Régulation des voies de signalisation immune chez le moustique Anopheles, vecteur du paludisme

Regulation of immune signalling in the malaria mosquito vector, Anopheles : the secreted mosquito leucine-rich repeat protein APL1C is a pathogen binding factor essential for immunity to Plasmodium ookinetes and sporozoites

• Auteur / Autrice : Natalia Marta Zmarlak
• Direction : Kenneth Vernick, Christian Mitri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Complexité du vivant
• Date : Soutenance le 28/06/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pasteur (Paris). Unité de génétique et génomique des insectes vecteurs
• Jury : Président / Présidente : Dominique Higuet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ryan Smith
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : George K. Christophides, Eric Marois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines -- Métabolisme

Épithélium intestinal

Aspect moléculaire

Paludisme

Génétique

Moustiques -- Vecteurs de maladies

Complément (immunologie) -- Activation

Physiologie

Anophèles

Métabolisme

Plasmodies

Mots clés libres

Anopheles

Motifs riches en leucines

Reconnaissance microbienne

Signalisation immunitaire

Système assimilé au complément

Plasmodium

Anopheles

Leucine-rich repeat

Pathogen recognition

Immune signalling

Complement-like pathway

Plasmodium

Résumé

L’anophèle est le moustique vecteur du parasite Plasmodium, responsable du paludisme. Chez ce moustique, des protéines de type LRR (à motifs riches en leucine) ont été décrites comme antagonistes cruciaux du développement de Plasmodium. L’une d’entre elles, APL1C (Anopheles Plasmodium-responsive factor) protège spécifiquement le moustique contre les parasites Plasmodium de rongeurs en collaboration avec la protéine TEP1 du complément. En combinant des approches de biologie cellulaire et de génomique fonctionnelle, mon travail de thèse montre que le repas sanguin des moustiques induit le recrutement d’APL1C au niveau du pôle basal de l’épithélium digestif. Ce positionnement d’APL1C lui permet de se lier aux stades ookinètes du parasite émergeant du côté basal de l’épithélium, et ce, indépendamment de la fonction de TEP1. Néanmoins, cette action d’APL1C requiert la contribution des phagocytes et de la Nitration. Par ailleurs, mon travail montre que l’action d’APL1C ne se restreint pas à l'ookinète car elle agit aussi contre le dernier stade de développement de Plasmodium, les sporozoïtes. Avec la capacité de se lier aux sporozoites, APL1C contrôle la prévalence d’infection des glandes salivaires du moustique, mais avec des partenaires différents de ceux agissant sur les ookinètes. Finalement, une étude transcriptomique m’a permis d’identifier des facteurs agissant en aval d’APL1C. L’ensemble de ces résultats génère de nouvelles connaissances relatives à la fonction de cette famille de protéines LRR en tant que récepteurs de reconnaissance d'agents pathogènes capable de déclencher une réponse immunitaire dans différents compartiments tissulaires du moustique.

Anopheles mosquito is a vector of Plasmodium parasite, the causative agent of malaria. The Anopheles leucine-rich repeat (LRR) proteins were described as key antagonists of Plasmodium parasites in Anopheles mosquito midgut. APL1C (Anopheles Plasmodium-responsive factor) is a representative of LRR members which specifically protects against rodent malaria parasites by stabilizing the complement-like protein TEP1. By combining cell biology with functional genomic approaches, this study shows that mosquito bloodmeal induce the presence of an extracellular layer of APL1C protein surrounding the midgut beneath of the basal lamina. Consistently with the formation of this layer, APL1C binds to the ookinetes that emerged on the basal side of the midgut. This presence occurs independently from TEP1 function, requires the contribution of the phagocytic cells and nitration pathway. In addition, APL1C defence function is not restricted to the ookinete in the midgut but it also acts against the latest Plasmodium stage, the sporozoites. APL1C inhibits salivary glands infection prevalence, and consistently, it also binds to the surface of the sporozoites in the hemocoel. However, unlike to the midgut stages, anti-sporozoites APL1C-dependent mechanism involves different partners. Moreover, RNAseq study revealed APL1C gene targets, including genes with immune-like function. These results generate novel biological insight for the function of APL1C, and probably other LRR family members, as a pathogen recognition receptor inducing immune response against pathogens that come in contact with mosquito hemolymph compartment.