Signalisation et différenciation cellulaire lors d'interactions hôte-parasite: le modèle des trypanosomes

Projet de recherche P5/29 (Action de recherche P5)

Description - Documentation

Personnes :

• Prof. dr.  PAYS Etienne Université Libre de Bruxelles (ULB)
  Coordinateur du projet
  Partenaire financé belge
  Durée: 1/1/2002-31/12/2006
  
• Prof. dr.  OPPERDOES Frederik Université Catholique de Louvain (UCL)
  Partenaire financé belge
  Durée: 1/1/2002-31/12/2006
  
• Prof. dr.  DE BAETSELIER Patrick Vrije Universiteit Brussel (VUB)
  Partenaire financé belge
  Durée: 1/1/2002-31/12/2006
  
• Prof. dr.  BOSHART Michael Ludwigs-Maximilians-University - Munich (LMUM)
  Partenaire financé étranger
  Durée: 1/1/2002-31/12/2006
  

Description :

Les mécanismes moléculaires qui permettent aux parasites de s’adapter à leurs hôtes successifs en subissant de profondes transformations cellulaires sont très mal connus. Nous proposons d’étudier les trypanosomes africains, dont le prototype est Trypanosoma brucei, en tant qu’organismes modèles pour ces recherches. En continuation directe des progrès réalisés sur ce thème lors de notre collaboration précédente (P4/09), nous proposons d’étudier divers aspects du dialogue développé entre le parasite et ses hôtes, concernant les interactions parasite-hôte et hôte-parasite, les circuits de signalisation intracellulaire et les mécanismes génétiques de réponse cellulaire aux signaux de l’environnement.

1. Système modèle: la différenciation de la forme ‘long slender’ (LS) en forme ‘short stumpy’ (SS)

Nous comptons focaliser nos recherches sur la différenciation cellulaire se déroulant au cours du développement du parasite dans le sang, et qui transforme le trypanosome prolifératif et allongé (LS) en forme quiescente et trapue (SS). Cette différenciation semble dépendre d’une activation du circuit de signalisation médié par l’AMP cyclique (cAMP). Le groupe de l’ULB propose d’analyser cette cascade de signalisation en collaboration étroite avec l’ITG et un laboratoire étranger spécialisé en la matière (M. Boshart, MBB).

2. Etudes sur les récepteurs de surface et l’endocytose

Notre travail précédent a ouvert de nouvelles perspectives concernant les mécanismes de capture et d’intériorisation de nutriments chez T. brucei. En particulier, nous avons montré que des chaînes linéaires de poly-N-acétyllactosamine (pNAL) sont spécifiquement associées aux protéines du circuit endocytotique. En collaboration avec D. Nolan (TCD), le groupe de l’ULB compte tester l’hypothèse que ces glycanes dirigent l’endocytose en interagissant avec une lectine spécifique du parasite. En outre, nous proposons d’étudier deux protéines transmembranaires probablement impliquées dans l’endocytose, une lectine présomptive pour le mannose et le récepteur de surface pESAG1. Les recherches sur le rôle de glycanes riches en mannose dans la fixation et l’intériorisation de macromolécules de l’hôte (VUB/ULB) seront poursuivies. Enfin, un effort tout particulier sera consenti afin de comprendre comment la protéine SRA permet à T. rhodesiense de résister à la lyse par le sérum humain, et donc d’infecter l’homme ; en parallèle un récepteur peut-être impliqué dans l’adaptation de T. gambiense à l’homme sera caractérisé.

3. Etudes des changements métaboliques au cours de la différenciation

En collaboration étroite avec le groupe de l’ULB et avec l’aide de l’ITG, le partenaire de l’UCL va étudier le renouvellement des glycosomes et enzymes glycosomiques au cours de la différenciation de T. brucei. Les questions particulièrement étudiées seront : (1) De nouveaux enzymes glycosomiques sont-ils induits dans un petit groupe de glycosomes existants qui peuvent proliférer? (2) La population de glycosomes est-elle hétérogène? (3) Les glycosomes anciens, non-prolifératifs, sont-ils dégradés par autophagie? 4) Le renouvellement des glycosomes est-il sous contrôle des mêmes circuits de signalisation que les changements de surface ou d’endocytose ?

