Caractérisation de l' interaction entre les trypanosomes africains et les cellules endothéliales : activation, inflammation et rôle des trans-sialidases

Characterization of the interaction of African trypanosomes with endothelial cells : activation, Inflammation and role of trans-sialidases

• Auteur / Autrice : Zeinab Ammar
• Direction : Virginie Coustou Linares
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences, technologie, santé. Microbiologie-Immunologie
• Date : Soutenance le 26/11/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-François Moreau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Virginie Coustou Linares
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claudine Kiéda, Stefan Magez

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules endothéliales

Afrique

Trypanosomiase

Mots clés libres

Trypanosomes Africains

Trypanosomose animale africaine

Trypanosomose humaine africaine

Endothélium

Activation

Voie NF-ƘB

Pathologie

Inflammation

Trans-sialidase

Facteur de virulence

African Trypanosomes

African Animal Trypanosomiasis

Human African Trypanosomiasis

Endothelium

Activation

NF-ƘB pathway

Pathology

Inflammation

Trans-sialidase

Virulence factor

Résumé

La trypanosomose est la maladie parasitaire la plus dévastatrice en Afrique, et affecte à la fois les hommes et le bétail. Vu l’inefficacité des stratégies de contrôle actuelles, une stratégie alternative dite “anti-maladie” a été proposée dans le cadre de la trypanosomose animale. Elle vise à neutraliser les effets de la maladie plutôt qu’à éliminer le parasite. Une telle stratégie nécessite une meilleure compréhension du développement de la pathologie ainsi qu’une caractérisation détaillée des facteurs de virulence impliqués. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l’étude de l’interaction hôte/pathogène entre les trypanosomes Africains et l’endothélium de l’hôte mammifère. En comparant quatre espèces différentes de trypanosomes Africains, nous avons montré que leurs capacités d’activation des cellules endothéliales étaient distinctes. Nous avons clairement démontré que T. congolense, T. vivax et T. b. gambiense activent les cellules endothéliales via la voie de NF-ƘB, alors que T. b. brucei est incapable d’activer cette voie. Cette activation a induit une résponse pro-inflammatoire in vitro et in vivo, ce qui souligne l’importance de ce mécanisme dans le développement de la maladie. Pour la première fois, nous avons identifié une activité sialidase chez le parasite de l’homme T. brucei gambiense, et nous avons démontré que les trans-sialidases trypanosomales sont les médiateurs de cette activation endothéliale et de la réponse inflammatoire consécutive, et ceci à la fois chez les trypanosomes africains d’homme et d’animaux. De plus, nous avons montré que l’activation endothéliale implique l’activité lectin-like des trans-sialidases et non pas l’activité catalytique, ainsi que des récepteurs sialylés sur la surface endothéliale. En conclusion, ce travail a apporté des avancées considérables dans la compréhension de la relation hôte/pathogène et a permis de désigner les sialidases comme un facteur de virulence central dans le dialogue intermoléculaire durant les trypanosomoses, en faisant une cible de choix pour le vaccin « anti-maladie ».

Trypanosomiasis remains by far the most devastating parasitic disease in Africa affecting both humans and livestock. The current control strategies being not efficient, an alternative “anti-disease” strategy aiming to neutralize the pathological effects of the parasite rather than to eliminate it, was proposed. Therefore, it is essential to understand the development of pathogenesis and characterize the involved pathogenic factors. In this context, we wanted to elucidate the host-pathogen interaction between the African trypanosomes and the mammalian host endothelium. By comparing four different trypanosomes species, we showed that they displayed distinct capacities for activation of endothelial cells. We clearly demonstrated that T. congolense, T. vivax and T. b. gambiense activate the endothelial cells via the NF-ƘB pathway, but not T. b. brucei. This activation caused a pro-inflammatory response in vitro and in vivo, showing the importance of this mechanism in the development of pathogenesis. For the first time, we identified sialidase activity in the human parasite T. brucei gambiense, and demonstrated that the trypanosomal trans-sialidases are the mediators of this endothelial activation and its consequent inflammatory response, for both human and animal trypanosomes. Additionnally, we showed that endothelial cell activation is mediated by the lectin-like domain of the trans-sialidase rather than the catalytic site, and involves sialylated receptors of the endothelial cell surface. In conclusion, our study brings considerable insights into the host-pathogen relationship and designates sialidases as a central virulence factor in the molecular crosstalk during trypanosomiasis, which makes it a perfect target for the anti-disease strategy.