Etude du rôle des P-glycoprotéines dans le dialogue moléculaire entre Haemonchus contortus et Heligmosomoides polygyrus bakeri et leurs hôtes

par Mohamed Issouf

Thèse de doctorat en Sciences de la Vie et de la Santé

Sous la direction de Cédric Neveu.

Soutenue le 16-12-2013

à Tours , dans le cadre de École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire) , en partenariat avec Pôle santé animale (Tours) (équipe de recherche) .

Le président du jury était Alain Goudeau.

Le jury était composé de Robin Beech, Attilio Di pietro, Simone Richard.

Les rapporteurs étaient Anne Lespine, Philippe Jacquiet.


  • Résumé

    Le parasitisme est un des principaux problèmes dans les élevages des ruminants. Les nématodes parasites du tractus digestif des ovins et caprins sont responsables d’importantes baisses de rendement. La maîtrise de ces parasitoses a été longtemps basée sur l’utilisation de molécules anthelminthiques. Cependant, l’efficacité des traitements est fréquemment remise en cause par l’émergence d’isolats résistants à une ou plusieurs de ces molécules. Dans ce contexte, une meilleure connaissance des mécanismes impliqués dans l’installation et la survie des parasites dans leur hôte est essentielle pour le développement de méthodes de lutte efficaces. Les P-glycoprotéines sont des pompes membranaires de la superfamille des transporteurs ABC. Ces pompes transportent des molécules très variées qui ont en commun leur caractère hydrophobe. Nous avons émis l’hypothèse de l’implication de ces transporteurs dans l’interaction hôte-parasite. Dans le contexte de ce travail nous avons identifié des séquences partielles ou complètes d’ADNc de 9 Pgps du nématode parasite Haemonchus contortus. Une forte activation des Pgps des nématodes en présence des produits de dégranulation des éosinophiles de l’hôte a été observée, démontrant ainsi l’interaction entre les Pgps des nématodes et les produits issus de l’hôte. De plus, l’exposition in vitro des nématodes parasites aux produits de l’hôte montrent après analyse par PCR quantitative une induction significative de l’expression de deux Pgps (Hco-pgp-3, et Hco-pgp-16). Chez le nématode murin Heligmosomoides polygyrus bakeri 5 Pgps ont été identifiés. D’autre part, l’analyse du niveau d’expression des Pgps d’H. bakeri a permis de montrer que le gène Hba-pgp-2 est exprimé uniquement chez les stades en contact avec les produits de l’hôte (oeufs, L4 et adultes). De plus, une induction spécifique d’Hba-pgp-2 par le cholestérol a été observée suggérant ainsi l’implication d’Hba-pgp-2 dans la capture et/ou la distribution des stérols des cellules de l’hôte indispensable aux nématodes. Ce travail constitue la première mise en évidence de l’interaction entre les Pgps des nématodes parasites et des produits issus de leur hôte. Ces résultats constituent une base solide pour le développement d’une méthode efficace permettant de bloquer ces transporteurs et d’éliminer les nématodes parasites.

  • Titre traduit

    Role of P-Glycoproteins in molecular cross talk between Haemonchus contortus and heligmosomoides polygyrus bakeri and their hosts


  • Résumé

    Gastrointestinal nematodes cause significant economic loses in goat and sheep livestocks. Control of these parasites is mainly based on anthelmintic treatments. However, the efficacy of these molecules is questioned by the emergence of isolates resistant to one or several antiparasitic drugs. In this context, a better understanding of the mechanisms involved in the nematode parasites establishment and survival in the host is essential for the development of an effective control methods. P-glycoproteins are membrane pumps belonging to the ABC transporter family. These pumps transport a wide range of hydrophobic molecules. In the present study, we hypothesized that in addition to their critical role in xenobiotic resistance, helminth ABC transporters such as P-glycoproteins (Pgps) may also be involved in the transport of host products. Using the sheep parasitic nematode Haemonchus contortus, we investigated the modulation and expression of parasite Pgps activity in response to host eosinophil granule products. These works allowed to identify nine partial or complete H. contortus Pgps. Using a rhodamine efflux assay, we provided functional evidence that host eosinophil granule products can activate Pgps from the parasite suggesting that granule products could act as potential modulators of the ABC transporters activity. We showed by quantitative RT-PCR that among nine different H. contortus Pgp genes; Hco-pgp-3, Hco-pgp-9.2, Hco-pgp-11 and, Hco-pgp-16 were specifically up-regulated in parasitical life stages suggesting a potential involvement of these Pgps during the host-parasite interaction. Using exsheated L3 larvae, we demonstrated that eosinophil granules induced in a dose response manner an overexpression of Hco-pgp-3 and the closely related Hco-pgp-16 gene highlighting the possible involvement of these Pgps in host product transport. . The mice parasitic nematode Heligmosomoides polygyrus bakeri was used for studying the involvement of Pgps in the cholesterol transport. These works allowed identifying five Pgps in H. bakeri. The analysis of the mRNA expression level of H. bakeri Pgps has shown that Hba-pgp-2 gene is expressed only in stages in contact with host products. In addition, a specific induction of Hba-pgp-2 by cholesterol was observed suggesting the involvement of Hba-pgp-2 in the capture and / or distribution of cholesterol from host cells. Taken together, our results provide the first evidence that a subset of helminth Pgps could be involved in the transport of host products. This opens the way for further studies aiming to explore the function of helminth Pgps in host-parasite interactions including host immune response evasion.


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