Nouveaux peptides anti-Plasmodium du venin de la mygale Psalmopoeus cambridgei : isolement, caractérisation, étude de la relation structure-fonction

• Auteur / Autrice : Soo-Jin Choi
• Direction : Jean-Michel Camadro
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmaco-toxicologie, Biochimie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris, Muséum national d'histoire naturelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Max Goyffon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Michel Camadro, Henri Vial, Christiane Deregnaucourt
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Philippe Loiseau, Olivier Lequin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peptides

Antipaludiques

Paludisme

Psalmopoeus cambridgei

Composition chimique

Venin

Théraphosidés

Résumé

Deux peptides (PcFK1 et PcFK2) inhibiteurs spécifiques de la croissance in vitro de Plasmodium falciparum dans sa phase érythrocytaire, ont été isolés du venin de la mygale sud-américaine Psalmopoeus cambridgei. La production de PcFK1 sous forme recombinante a permis de mettre en évidence deux formes de ce peptide. Une forme majoritaire dont la structure tridimensionnelle par RMN a révélée la présence du motif structural classique ICK '' Inhibitor Cystine Knot ''. Une autre forme dont l'arrangement des ponts disulfure est différent du motif ICK, mais qui reste active sur P. Falciparum. La réduction et l'alkylation des résidus cystéine du peptide aboutissent à une activité plus grande que la forme native, indiquant ainsi que l'activité biologique de PcFK1 est indépendante du motif structural ICK. Des observations en microscopie confocale à l'aide de PcFK1 lié à des marqueurs fluorescents montrent que les formes oxydées et réduites de ce peptide pénètrent rapidement et diffusent de la même façon dans les parasites. La forme alkylée a une activité inhibitrice plus importante et stable que la forme oxydée. L'hypothèse d'une étape de réduction des ponts disulfure précédant ou suivant la pénétration du peptide dans les cellules qui constituerait la première phase de l'activité inhibitrice de PcFK1, est donc proposée. Enfin, l'absence de cytotoxicité sur les cultures de cellules de mammifères et de neurotoxicité de ces peptides, leur localisation spécifique dans les érythrocytes infectés sont autant d'éléments prometteurs dans la recherche antipaludique. Ces travaux permettent d'envisager de nouvelles molécules à visée thérapeutique et de développer de nouveaux outils afin de mieux connaître la biologie de l'agent responsable de la forme la plus grave du paludisme humain.

Two novel peptides (PcFK1 and PcFK2) that specifically inhibit in vitro the intra-erythrocyte stage of Plasmodium falciparum were identified in the venom of the South American tarantula Psalmopoeus cambridgei. The production of recombinant PcFK1 enabled us to obtain two forms of this peptide. The three-dimensional structure in solution of one of this peptide was determined by NMR and showed a classical structural ICK '' Inhibitor Cystine Knot '' fold. The other one differs by its disulfide connectivity, but was equally active against P. Falciparum. Reduction and alkylation of the peptide cysteine residues gave rise to an even more active molecule, indicating that biological activity of PcFK1 may not depend on its ICK fold. Confocal microscopy of infected erythrocytes showed that fluorescent labelled forms of both oxidized and alkyated PcFK1 were rapidly associated with the intracellular parasite structures and diffused in the same way. Alkylated form has a more important and stable inhibition activity than the oxidized form. We thus propose the hypothesis that a reduction of disulfide bridges before or after the penetration of PcFK1 in the cells could constitute the first stage of its inhibition activity. Finally, these peptides are not cytotoxic on the mammalian cell cultures, nor do they have any neurotoxicity. They are exclusively localized in the infected erythrocytes. They could be therefore promising molecules for antimalarial research aiming at therapeutic use. New tools for a better understanding of the biology of the agent responsible for the most serious form of human malaria could be developed.