Développement d'un test basé sur les aptamères pour le séro-diagnostic des trichinelloses

Development of an aptamer-based test for trichinella detection

• Auteur / Autrice : Noah Brosseau
• Direction : Isabelle VALLéE, Gregory Karadjian
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Pathologie et recherche clinique
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 10/05/2023
• Etablissement(s) : Paris 12
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Créteil ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie moleculaire immunologie parasitaire
• Jury : Président / Présidente : Francoise Botterel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Isabelle VALLéE, Grégory Karadjian, Frédéric DUCONGé, Momar Ndao, Marcel Hollenstein, Hélène Yera
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marcel Hollenstein, Hélène Yera

Mots clés

Mots clés libres

Trichinella

Détection

Aptamère

Selex

Trichinella

Detection

Aptamer

Selex

Résumé

La trichinellose est une maladie zoonotique transmise par la consommation de viande crue ou insuffisamment cuite infestée par le nématode parasite Trichinella spp. Malgré les efforts visant à contrôler son émergence, lesquels se concentrent principalement sur sa détection et son élimination de la chaîne alimentaire, Trichinella continue de représenter une menace pour la santé publique dans de nombreux pays à travers le monde. Afin de faciliter la détection de Trichinella chez l'homme et l'animal, un outil précis, sensible, portable et pratique est envisagé. Au cours des dernières décennies, les aptamères sont apparus comme des alternatives intéressantes aux anticorps en raison de leurs propriétés chimiques supérieures. En plus de leurs activités thérapeutiques, les aptamères ont fait preuve d'une grande polyvalence diagnostique, comme en témoigne leur intégration dans diverses plateformes de biodétection. Dans ce contexte, les antigènes excrétoires/sécrétoires (ES) des larves musculaires infectieuses et non infectieuses de T. spiralis ont été analysés par spectrométrie de masse afin de pouvoir identifier des biomarqueurs potentiels d'infection et d'éventuelles cibles d'aptamères. En parallèle, une approche de 'Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment (SELEX)' sur larve entière (whole-larva SELEX) a été mise au point pour isoler des aptamères spécifiques des larves musculaires de T. spiralis. La spectrométrie de masse a permis d’identifier une protéine 'venom allergen-like protein' T. spiralis (TsVAL) qui a été déterminée comme étant significativement surexprimée chez les larves musculaires non infectieuses. De plus, l'identification de cette protéine a été étayée par des études in vivo, qui ont démontré sa forte immunogénicité chez la souris. Suite au whole-larva SELEX, le séquençage de nouvelle génération (NGS) et l'analyse bioinformatique ont permis d’identifier un panel d'aptamères enrichis. La liaison des larves musculaires a été évaluée par microscopie confocale à fluorescence, menant à l’identification d’un sous-ensemble de candidats avec une liaison supérieure à la cible. L’ensemble des résultats obtenus dans cette thèse fournit une base solide pour les recherches futures concernant le développement de thérapies et de diagnostics basé sur l’utilisation d’aptamères.

Trichinellosis is a zoonotic disease transmitted through the consumption of raw or undercooked meat products infested with the parasitic nematode Trichinella spp. Despite ongoing efforts to control its emergence, focusing primarily on its detection and elimination from the food chain, Trichinella continues to pose a threat to public health in countries around the world. To facilitate the detection of Trichinella in humans and animals, an accurate, sensitive, portable, and practical tool is envisaged. In recent decades, aptamers have emerged as attractive alternatives to antibodies due to their superior chemical properties. In addition to their therapeutic activities, aptamers have displayed great diagnostic versatility, showcased by their integration into various biosensing platforms. In light of this, the excretory/secretory (ES) antigens of infectious and non-infectious T. spiralis muscle larvae (ML) were analyzed by mass spectrometry in search of potential biomarkers of infection and possible aptamer targets. In parallel, a whole-larva Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment (SELEX) approach was devised to isolate aptamers specific for the muscle larvae of T. spiralis. Mass spectrometry identified a T. spiralis venom allergen-like protein (TsVAL) that was determined to be significantly over-expressed in non-infectious ML. Furthermore, this protein's identification was supported by in vivo studies, which demonstrated its strong immunogenicity in mice. Following whole-larva SELEX, Next-generation sequencing (NGS) and bioinformatics analysis identified a panel of enriched aptamers. Muscle larvae binding was evaluated by fluorescence confocal microscopy, which identified a subset of candidates with superior binding to the target. Collectively, the results of this thesis provide a solid basis for future research towards the development of both aptamer-based therapeutics and diagnostics.