4. Interactions entre le trypanosome et le macrophage

Nous avons montré que les trypanosomes activent des macrophages de type M1et/ou M2, et que la balance M1/M2 détermine le niveau de résistance de l’hôte à l’infection. Les études programmées (VUB et ULB) concerneront les points suivants: (1) En fonction des observations suggérant des rôles distincts des cellules M1 et M2 dans les phénomènes d’immunomodulation et d’immunopathologie, nous comptons entreprendre une caractérisation approfondie, sur les plans génétique, phénotypique and fonctionnel, des cellules M1/M2 induites par les trypanosomes. (2) Nous analyserons l’implication de composants provenant à la fois de l’hôte et du parasite dans l’induction et le contrôle des cellules M1/M2.

5. Interactions entre le trypanosome et la mouche tsetse

Rien n’est connu des composants des glandes salivaires de l’insecte vecteur qui puissent influencer le développement du parasite. En fonction des progrès obtenus lors de la collaboration PAI précédente, le partenaire ITG propose de caractériser un candidat potentiel et de développer de nouvelles approches pour identifier des constituants immunomodulateurs, en collaboration avec l’ULB et la VUB.

Documentation :

Références bibliographiques :

(2003) Leishmania mexicana glycerol-3-phosphate dehydrogenase showed conformational changes upon binding a bisubstrate adduct.  CHOE J., GUERRA D., MICHELS P.A.M. and HOL W.G.J J. Mol. Biol. 329, 2003 

A chromosomal SIR2 homologue with both histone NAD-dependent ADP ribosyltransferase and deacetylase activities is involved in DNA repair in Trypanosoma brucei.  GARCIA-SALCEDJ.A., GIJON P., NOLAN D.P., TEBABI P. and PAYS E. EMBJ. 22, 2003 

Analysis of the sequence motifs responsible for the interaction of peroxins 14 and 5, which are involved in glycosome biogenesis in Trypanosoma brucei.  CHOE J., MOYERSOEN J., ROACH C., CARTER T.L., FAN E., MICHELS P.A.M. and HOL W.G.J Biochemistry 42, 2003 

Apolipoprotein L-I is the trypanosome lytic factor of human serum.  VANHAMME L., PATURIAUX-HANOCQ F., POELVOORDE P., NOLAN D.P., LINS L., VAN DEN ABBEELE J., PAYS A., TEBABI P., XONG H.V., JACQUET A., MOGUILEVSKY N., DIEU M., KANE J.P., DE BAETSELIER P., BRASSEUR R. and PAYS E. Nature 422, 2003 

ATP generation in the Trypanosoma brucei procyclic form: cytosolic substrate level phosphorylation is essential, but not oxidative phosphorylation.  COUSTOU V., BESTEIRS., BIRAN M., DIOLEZ P., BOUCHAUD V., VOISIN P., MICHELS P.A.M., CANIONI P., BALTZ T. and BRINGAUD F J. Biol. Chem. 278, 2003 

Characterization of Trypanosoma brucei PEX14 and its role in the import of glycosomal matrix proteins.  MOYERSOEN J., CHOE J., KUMAR A., VONCKEN F., HOL W.G.J. and MICHELS P.A.M Eur. J. Biochem. 270, 2003 

Crystal structure of Trypanosoma cruzi glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase complexed with an analogue of 1,3-bisphospho-D-glyceric acid: selective inhibition by structure-based design.  LADAME S., CASTILHM. S., SILVA C. H. T. P., DENIER C., HANNAERT V., PÉRIÉ J., OLIVA G. and WILLSON M. Eur. J. Biochem., 270, 2003 

Endocytosis of a GPI-anchored protein via clathrin-coated vesicles, sorting by default and exocytosis via Rab11-positive carriers.  GRÜNFELDER C. G., ENGSTLER M., WEISE F., SCHWARZ H., STIERHOF Y.-D., MORGAN G.W., FIELD M.C. and OVERATH P. Mol. Biol. Cell, 14, 2003 

Evaluating the role of alternatively activated macrophages during parasitic infections: a quest for markers. In: Pandalai S.G. (ed) Recent Research Developments in Infection and Immunity.  NOËL W., DE BAETSELIER P., RAES G., HASSANZADEH GH. GH., NAMANGALA B., GOMEZ J., BRYS L., and BESCHIN A. Transworld Research Network, Trivandrum, India, 2003 

Evolution of energy metabolism and its compartmentation in Kinetoplastida.  HANNAERT V., BRINGAUD F., OPPERDOES F.R., MICHELS P.A.M. Kinetoplastid Biology and Disease (BioMed Central) ., 2003/Feb 

Expression, purification, crystallization and preliminary crystallographic analysis of Leishmania mexicana phosphoglycerate mutase  POONPERM B., GUERRA D.G., MCNAE I.W., FOTHERGILL-GILMORE L.A. and WALKINSHAW M.D. Acta Cryst., D59, 2003 

