Étude de la multiplication des prions en culture cellulaire et analyse des formes infectieuses de la protéine PrP

par Zaira Esperanza Arellano Anaya

Thèse de doctorat en Immunologie et maladies infectieuses

Sous la direction de Didier Vilette.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .

mots clés

• Prions
• PrPres
• Scrapie cell assay
• Exosomes
• Pouvoir infectieux
• Petits agrégats protéiques
• Prions (virologie)
• Encéphalopathies spongiformes subaiguës
• Protéines -- Repliement

Résumé

L'agent infectieux et pathogène des Encéphalopathies Spongiformes Transmissibles, ou maladies à prions, est un conformère anormal (riche en feuillets beta et agrégé) de la protéine PrP, s'accumulant spécifiquement dans les cellules infectées. Nous avons tout d'abord développé un test cellulaire permettant de quantifier ces agents infectieux sans recourir à l'inoculation d'animaux. A l'aide cet outil, nous montrons que des cellules chroniquement infectées utilisent la machinerie cellulaire pour être constitutivement sécrétés en association à des microvésicules d'origine endosomale (exosomes). L'efficacité avec laquelle les prions sont secrétés semble varier fortement en fonction de la nature de la souche infectieuse. L'analyse biochimique de la PrP anormale nous a permis d'identifier des formes infectieuses peu agrégées qui pourraient être générées dans le compartiment endosomal.

Titre traduit

Study of the multiplication of prions in cell culture and analysis of the infectious forms of the PrP protein

Résumé

Prions are infectious agents responsible for transmissible spongiform encephalopathies, which are fatal neurodegenerative disorders. These agents are made of a protein (PrPsc) which becomes infectious upon abnormal folding of the normal PrPc protein. In this study, we studied the extracellular release of prions from cells chronically infected with different prion strains and we also analysed the associated abnormal PrP. We first used rabbit RK13 epithelial cells to develop a titration assay in a cell format. This system allows a fast, robust and sensitive quantification of different prion strains without resorting to animal inoculation. We then show that cell cultures infected with several prion strains secrete prions and abnormal PrP in association with microvesicles of endosomal origin (exosomes). However, the effectiveness of this release may depend on the prion strain used. Biochemical analysis of the cellular and extracellular infectious prions led to the characterization of a new form of abnormal PrP. This form is resistant to proteolysis, much less insoluble than classical PrPres and may be small aggregates of PrPres. It may be generated in the endosomal compartment.