiellement aux stades jeunes du parasite (anneau).
• Augmentation de la stabilité mécanique et osmotique de la
membrane de l’hématie parasitée (anneau).
• L’effet est plus prononcé aux températures fébriles.
Mills et al. PNAS 2007
Formation de vésicules
41°C
Libération desmérozoites
37 °C
Parasitémie après 72 h
0 h
6h
24 h 48 h 72 hRings
Exposition des hématies parasitées au stadeanneau à des températures « fébriles »: inhibition
de la croissance des parasitesresa-KO
0
10
20
30
40
50
FUP/CB A3F8 RESAKO A3F8 revertant
37°C 50°C
FUP/CB
resa1-KO
% inhibition (sur 1 cycle)
L’expression de RESA est corrélée à laprotection contre la fragmentationspontanées des hématies à 50°C,température de transition thermiqueassociée à la dénaturation irréversiblede la spectrine
Diez-Silva et al; Molecular Microbiology 2005