Molecular and biochemical characterization of hexokinase from Trypanosoma cruzi.  CÁCERES A. J., PORTILLR., ACOSTA H., ROSALES D., QUIÑONES W., AVILAN L., SALAZAR L., DUBOURDIEU M., MICHELS P.A.M. and CONCEPCIÓN J.L Mol. Biochem. Parasitol., 126, 2003 

Molecular Medical Parasitology  OPPERDOES F.R. and MICHELS P.A.M. (Marr, J.J., Nilson, T.W. and Komuniecki, R.W., eds), Academic Press,, 2003 

On the mathematical modelling of metabolic pathways and its use in the identification of the most suitable drug target.  MICHELS P.A.M., BAKKER B.M., OPPERDOES F.R. and WESTERHOFF H.V. Drugs against parasitic diseases: R&D methodologies and issues W.H.O., Geneva, pp. 137-144., 2003 

Phylogenetic analysis using protein sequences.  OPPERDOES F.R The Phylogenetic Handbook: a practical approach tDNA and Protein Phylogeny, 2003 

Plant-like traits associated with metabolism of Trypanosoma parasites.  HANNAERT V., SAAVEDRA E., DUFFIEUX F., SZIKORA J.-P., RIGDEN D.J., MICHELS P.A.M. and OPPERDOES F.R. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 2003 

Procyclic Trypanosoma brucei dnot use Krebs cycle activity for energy generation.  VAN WEELDEN S. W. H., FAST B., VOGT A., VAN DER MEER P., SAAS J., VAN HELLEMOND J. J., TIELENS A. G. M. and BOSHART M. J. Biol. Chem. 278, 2003 

Procyclin null mutants of Trypanosoma brucei express free GPIs on their cell surface.  VASSELLA E., BÜTIKOFER P., ENGSTLER M., JELK J. and RODITI I Mol. Biol. Cell, 14, 2003 

Searching for promoter activity in RIME/Ingi retrotransposons from Trypanosoma brucei: binding of a nuclear protein their 5’ extremity  GARCIA-SALCEDJ.A., GIJON P., AMIGUET-VERCHER A., and PAYS E. Exp. Parasitol. 104, 2003 

ssDNA-Dependent Colocalization of Adeno-Associated Virus Rep and Herpes Simplex Virus ICP8 in Nuclear Replication Domains.  HEILBRONN R., ENGSTLER M., WEGER S., KRAHN A., SCHETTER C. and BOSHART M. Nucl. Acid Res. 31, 2003 

Stage-specific differences in cell cycle control in Trypanosoma brucei revealed by RNA interference of a mitotic cyclin.  HAMMARTON T. C., CLARK J., DOUGLAS F., BOSHART M. and MOTTRAM J. C. J. Biol. Chem. 278, 2003 

Targeting the Variable Surface of African Trypanosomes using VSG-specific, Serum-stable RNA Aptamers.  LORGER M., ENGSTLER M., HOMANN M. and GÖRINGER H.-U. Euk. Cell 2, 2003 

The crystal structure of Trypanosoma brucei enolase: visualisation of the inhibitory metal binding site III and potential as target for selective, irreversible inhibition.  DA SILVA-GIOTTM.T., HANNAERT V., VERTOMMEN D., NAVARRM.V. DE A.S., RIDER M.H., MICHELS P.A.M., GARRATT R.C. and RIGDEN D.J. J. Mol. Biol. 331, 2003 

The expression level determines the surface distribution of the transferrin receptor in Trypanosoma brucei.  MUßMANN R., JANSEN H., CALAFAT J., ENGSTLER M., ANSORGE I., CLAYTON C. and BORST P. Mol. Microbiol. 47, 2003 

The multifunctional iso-propanol dehydrogenase of Phytomonas sp. could be the result of a horizontal gene transfer from a bacterium tthe trypanosomatid lineage.  MOLINAS S.M., ALTABE S.G., OPPERDOES F.R., RIDER M.H., MICHELS P.A.M., UTTARA.D. J. Biol. Chem. 278, 2003 

Trypanosoma brucei enolase: kinetic characterization, structure modelling studies and crystallisation.  HANNAERT V., ALBERT M.-A., RIGDEN D.J., DA SILVA-GIOTTM.T., THIEMANN O., GARRATT R.C., VAN ROY J., OPPERDOES F.R. and MICHELS P.A.M. Eur. J. Biochem. 270, 2003