= Caractérisation des mécanismes moléculaires impliqués dans le paludisme sévère

Characterization of the molecular mechanisms involved in severe malaria pathogenesis

• Auteur / Autrice : Ana Sofia Nunes da Silva
• Direction : Benoît Gamain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomolécules, biologie structurales, pathologie Biothérapies
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux antipaludiques

Antipaludiques

Vaccins antiparasitaires

Érythrocytes

Plasmodium falciparum

Paludisme

Mots clés libres

PfEMP1

Résumé

L'importante virulence de P. Falciparum a été reliée à la capacité du parasite à adhérer aux cellules endothéliales de la microvasculature ou aux syncytiotrophoblastes placentaires. La séquestration de globules rouges infectés dans différents organes conduit à l'apparition des symptômes cliniques de la maladie. Les protéines variables PfEMP1, exprimées à la surface des hématies parasitées, sont les ligands parasitaires majeurs responsables de la cytoadhérence. PfEMP1-VAR2CSA est le candidat vaccinal le plus prometteur pour lutter contre le paludisme gestationnel. Afin de mieux caractériser les interactions entre la protéine VAR2CSA et son ligand naturel, la CSA, nous avons généré des VEIH contre VAR2CSA. Nous avons obtenu 19 VHHs, en grand partie dirigés contre le domaine DBLIX. Quatre VHHs contre DBL1X étaient capable d'inhiber les interactions entre les hématies parasitées et la CSA, montrant que le domaine DBL1X fait partie ou est localisé très proche du site de liaison au récepteur. Le paludisme sévère a été associé la séquestration des hématies parasitées, exprimant les cassettes de domaines DC8 ou DC13, au récepteur endothélial de la protéine C (EPCR) exprimé à l'endothélium vasculaire. Dans cette étude nous avons montré que la cassette DC8 de IT4VAR19 adhère avec une plus grande affinité à l'EPCR et HBEC5i que le domaine CIDRŒ I. 1 seul. Nous avons observé que, même si IT4VAR19 est le variant préférentiellement exprimé par la souche IT4 après sélection à l'EPCR, l'immunité humorale contre IT4VAR19-DC8 cassette et IT4VAR19-CIDR n'est pas stimulé pendant un épisode de paludisme pédiatrique sévère au Bénin. En conclusion, ce projet de thèse permet de mieux comprendre les interactions moléculaires impliquées dans l'adhérence des globules rouges parasités aux cellules endothéliales de l'hôte et contribuera à l'élaboration d'approches vaccinales ou thérapeutiques visant à protéger les patients des symptômes cliniques du paludisme sévère.

Sequestration of infected erythrocytes (IEs) is the prime mediator of disease and is mediated by members of the highly diverse PfEMP1. The aim of this thesis was to characterize the molecular mechanisms associated to pregnancy associated malaria (PAM) and severe malaria, in order to design new intervention strategies to protect patients against severe malaria clinical symptoms. PfEMP 1 -VAR2CSA stands today as the leading vaccine candidate aiming to protect future pregnant women against the severe clinical outcomes of PAM. In order to better characterize the interactions between PfEMPI-VAR2CSA and its receptor CSA, we generated VAR2CSA specific nanobodies. Following immunization of a Ilama with the full-length VAR2CSA recombinant protein, we obtained 19 nanobodies, mainly targeting the DBL1X. Four nanobodies targeting DBL1X reproducibly inhibited CSA adhesion of erythrocytes infected with the homologous NF54-CSA parasite strain, providing evidences that DBL1X domain is part or close to the CSA binding site. Severe malaria was recently associated with binding of IEs, expressing domain cassettes DC8 and DC13, to Endothelial Protein C Receptor (EPCR) pr'sent in the host endothelium. In this study we demonstrated that the IT4VAR19-DC8 binds to EPCR with a greater affinity than the CIDRa1. L domain alone and also the binding to EPCR-expressing endothélial cell line (HBEC5i) is more pronounced. We observed that although IT4VAR19 is the preferentially selected EPCR-binding variant from IT4 strain, the humoral immunity against the EPCR binding IT4VAR19-DC8 cassette or the CIDRa1. 1 domain is not boosted during a severe pediatric malaria episode in Benin. In conclusion, this thesis provide new insights on the molecular mechanisms underlying the binding of P. Falciparum infected erythrocytes to the host endothelium that will help in the development of anti-adhesive strategies to protect patients against severe malaria clinical outcomes.