Etude immunobiologique de la phase cutanéo-ganglionnaire du paludisme murin

par Laura Mac-Daniel

Thèse de doctorat en Immunologie B3MI

Sous la direction de Robert Ménard et de Pascale Gueirard.

Soutenue en 2013

à Paris 7 , dans le cadre de École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris) .


  • Résumé

    Le paludisme est une des maladies infectieuses les plus meurtrières au monde, étant responsable de près de 700. 000 morts par an. L'infection par Plasmodium, l'agent causal de la maladie, débute avec la phase pré-érythrocytaire (PE), au cours de laquelle la forme sporozoïte déposée dans la peau de l'hôte par le moustique rejoint le foie via la circulation sanguine avant d'initier une différenciation intra-hépatocytaire dans la forme qui infectera les globules rouges et causera les symptômes de la maladie. Les stades PE de Plasmodium représentent une cible privilégiée en matière de vaccination anti-palustre. A ce jour, les vaccins vivants atténués dirigés contre ces stades ont démontré leur supériorité en terme d'efficacité protectrice à la fois chez le rongeur et chez l'homme. Avec la description récente d'une nouvelle étape cutanéo-ganglionnaire, notre vision de la phase PE a complètement changé, en particulier si l'on se place dans un contexte vaccinal d'immunisation dans la peau. Si la plupart des études se sont essentiellement concentrées sur la caractérisation des effecteurs impliqués dans l'établissement d'une réponse protectrice efficace après immunisation par voie intraveineuse, peu d'éléments sont disponibles sur le devenir parasitaire après immunisation intradermique, notamment en terme d'interactions avec le système immunitaire inné. Par ailleurs, la capacité du parasite à initier un développement intracellulaire dans la peau et à rejoindre le ganglion lymphatique drainant par sa propre mobilité pose la question de l'importance des différentes formes antigéniques parasitaires dans l'initiation de la réponse protectrice au niveau du ganglion. Mon travail de thèse a consisté à disséquer les étapes précoces de la mise en place d'une immunité protectrice efficace en conditions d'immunisation par voie intradermique utilisant le modèle des sporozoïtes irradiés. A l'échelle tissulaire, le parasite irradié cible les mêmes tissus que le parasite sauvage, avec un développement arrêté dans la peau, tout comme au niveau du foie. A l'échelle cellulaire, l'inoculation d'un nombre significatif de sporozoïtes dans la peau induit une réponse inflammatoire importante au niveau de la sphère cutanéo-ganglionnaire, caractérisée par un recrutement de polynucléaires neutrophiles et de monocytes inflammatoires. Cette inflammation est corrélée à une élimination locale préférentielle des parasites et associée à une polarisation Thl de la réponse immune au niveau du ganglion lymphatique drainant. Dans les deux tissus, le parasiteM interagit préférentiellement avec les polynucléaires neutrophiles recrutés et avec les populations de cellules myéloïdes résidentes. In vitro, nous avons confirmé la capacité du parasite à envahir activement des cellules phagocytaires et avons mis en évidence pour la première fois sa capacité à se maintenir dans la peau au sein de cellules myéloïdes. Nous avons par la suite évalué l'importance des formes antigéniques parasitaires cutanées dans l'initiation de la réponse protectrice. Dans ce cadre, nous avons mis au point un protocole d'immunisation par voie intradermique efficace ainsi qu'une méthode d'évaluation de cette réponse via l'imagerie par bioluminescence. Nous avons démontré que les antigènes dérivés des formes sporozoïtes rejoignant le ganglion lymphatique drainant par leur propre mobilité jouent un rôle prédominant dans l'initiation de cette réponse comparativement au réservoir antigénique cutané.


  • Résumé

    Malaria is one of the most deadly infectious diseases in the world, being responsible for nearly 700,000 deaths per year. The infection by Plasmodium, the causal agent of the disease, begins with the pre-erythrocytic (PE) phase, during which the sporozoite deposited in the skin by the mosquito reaches the liver via the bloodstream where it differentiates into the form that will infect red blood cells and cause the symptoms of the disease. The PE stages of Plasmodium represent a privileged target for anti-malaria vaccination. Indeed, the live attenuated vaccines against these stages have demonstrated their superiority in terms of efficiency of protection in both rodents and humans. The recent description of a new cutaneous-lymph node step has completely changed our vision of the PE phase, in particular in the context of immunisation in the skin. Most studies have concentrated on the characterisation of the effectors implicated in establishing a protective immune response after intravenous immunisation, whereas there is much less information concerning the fate of the parasite after intradermal immunisation, especially the interactions with the innate immune system. Furthermore, the capacity of the parasite to initiate intracellular development in the skin and gain the draining lymph node by its motility poses the question of the importance of the different antigenic forms of the parasite in the initiation of a protective response in the draining lymph nodes. My thesis consisted in dissecting the early steps that lead to a protective immune response via intradermal immunisation with irradiated sporozoites. At the tissue level, the irradiated parasite targets the same tissues as the non-irradiated sporozoites but their development is arrested in the skin and in the liver. At the cellular level, the inoculation of a high number of sporozoites in the skin gives rise to an important inflammatory response in the skin and draining lymph nodes, characterised by the recruitment of polynuclear neutrophils and inflammatory monocytes. This inflammation is correlated with a local elimination of the parasites and is associated with a Thl polarisation of the immune response in the draining lymph node. In both tissues, the parasite interacts preferentially with recruited polymorphonuclear neutrophils and the resident myeloid cells. In vitro, we have confirmed that the parasite can actively invade phagocytic cells and have shown for the first time that it can remain in the skin within myeloid cells. We next evaluated the importance of the antigens of these skin parasites in the initiation of a protective immune response. In this context, we established an efficient protocol for intradermal immunisation and its evaluation using bioluminescence imaging. We have shown that the antigens derived from the motile sporozoites that gain access to the draining lymph node play a predominant role in the initiation of this response compared to the cutaneous antigenic reservoir.

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  • Détails : 1 vol. (252 p.)
  • Annexes : 481 réf.

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  • Cote : TS (2013) 290
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