Les protéines RESA de Plasmodium falciparum - Conférence du 6e édition du Cours international « Atelier Paludisme » - DURAND Rémy - France - remy.durand@avc.ap-hop-paris.fr

1. LES PROTEINES RESA DE
PLASMODIUM FALCIPARUM
Dr Rémy Durand
Atelier Paludisme, IPM Avril 2008

2. Le paludisme
• Première maladie parasitaire mondiale
• 40% de la population mondiale exposée
• 500 millions de cas cliniques annuels (R. Snow, Nature
2005)
• 2 millions de morts (en Afrique, 1 enfant sur 20 avant
l’âge de 5 ans)
• Nombreux porteurs asymptomatiques ou pauci-
symptomatiques en zone de forte endémie

3. Paludisme d’importation en France
• Environ 5000 cas/an
– 1/4 enfants
– 60% migrants africains
• P. falciparum : 85%
• Pas de prévention ou inadéquate
• Mortalité : 10 à 20 cas /an

5. Structure générale des
apicomplexes

6. Le mérozoïte de P. falciparum

9. Stades érythrocytaires (d’après Silamut et al.,
Am J Pathol 1999)

10. Invasion de l’hématie

11. Cinétique de sécrétion

12. Jonction parasite/hématie

13. Formation de la vacuole parasitophore

14. Cycle intra érythrocytaire

15. Export des protéines de P. falciparum

16. Protéines à motif Pexel
(A : structure typique; B : structure de PfEMP1)

17. Le motif Pexel

18. Structure des protubérances
(knobs)

19. Adhésion à la cellule endothéliale

20. Adhésion des hématies parasitées aux cellules
endothéliales et formation de rosettes

22. Formation de rosette

25. La fièvre au cours de l’accès
palustre
• Accès fébrile : élévation de la température
corporelle.
• Réponse au stress causé par différents agents
pathogènes (bactéries, virus, parasites, levures...)
• Présente au cours de maladies auto-immunes et de
nombreuses autres pathologies dont les cancers.

26. La fièvre au cours de l’accès
palustre
• Symptôme le plus fréquent, généralement
bénin.
• Accès fébrile consécutif à la rupture des
schizontes matures : libération de toxines
(hémozoïnes +++).
• Activation des monocytes par les toxines :
libération de TNF alpha.

27. Τ
Relation cycle-manifestations cliniques
37°c
primoinfestation
8 20 J/an
Cliniquement muette
OMS

28. Modifications de l’hématie
parasitée
• Pendant l’invasion, insertion de protéines
du parasite dans la membrane de l’hématie.
• Au cours de la maturation du parasite, envoi
de protéines parasitaires dans le cytoplasme
et vers la membrane de l’hématie.

29. Remodelage de la membrane de
l’hématie par P. falciparum
• Perte de la forme normale discoïde de l’hématie,
réduction de la déformabilité (augmentation de la
rigidité membranaire).
• Augmentation de la perméabilité membranaire
(ions et autres molécules).
• Acquisition de petites protubérances (knobs),
augmentation de l’adhésion aux surfaces
endothéliales.

30. Hématie parasitée par P. falciparum
• Environ 400 protéines de P. falciparum
potentiellement exportées dans l’hématies:
– 225 protéines de virulence
– 160 protéines de remodelage
Pei et al. Blood 2007

31. Hématie parasitée par P. falciparum
• Seulement 5 protéines bien étudiées:
– PfEMP1 (P. falciparum Erythrocyte Membrane Protein
1)
– PfEMP3
– KAHRP (Knob-Associated Histidine-Rich Protein)
– MESA (Mature parasite-infected Erythrocyte Surface
Antigen
– RESA (Ring parasite-infected Erythrocyte Surface
Antigen)

32. Les protéines RESA.

33. Resa1 (Pf 155)
• Proteine de 155 kDA, codée par un gène à 2 exons du
chromosome 1.
• Présence de 2 blocs de répétitions (très immunogènes) :
répétitions 5’ et répétitions 3’.
• Entre les blocs de répétitions:
– 70 acides aminés avec homologie protéines chaperones DnaJ.
– domaine de liaison à la spectrine
• Du côté N-terminal:
– domaine analogue à la Bande 3
– motif PEXEL
– signal hydrophobe

34. Localisation de la protéine RESA
HRP1

35. Fonction antigénique des
protéines RESA

36. Rôle de la protéine RESA1
• RESA1 produite au stade mature du parasite et stockée
dans les granules denses.
• Après l’invasion, libération dans la vacuole parasitophore,
passage dans le cytosol de l’hématie, phosphorylation et
localisation sous la membrane de l’hématie.
• RESA1 détectable jusqu’à 18 à 24 h après l’invasion, puis
disparaît progressivement.
• Rôle de RESA1 au niveau du cytosquelette de l’hématie
parasitée.

37. Le cytosquelette

38. Le réseau de spectrine
• Tétramère α2β2 prédominant dans la cellule.
• Brin flexible de 200 nm de large composé
d’une succession d’unités répétées.
• Association d’une chaîne de spectrine α et
d’une chaîne de spectrine β: hétéro dimère.
• Association de 2 hétéro dimères: formation
d’un tétramère.

39. Le cytosquelette de l’hématie

40. Le cytosquelette de l’hématie

41. Schéma du cytosquelette

42. Rôle de RESA1 dans la
stabilisation de la spectrine

43. Le cytosquelette de l’hématie

44. Rôle de RESA1
• Augmentation de la stabilité mécanique de la membrane de
l’hématie parasitée.
• Inhibition de la formation de vésicules induites par la
chaleur.
• Augmentation de la résistance à une nouvelle invasion de
l’hématie parasitée.
Pei et al. Blood 2007.

45. Rôle de RESA1
• Protection de l’hématie parasitée des effets de la
température (41°C, 50 °C) par comparaison avec des
hématies saines ou infectées par des parasites RESA1
délétés.
• Augmentation éventuelle (à confirmer) de l’adhésion des
hématies parasitées au CD36 en condition de flux (des
molécules accessoires non exposées à la surface de
l’hématie peuvent moduler les propriétés d’adhésion).
Diez Silva et al. Molecular Microbiology 2005.

46. Effet de RESA1 sur la déformabilité de
l’hématie parasitée
• RESA1 réduit la déformabilité des hématies hôtes
essentiellement aux stades jeunes du parasite (anneau).
• Augmentation de la stabilité mécanique et osmotique de la
membrane de l’hématie parasitée (anneau).
• L’effet est plus prononcé aux températures fébriles.
Mills et al. PNAS 2007

47. Formation de vésicules

48. 37°C 50°C
Exposition des hématies parasitées au stade
anneau à des températures « fébriles »: inhibition
de la croissance des parasites
resa-KO
FUP/CB 0h Rings 24 h 48 h 72 h
6h
37 °C
41°C
Libération des Parasitémie
mérozoites après 72 h
resa1-KO
50
% inhibition (sur 1 cycle)
40
L’expression de RESA est corrélée à la 30
protection contre la fragmentation
spontanées des hématies à 50°C, 20
température de transition thermique
associée à la dénaturation irréversible 10
de la spectrine
0
FUP/CB A3F8 RESAKO A3F8 revertant
Diez-Silva et al; Molecular Microbiology 2005