Dissertations / Theses on the topic 'Trypanosoma. Trypanosomiasis'

In the search for a partner, the genomic locus of TGSGP was cloned and sequenced. We found that TGSGP is linked to a truncated gene homologous to the S.cerevisiae AUT1 gene, a gene implicated in autophagy and more specifically in membrane expansion. Southern blot hybridization and PCR analysis on genomic DNA from several isolates demonstrated that this feature was a specific to T.b.gambiense. In addition, we observed a correlation between the aut1 allele size and the geographical origin of the isolate.

Since in trypanosomes lysis by NHS is due to an uncontrolled expansion of the lysosome, we speculated that the truncation of the aut1 allele could be implication in the resistance to human serum. We characterized the genomic organisation of the AUT1 locus. T.b.brucei possesses two native AUT1 alleles whilst T.b.gambiense possesses a truncated aut1 allele, as well as a native AUT1 allele. We showed that in the T.b.gambiense LiTAR isolate (aut1/AUT1), despite the presence of a wild-type allele this gene is no longer expressed at the mRNA and protein level. Our complimentary results by run-on transcription assay showed that the AUT1 region is transcribed but that the messenger is unstable. LiTAR is a functional knock-out for AUT1, but Northern blot analysis on several T.b.gambiense isolates showed that this is not a generalised T.b.gambiense characteristic.

We explored the role of AUT1 in trypanosomes by invalidation of the AUT1 gene in T.b.brucei and by the over-expression of the AUT1 and aut1 alleles in T.b.brucei. By functional analysis of AUT1 knocked-down cells we showed that AUT1 is not essential in trypanosomes. By recreating in T.b.brucei the T.b.gambiense AUT1/aut1 genotype we were able to show that the expression of the aut1 UTR down-regulated the expression of the wild-type AUT1 allele. We speculated that this may be due to a natural RNAi mechanism. Par northern blot, using probes covering the potential target region of AUT1, we detected a 50nt small RNA specific to T.b.gambiense. In addition, we showed that in a LiTAR strain in which the RNAi pathway was abolished AUT1 expression is restored.

We continued to investigate TGSGP’s role in the resistance to human serum by invalidation of TGSGP in T.b.gambiense and by expressing TGSGP in the NHS-sensitive T.b.brucei. Because T.b.gambiense cannot be cultured in vitro we established a new in vivo transfection technique and as the knock-out of TGSGP is most probably lethal, we created an inducible RNAi T.b.gambiense cell strain. These indispensable tools will be used to test whether invalidation TGSGP is sufficient to confer resistance to NHS. Many strategies were tested in order to correctly expressing TGSGP in T.b.brucei; in none of these transfectants was TGSGP correctly located in the flagellar pocket as is the case in T.b.gambiense and only partial resistance was ever obtained. In order to identify the factors in human serum that could interacts with TGSGP, we subjected NHS to affinity chromatography using TGSGP as bait. We showed that TGSGP interacts with APOA-I, a major component of HDLs.

Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire
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Afin de mieux connaître les mécanismes par lesquels T. cruzi induit cette forte réponse immune de type 1 chez les nouveau-nés, nous nous sommes intéressés à l’activation de la réponse immune innée par le parasite. De nombreuses cellules peuvent être impliquées dans la mise en place d’une réponse de type 1, dont les cellules dendritiques (DCs), les monocytes et les cellules NK. Le Laboratoire de Parasitologie a montré que T. cruzi activait in vitro les DCs néonatales, les rendant capables d’induire une réponse lymphocytaire T plus orientée vers la production d’IFN-g. D’autres données obtenues chez les nouveau-nés congénitalement infectés par T. cruzi suggèrent que les cellules NK ont été activées in utero quand le parasite a été transmis par la mère infectée. Nous nous sommes ici intéressés à la capacité des cellules NK néonatales à produire rapidement de l’IFN-g en réponse à T. cruzi. Une telle production précoce est en effet un élément contribuant à orienter une réponse immune de type 1.

Nous avons effectué des co-cultures de cellules mononucléaires de sang de cordon de nouveau-nés sains (CBMC) ou de sang périphérique adulte (PBMC) avec des trypomastigotes vivants de T. cruzi. Nos résultats montrent qu’en présence d’IL-15, T. cruzi induit une forte production d’IFN-g par les CBMC. Cette réponse est précoce et est accompagnée d’une production de TNF-a mais pas d’IL-10. Les cellules NK CD56brightCD16-/low et CD56dimCD16- sont les meilleures productrices d’IFN-g dans les deux groupes d’âges. La réponse des cellules NK néonatales est substantielle mais reste légèrement inférieure à celle des cellules adultes. Nous avons par ailleurs observé un déficit de production précoce d’IFN-g par les cellules T CD3+CD56+ (NK-like) et CD3+CD56- (« classiques ») néonatales par rapport aux cellules adultes.

La réponse IFN-g par les cellules NK est proportionnelle aux concentrations de parasites et d’IL-15 et accompagnée d’une activation phénotypique des cellules NK. Il est bien connu que des cellules accessoires telles que les cellules dendritiques et les monocytes contribuent généralement à activer indirectement les cellules NK. Des expériences de déplétion cellulaire indiquent que la production d’IFN-g par les cellules NK néonatales sensibilisées par l’IL-15 fait intervenir les monocytes mais pas les DCs myéloïdes, et qu’un contact avec les monocytes est nécessaire. De plus, elle requiert un contact du parasite vivant avec les CBMC et implique l’engagement des TLR2 et TLR4, ainsi qu’une production endogène d’IL-12.

