De Plasmodium Benedicte Gnangnon
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Caractérisation moléculaire et fonctionnelle de la pseudo-tyrosine kinase-like (pTKL) de plasmodium Benedicte Gnangnon To cite this version: Benedicte Gnangnon. Caractérisation moléculaire et fonctionnelle de la pseudo-tyrosine kinase-like (pTKL) de plasmodium. Médecine humaine et pathologie. Université de Lille, 2019. Français. NNT : 2019LILUS003. tel-02170170 HAL Id: tel-02170170 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02170170 Submitted on 1 Jul 2019 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. Université de Lille Ecole Doctorale Biologie Santé de Lille N° Ordre Thèse Pour l’obtention du titre de Docteur de l’Université de Lille Discipline : Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie Caractérisation Moléculaire et Fonctionnelle de la pseudo-Tyrosine Kinase-like (pTKL) de Plasmodium Présentée et soutenue publiquement par Bénédicte Gnangnon le 29 Mars 2019 Jury Professeur Jean-François Bodart Président du jury Docteur Blandine Franke-Fayard Rapporteur Docteur Mauld Lamarque Rapporteur Docteur Serge Roche Examinateur Docteur Jamal Khalife Examinateur Docteur Christine Pierrot Directrice de thèse Centre d’Infection et d’Immunité de Lille – Équipe Biologie des Parasites Apicomplexes INSERM U1019 – CNRS UMR 8204 – Institut Pasteur de Lille 2 Remerciements Je remercie le Docteur Camille Locht, directeur du Centre d’Infection et d’Immunité de Lille (CIIL), pour m’avoir autorisée à effectuer ma thèse au sein du centre de recherche qu’il préside. Je remercie les Docteurs Blandine Franke-Fayard, Mauld Lamarque et Serge Roche d’avoir accepté de faire partie du jury de thèse et d’évaluer mon travail. Je remercie le Professeur Christophe Biot pour ses conseils et ses apports lors des Comités de Suivi Individuel (CSI). Je remercie aussi le Professeur Jean-François Bodart qui a également activement pris part aux CSI et qui a de plus accepté de présider le jury de thèse. Je remercie le Docteur Jamal Khalife de m’avoir permis de rejoindre l’équipe 2 du CIIL et de m’avoir confié ce projet de recherche. Merci de m’avoir donné les moyens de collecter les données qui sont présentées dans ce manuscrit et merci d’avoir participé à l’encadrement de mon projet de thèse. Je remercie le Docteur Christine Pierrot pour avoir encadré ma thèse avec un optimisme, une bonne humeur, une empathie et un sens de l’écoute à toute épreuve. Merci de m’avoir fait confiance et de m’avoir amenée à gagner en autonomie dans la concrétisation de ce projet de recherche. Merci de m’avoir soutenue et encouragée, et merci de m’être venue en aide de bien des manières lors des périodes chargées. Je remercie le Docteur Mathieu Gissot pour m’avoir fait profiter de son regard extérieur et critique sur le projet de recherche, ainsi que pour son soutien et son « cheering up ». Je remercie le Docteur Sabrina Marion pour m’avoir fait profiter de son expertise en microscopie et en trafficking, ainsi que pour ses encouragements. Je remercie le Professeur El-Moukhtar Aliouat ainsi que les Docteurs Colette Dissous, Raymond Pierce, Alejandro Cabezas-Cruz, Flavie Courjol, Maïka Deffieu, Emmanuel Roger et Julien Lancelot pour toutes les discussions que nous avons eues et qui ont contribué à ma formation de doctorante. Un grand merci également au Docteur Anne Bouchut pour sa sympathie et pour m’avoir fait profiter de son réseau. Je remercie les ITA de toutes les versions de l’équipe 2 : Caro, Jacques, Ludo, Sophia, Stéphanie et Thomas. Merci pour votre pédagogie, votre bonne humeur et tous les coups de main ! Je remercie le Docteur Aline Fréville pour avoir partagé avec moi ses connaissances et pour m’avoir transmis nombre de ses compétences en matière de manipulation et d’analyse phénotypique chez P. berghei, sans lesquelles PbpTKL serait toujours un mystérieux mystère. Merci aussi pour nos discussions, nos fous rires et les difficultés que nous avons surmontées ensemble. Je remercie tous les personnes qui ont collaboré au projet : le Docteur David Tulasne et l’Ingénieure Catherine Leroy de l’UMR 8161 – M3T, les Docteurs Katia Cailliau et Alain 3 Martoriati de l’UMR 8576 – UGSF, le Docteur Chiara Guerrera et Vincent Jung de la Plateforme 3P5-Necker, les Docteurs Olivier Silvie et Priyanka Fernandes du CIMI Paris. Merci à tous pour votre professionnalisme, votre efficacité et votre réactivité. Je remercie le Docteur Kevin Lesage pour sa gentillesse et pour avoir relu et participé aux corrections de ce manuscrit, à la virgule près, avec sa dulcinée que je remercie également beaucoup pour son énergie et sa gentillesse. Je remercie tous les étudiants, anciens et actuels, de l’équipe 2 : Amir, Anaïs, Astrid, Cécilia, Géraldine, Lucile, Marion, Quentin, Sarah, Sylia, Thomas. Merci aux anciens