Role of the Histamine Releasing Factor (HRF) in Plasmodium parasite transmission and disease pathogenesis

par Claudia Demarta-Gatsi

Thèse de doctorat en Immunologie - Parasitologie

Sous la direction de Salah Mécheri.

Soutenue le 22-11-2016

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant (Paris) , en partenariat avec Institut Pasteur [Paris] (laboratoire) et de Département Parasites et Insectes vecteurs (laboratoire) .

Le jury était composé de Dominique Mazier, Nicolas Blanchard, Frédéric Tangy, Marita Troye-Blomberg.

  • Titre traduit

    Rôle de la protéine Histamine Releasing Factor (HRF) dans la transmission du parasite Plasmodium et dans le développement de la pathogénèse de la maladie


  • Résumé

    De études récentes suggèrent une forte relation entre susceptibilité au paludisme et réponse allergique. Des niveaux élevés d’histamine plasmatique et tissulaire ont été associés à la sévérité de la maladie chez l’homme infecté par P. falciparum et dans de nombreux modèles animaux. Histamine releasing factor (HRF), une protéine pro-inflammatoire libérant l'histamine au cours des processus allergiques, est produite par le parasite au cours des infections palustres modérées et sévères, suggérant l’implication du HRF dans l’altération des réponses immunitaires et dans la pathogenèse. Les objectifs de ce travail consistaient à évaluer le rôle de la protéine parasitaire HRF dans le développement de la réponse immunitaire et à déterminer si son expression est associée à la sévérité de la maladie en étudiant deux parasites murins, PbANKA et PbNK65, déficients pour la protéine HRF (hrfΔ). Les souris infectées avec des sporozoïtes PbANKA-hrfΔ ont montré une diminution de la fréquence du neuropaludisme associée à un déficit du développement des parasites mutants au cours du stade hépatique et à une augmentation précoce systémique d’IL-6. En outre, l'infection par les parasites PbNK65-hrfΔ est caractérisée par l’élimination du parasite conduisant à une protection durable et au développement d’une mémoire immunitaire caractérisée par une augmentation d’IL-6, une diminution de l’expression de PD-1 sur les cellules T et une amélioration de la phagocytose dépendante des anticorps, confirmant l'importance de la protéine HRF dans la virulence du parasite. HRF est le premier gène de parasite Plasmodium dont l’effet direct sur la réponse immunitaire de l’hôte est démontré.


  • Résumé

    Recent findings have raised the hypothesis that clinical susceptibility to malaria may be related to allergy-type response. In human infection with P. falciparum, as well as in murine models of malaria, increased levels of histamine have been shown to be associated with disease severity. Histamine releasing factor (HRF), shown to be implicated in the release of pro-inflammatory histamine during late-phase allergy, was demonstrated to be produced by the parasite during mild and severe malaria infections suggesting that Plasmodium HRF may affect host immune responses and contributes to the pathogenesis. The objectives of this work were to evaluate the role of Plasmodium HRF in the development of the immune response and to determine whether its expression is associated with the severity of malaria disease by studying two HRF-deficient (hrfΔ) murine parasites (PbANKA and PbNK65). Infection with PbANKA-hrfΔ sporozoites showed a decrease in the frequency of ECM due to the impairment of the development of the mutant parasites in liver stages as a consequence of the up-regulation of IL-6. Infection with PbNK65-hrfΔ parasites confirmed the importance of HRF in enhancing the virulence of the parasite. Indeed, PbNK65-hrfΔ infection results in parasite clearance leading to a long-lasting protection and immune memory as reflected by an up-regulation of IL-6, a down-regulation of PD-1 expression on T cells and in the enhancement of Ab-mediated phagocytosis. HRF is the first parasite gene which directly modulates the host immune response.

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