Enfin, nous avons observé que les monocytes, et non les DCs myéloïdes, sont la source précoce de l’IL-12p70. Les parasites sont capables d’induire la synthèse de cette cytokine importante pour l’initiation d’une réponse de type 1 en l’absence de cytokines additionnelles, aussi bien dans les monocytes néonataux qu’adultes. La synthèse d’IL-12 par les monocytes s’accompagne d’une augmentation de l’expression de molécules co-activatrices CD40, CD80 et CD83 à leur surface. Ces dernières pourraient dès lors jouer un rôle supplémentaire dans l’activation indirecte des cellules NK néonatales par le parasite.

Cet ensemble de résultats montre que T. cruzi active les cellules néonatales du système immunitaire et plus particulièrement la production d’IL-12 par les monocytes et d’IFN-g par les cellules NK. Cette voie d’activation monocytes – IL-12 – cellules NK – IFN-g pourrait contribuer à la levée de l’immaturité du système immun des nouveau-nés congénitalement infectés décrite plus haut. Ces observations ont d’importantes implications pour la compréhension des mécanismes de protection en début de vie et pourraient aboutir à la mise au point d’un nouvel adjuvant vaccinal permettant de réduire la polarisation Th2 physiologique des nouveau-nés.
Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques
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African trypanosomes, the prototype of which is Trypanosoma brucei, are protozoan parasites of huge clinical, veterinary and economical importance. They develop in the body fluids of various mammals (including humans) where they face and manipulate many different aspects of the immune system. The extent of this interplay is pivotal to both host and parasite survival, and depending on parasite virulence and host susceptibility, infection duration ranges from some months to several years. At the end, host survival is invariably compromised.

Humans and few other primates provide however a striking exception to this fatal outcome. They are indeed fully protected against most trypanosome infections through the presence in their blood of a so-called trypanosome lytic factor (TLF). The TLF is known to circulate mainly in the form of a high density lipoprotein particle characterized by the simultaneous presence of two primate-specific proteins: haptoglobin-related protein (Hpr) and apolipoprotein L-I (apoL-I).

We have contributed to delineate the respective roles played by Hpr and apoL-I in the lysis process.

ApoL-I was shown to be the exclusive toxin of the TLF. In its absence humans get fully susceptible to any trypanosome infection. The toxin was shown to kill the parasite after endocytosis through the generation of ionic pores in the lysosomal membrane. Those pores dissipate membrane potential and trigger the influx of chloride ions from the cytoplasm into the lysosomal compartment, leading to an eventually fatal uncontrolled osmotic phenomenon.

ApoL-I efficient delivery to the parasite relies on Hpr. African trypanosomes indeed fulfil their heme nutritional requirements by receptor-mediated internalization of the complex formed by haptoglobin, an evolutionary conserved acute-phase protein, and hemoglobin, resulting from physiological intravascular hemolysis. This heme uptake by the auxotrophic parasites contributes to both growth rate and resistance against host oxidative burst. In human serum, the trypanosome receptor is unable to discriminate between Hp and the closely related TLF-bound Hpr, explaining TLF efficient endocytosis.

As such, the TLF acts as a Trojan horse, killing the parasite from inside the cell after having deceived its vigilance through the high similarity between heme-delivering haptoglobin and toxin-associated Hpr.

Doctorat en Sciences
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Le but de notre travail était d’étudier les effets de l’infection aiguë à T. cruzi sur la capacité de reproduction de la souris. Nous avons ainsi évalué les effets de cette infection sur la fertilité, le développement et la viabilité des fœtus de souris et le rôle de l’IFN-g et du TNF produits au cours de l’infection sur le développement de la gestation.

Nous avons montré que l’infection aiguë à T. cruzi :i) diminue la capacité de reproduction de la souris ;ii) provoque une mortalité fœtale massive précoce (résorptions), tardive et néonatale associée à un retard de croissance intra-utérin, et ce, iii) en dehors de toute transmission congénitale du parasite.

Par ailleurs nos travaux montrent que la mortalité fœtale/néonatale est associée à une invasion parasitaire massive du placenta qui présente d’importantes lésions à type d’infiltrats inflammatoires, de nécrose ischémique, de dépôts de fibrine et de thromboses vasculaires. Nous avons noté qu’il existe une relation inverse entre la charge parasitaire des unités utéro-placentaires et la viabilité du conceptus, suggérant que ces lésions placentaires contribuent à la mortalité fœtale en limitant les échanges materno-fœtaux.

Enfin, nous avons également étudié le rôle de cytokines abortogènes comme le TNF et l’IFN-g, produites abondamment pendant l’infection aiguë de la souris par T. cruzi. Les taux sanguins maternels d’IFN-g étaient augmentés au 9ième mais pas aux 17ième et 19ième jours de gestation, alors que les taux de TNF sanguin et la production placentaire de cette cytokine augmentaient aux 17ième et 19ième jours de gestation. Afin d’évaluer le rôle de ces deux cytokines dans la mortalité fœtale, des souris ont été traitées par la pentoxifylline, pour inhiber la transcription du gène de TNF-a et diminuer la production d’IFN-g. Ces souris montraient une réduction de la mortalité fœtale à mi-gestation, associée à une diminution de la production du TNF placentaire, sans modifications des taux systémiques et sans effets sur l’IFN-g, suggérant la contribution du TNF dans la mortalité fœtale associée à l’infection aiguë par T. cruzi.

En conclusion, notre travail montre que l’infection aiguë à Trypanosoma cruzi exerce un effet particulièrement néfaste sur la capacité de reproduction et le développement de la gestation chez la souris et que les lésions placentaires liées à l’infection et la production de TNF par le placenta infecté contribuent à cet effet.

Doctorat en sciences biomédicales
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