Paludisme, toxoplasmose: un talon d'Achille végétal
Publié par Isabelle le 16/08/2016 à 12:00
Source: CNRS
Pour leur survie, les parasites responsables du paludisme et de la toxoplasmose dépendent de mécanismes hérités du monde végétal. C'est ce que vient de montrer une équipe de chercheurs du CNRS (1) (Institute for Advanced Biosciences, CNRS/Inserm/ Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) Grenoble Alpes) et de l'université de Melbourne (2), qui publient deux études dans les revues Cell Microbiology et PLOS Pathogens. Cette découverte représente une avancée majeure pour le développement de nouvelles cibles thérapeutiques contre ces parasites aux conséquences majeures en santé publique (La santé publique peut être définie de diverses manières. On peut en effet la présenter comme « l'étude, d'une part, des déterminants physiques, psychosociaux et...).

Les Apicomplexa sont un groupe de parasites responsables de maladies graves chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme »....), telles que le paludisme (Le paludisme (du latin paludis, « marais »), aussi appelé malaria (de l'italien mal'aria, « mauvais air »), est une maladie infectieuse due...) (ou malaria) et la toxoplasmose (La toxoplasmose est une infection parasitaire dont l'agent est le protozoaire Toxoplasma gondii. Le parasite infecte le plus souvent des animaux à sang chaud, y compris l’être...). Les parasites responsables de ces deux maladies infectent plusieurs centaines de millions de personnes chaque année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) et causent la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez les organismes...) de près d'un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf (999 999) et qui précède un million un (1 000 001). Il vaut un millier de milliers.) d'entre elles (des enfants et des patients immunodéficients, pour la plupart) (3). L'absence de vaccin efficace et l'émergence rapide de souches multi-résistantes aux traitements (4) soulignent l'urgence de développer de nouvelles voies thérapeutiques.

Biologiquement, ces parasites et l'homme partagent presque tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.), d'où la difficulté de mettre au point (Graphie) des traitements efficaces avec peu d'effets secondaires. Mais depuis une quinzaine d'années, les recherches ont révélé, de manière surprenante, des caractéristiques biologiques communes avec les plantes. Ils possèdent par exemple un compartiment appelé "apicoplaste", vestige d'une algue (Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de vie se déroule généralement en milieu aquatique. Elles constituent une part très importante de la biodiversité, et une des bases des...) microscopique qu'aurait incorporé l'ancêtre de ces parasites. En collaboration avec des collègues australiens, l'équipe de Cyrille Botté, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français...) à l'Institute for Advanced Biosciences, à Grenoble, vient de démontrer que l'un de ces caractères est essentiel à la prolifération, dans les cellules humaines, des parasites du paludisme et de la toxoplasmose.

Pendant certaines phases de leur cycle, ces parasites se multiplient activement, ce qui mobilise de grandes quantités de lipides, constituants essentiels des membranes biologiques. L'équipe a démontré pour la première fois que le compartiment d'origine végétale (l'apicoplaste) génère un précurseur nécessaire à la synthèse de la majorité des lipides membranaires du parasite, et a suivi le devenir de ce précurseur dans les membranes du parasite.

En outre, par une technique d'inactivation génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) de cette voie végétale, l'équipe a pu démontrer in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple est la fécondation in vitro (FIV). À...) la mort du parasite lors de phases aiguës de la toxoplasmose ainsi que lors du stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est un équipement sportif.) de développement hépatocytaire (5) du paludisme.

Cette découverte d'un "talon d'Achille" végétal (Les classifications scientifiques classiques regroupent sous le terme végétal ([veʒetal]/[veʒeto]) plusieurs lignées d'organismes...) des parasites de la toxoplasmose et du paludisme ouvre la voie à de nouvelles perspectives thérapeutiques, ciblant uniquement le parasite sans affecter l'homme.


Parasite de la malaria à l'intérieur de cellules de foie humaines.
A gauche, le parasite se divise normalement (nombreux noyaux bleus de petite taille au centre de l'image, marqueur de l'apicoplaste en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), superposé à une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des...) de la voie de synthèse des lipides, en vert).
A droite, la division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la...) est bloquée (réduction du nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de noyaux et d'apicoplastes) suite à l'inhibition des voies végétales (absence du marquage vert).
© Melanie J Shears

Notes:

(1) équipe Apicolipid.
(2) Autres laboratoires et organismes impliqués: en France, le laboratoire TIMC-IMAG (CNRS/Grenoble INP/Université Grenoble Alpes) et le Laboratoire de physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la science) étudie le...) cellulaire végétale (CNRS/Inra/CEA/Université Grenoble Alpes) ; en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de...), l'université Deakin et l'université nationale australienne ; aux États-Unis, l'université John Hopkins et l'université d'État de Pennsylvanie ; au Royaume-Uni, l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) Francis Crick.
(3) Source: OMS, 2015
(4) Notamment à l'artémisinine (L'artémisinine (qing hao su (青蒿素) en chinois) est la substance active médicamenteuse isolée de la plante armoise annuelle...), molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les...) dont la découverte a été récompensée par le prix Nobel de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal (physiologie), et cherchant à restaurer la...) en 2015, et pour lequel des résistances ont été découvertes en 2007, après seulement quelques années d'utilisation sur le terrain.


Références:
Characterization of the Plasmodium falciparum and P. berghei glycerol 3-phosphate acyltransferase involved in FASII fatty acid utilization in the malaria parasite apicoplast, Shears MJ, MacRae JI, Mollard V, Goodman CD, Sturm A, Orchard LM, Llinás M, McConville MJ, Botté CY*, McFadden GI*. Cell Microbiology, 20 juin 2016. Consulter le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant sur Internet.)

Apicoplast-localized lysophosphatidic acid precursor assembly is required for bulk (Bulk est un mot anglais signifiant volume. Dans l'industrie informatique ce terme caractérise un produit livré en quantité, de façon minimaliste (parfois sans accessoires) et sans emballage...) phospholipid synthesis in Toxoplasma gondii and relies on an algal/plant-like glycerol 3-phosphate acyltransferase, Amiar S, MacRae JI, Callahan DL, van Dooren GG, Shears MJ, Dubois D, Cesbron-Delauw MF, Maréchal E, McConville MJ, McFadden GI, Yamaryo-Botté Y*, Botté CY*. PLOS Pathogens, 4 août 2016. Consulter le site web
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