de m’avoir accueillie et formée techniquement, merci à ceux qui sont arrivés plus récemment de m’avoir fait confiance et de m’avoir permis de contribuer à leur formation. Merci également aux étudiants, doctorants et post-doctorants rencontrés en-dehors de l’équipe 2 pour votre sympathie, votre aide et nos discussions : Ariane, Inès, Mélodie, Olivia, Tarun. Merci à tous pour tous les bons moments que nous avons passés ensemble, merci pour toutes les fois où nous nous sommes entraidés et soutenus. Je remercie tous les autres collaborateurs du Campus Pasteur Lille, scientifiques ou non, pour tous les services rendus, pour la compréhension dont vous avez parfois fait preuve et pour votre aide au quotidien. Je remercie tous les membres du Think Tank ‘Éthique & Recherche’ de m’avoir acceptée dans leur groupe. Prendre part aux réunions et aux journées thématiques ‘Éthique pour une Conduite Responsable en Recherche’ a été très enrichissant. Je remercie les professeurs qui sont restés en contact avec moi après que j’aie quitté HEI : Claude Baumgarten et son épouse Pascale, Philippe Gautret, Patrick Leghié et David Marseault. Merci pour vos enseignements, votre sympathie, vos encouragements et tous nos échanges très enrichissants. Je remercie mes amies Anne, Graziella, Iuliana et Manuela, tous les membres des familles Lovi, Vodougnon et Faidherbe, mon frangin Oscar et mes parents, ainsi que tous mes proches. Merci d’avoir essayé de comprendre ce en quoi consistait mon projet de recherche, merci pour le partage des bons et des mauvais moments, merci pour votre soutien indéfectible, merci pour vos conseils en matière de développement personnel, et merci de m’avoir sorti le nez de mes cultures lorsque l’occasion se présentait. Je remercie toutes les personnes que j’ai oubliées dans cette liste. MERCI à tous, je vous souhaite le meilleur sur tous les plans ! 4 Résumé Le paludisme, première endémie parasitaire mondiale ayant engendré près d’un demi-million de morts en 2017 (d’après l’OMS), est due à une infection par un parasite du genre Plasmodium. Cet apicomplexe infecte, au cours de son cycle de vie, un hôte définitif, un moustique femelle du genre Anopheles, et un hôte intermédiaire homéotherme (l’Homme pour au moins 6 espèces). Chez ce dernier, après une phase de développement hépatique, le parasite envahit puis lyse les érythrocytes. L’accroissement exponentiel de la parasitémie engendre les symptômes du paludisme et permet la production de formes sexuées (gamétocytes) qui seront transmises au vecteur arthropode, permettant ainsi la complétion du cycle de vie du parasite. Plasmodium a co-évolué avec ses hôtes et mis en place divers modes de régulation de l’expression de ses gènes. La phosphorylation est l’une des modifications post-traductionnelles majeures et rapides qu’il utilise pour répondre aux changements environnementaux auxquels il est confronté au cours de son cycle de vie. Nombre de ses kinases et phosphatases jouent un rôle essentiel dans l’invasion de cellules hôtes, la croissance et la division cellulaires, ainsi que la motilité de certains stades. En revanche, le rôle des cinq pseudokinases de Plasmodium dans son développement n’a jusqu’ici pas été exploré. Durant ma thèse, j’ai caractérisé l’unique pseudo-Tyrosine Kinase-like (pTKL) de Plasmodium et étudié son rôle au cours du cycle intra-érythrocytaire du parasite. L’annotation de la pTKL de P. falciparum (PfpTKL) m’a permis d’identifier différents domaines et motifs, et notamment un domaine SAM (Sterile Alpha Motif), deux motifs RVxF (connus pour leur capacité d’interaction avec la Protéine Phosphatase de type 1, PP1) et un pseudo-domaine kinase appartenant à la famille des Tyrosine Kinases-like (TKL). Nous avons montré que ce pseudo-domaine kinase est capable de lier l’ATP de manière cation-indépendante, mais est dépourvu d’activité enzymatique. Des études d’interaction in vitro couplées à l’utilisation de modèles hétérologues (Levure, ovocytes de Xénope) m’ont permis d’identifier deux protéines parasitaires partenaires de PfpTKL : le domaine SAM de PfpTKL interagit directement avec la pseudo-protéase PfSERA5 (SErine Repeat Antigen 5), alors que les deux régions de la protéine contenant les motifs RVxF de PfpTKL interagissent avec PfPP1c (phosphatase majeure de Plasmodium). De façon intéressante, le deuxième motif RVxF est directement impliqué dans l’interaction avec PP1c et serait capable de moduler l’activité de cette dernière de manière allostérique. La localisation de la pTKL de P. berghei (PbpTKL) a ensuite été étudiée par immunofluorescence et confirmée par des expériences de fractionnement cellulaire. Nous avons ainsi observé que PbpTKL est exportée dans l’érythrocyte infecté au stade trophozoïte, puis retenue dans le parasite et la vacuole parasitophore au stade schizonte.