Modulation des propriétés d'adhésion et d'invasion de cellules THP-1 infestées par Toxoplasma gondii

Modulation of adhesion and migration properties of Toxiplasma gondii infected THP-1 cells

• Auteur / Autrice : Emilie Buache
• Direction : Isabelle Coste-Villena, Roselyne Garnotel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine. Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matrix metalloproteinases

Dissémination

Monocytes

Toxoplasma gondii

Plasminogène

Adhérence cellulaire

Mouvement cellulaire

Résumé

Toxoplasma gondii, agent de la toxoplasmose, est un protozoaire ubiquitaire intra cellulaire. Après ingestion orale, T. Gondii traverse l’épithélium intestinal. Principalement véhiculé par les monocytes, il gagne alors les tissus profonds au travers de barrières biologiques telles que le placenta, la rétine ou la barrière méningo-encéphalique. Ainsi le toxoplasme, de par l’importance de ses localisations secondaires, doit traverser de nombreuses membranes basales et s’infiltrer dans la matrice extracellulaire impliquant probablement les métalloprotéinases matricielles (MMPs). Dans ce contexte, notre travail se focalise sur l’influence de l’infestation par la souche RH de T. Gondii (souche virulente de type I) sur l’expression de systèmes de dégradation de la matrice extracellulaire par des myélomonocytes humains (cellules THP-1). La souche RH de T. Gondii induit une inhibition de sécrétion et d’expression, par les cellules THP-1, des gélatinases, sans activation de ces dernières. De plus, l’infestation est à l’origine d’une inhibition de sécrétion et d’expression du TIMP-2, associée à une activation de la MT1-MMP. De plus, T. Gondii a la capacité de sécréter une protéase de masse moléculaire apparente d’environ 94 kDa dont l’activité est fortement affectée par les inhibiteurs de MMPs. Nous nous sommes intéressés à la modulation du système plasminogène/plasmine, en coopération directe avec les MMPs. Nous avons notamment montré que l’infestation cellulaire par la souche RH mène à une augmentation de la sécrétion d’uPA, couplée à une augmentation de l’activité plasmine dans les milieux conditionnés. Enfin, nous mettons en évidence une inhibition de l’adhésion des cellules THP-1 infestées à un tapis de fibronectine. Ce processus pourrait en partie être du à la surexpression de la molécule d’adhésion ICAM-1 ou à l’inhibition de l’expression de la sous-unité β2 d’intégrine par les cellules infestées. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons également montré que les trois types de souche de T. Gondii modulent différemment l’ensemble de ces systèmes. Ainsi, notre travail illustre la capacité de T. Gondii à « manipuler » la cellule hôte.

The apicomplexan Toxoplasma gondii, an obligate intracellular parasite, can infect all organs of warm blooded animals, including humans. Following oral infection, Toxoplasma initially crosses the intestinal epithelium. The parasite invades deep tissues by crossing non-permissive biological barriers such as the placenta or the blood-brain barrier. So the crossing of various basal membranes and infiltration into the extracellular matrix by T. Gondii could involve matrix metalloproteinases. In this context, our study aimed to evaluate the effect of T. Gondii RH strain (type I virulent lineage) on extracellular matrix degradation systems by human monocytic cells (THP-1 cells). T. Gondii induces a strong decrease in both proMMP-2 and proMMP-9 secretion and expression by THP-1 cells; no activation of both MMP-2 and MMP-9 was found in the conditioned media. Moreover, invasion by T. Gondii leads to a decrease in TIMP-2 secretion and expression, linked to an activation of MT1-MMP. Furthermore, T. Gondii is able to secrete a protease with an apparent molecular weight of 94 kDa; its activity is strongly affected by MMPs inhibitors. We evaluated modulation of plasminogen/plasmin system; indeed, this system actively participates, with MMPs family, in extracellular matrix degradation. Invasion by T. Gondii RH strain was found to accelerate the secretion of urokinase from THP-1 cells and plasmin activity was generated in the conditioned media. Finally, our results showed an inhibition of THP-1 cells adhesion on fibronectin. Moreover, our study demonstrated that T. Gondii invasion of THP-1 cells induced an increase in ICAM-1 expression and a decrease in β2 integrin expression. These results could explain the decrease observed in adhesion by infected THP-1 cells. We also observed that types II and III strains modulated differently these extracellular matrix degradation systems. So, our study illustrates the capacity of T. Gondii to “manipulate” host cell.