Four 'strains of Cryptostroma corticale' have 'been characterised morphologically and physiological1y. The growth, sporulation and gemination were affected differentially by environmental factors. A30 grew rapidly and sporulated abundantly. A32 grew well but not quite as rapidly, as A30. A31 and A33 were both equally slow with A33 producing spores in low numbers. The optimal conditions for growth sporulation and gemination under laboratory conditions have been established. The strains were mesophilic, osmoduric, carboxyduric and slightly haloduric.

N-myristoyltransferase (NMT) is a monomeric enzyme, which is ubiquitous in eukaryotes, catalysing an irreversible co-translational transfer of myristate to a particular set of proteins containing an N-terminal glycine. The work presented in this thesis illustrates the use of synthesised small molecules as a probe to investigate the role of NMT in parasites. Chapter 1 looks at the two parasitic diseases that this project targets: malaria and visceral leishmaniasis, which are caused by Plasmodium falciparum (Pf) and Leishmania donovani (Ld) respectively. Additionally, biological evidence to show that NMT is a promising drug target in these parasites is presented. Chapter 2 describes a piggy-back strategy, which was applied to discover a benzofuran compound with moderate inhibition against PfNMT. This molecule was re-synthesised and then validated as a hit by an optimised scintillant proximity assay. Chapter 3 details the process of drug design based on the inhibition data against PfNMT and structural information of the related enzymes, in which a library of 150 benzofuran analogues was generated. Importantly, the cell inhibition results provided strong evidence to chemically validate NMT as a drug target in P. falciparum, leading to the identification of a lead candidate. Chapter 4 gives the initial structure-activity relationships for LdNMT inhibitors, whereby the whole library of the PfNMT inhibitors was screened against LdNMT. In addition, combined with the parasite inhibition assay, two compounds were determined to be the early lead candidates for LdNMT inhibitors. Chapter 5 provides an overview of the work detailed in this thesis and suggests the future directions that will continue the advancement of this project.

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Les parasites Theileria (Theileria. annulata and T. parva) sont des protozoaires intracellulaires qui font partie du phylum des Apicomplexa. Theileria infecte les leucocytes bovins et les transforment en cellules cancéreuses, induisant un genre de leucémie chez le bovin et conduisant à la mort de l’animal. Les cellules infectées par Theileria démontrent certaines caractéristiques de cellules cancéreuses telles qu’une importante capacité d’invasion et de migration cellulaire. Cependant, le traitement de cellules infectées avec une drogue Theiléricide spécifique (buparvaquone) permet l'élimination du parasite et la réversion du phénotype transformé. De plus, la virulence peut être atténuée par passages répétés sur culture cellulaire. La similitude entre les cellules transformées par Theileria et la leucémie humaine fait de Theileria un modèle très important permettant l’étude des mécanismes cellulaires induits par le parasite au cours de la transformation de la cellule hôte. Mon laboratoire d’accueil a publié une augmentation significative de TGF-β2 dans les cellules virulentes et a constaté que parmi les 1158 cibles de TGF-β, 68 gènes ont été reconnus d'avoir modifié leurs niveaux de transcription concomitante avec l'atténuation. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les voies de signalisations impliquées dans la régulation de l’adhésion et l’invasion des cellules infectées par Theileria. Nous nous sommes particulièrement intéressés à l’étude de la voie de signalisation TGF-β2 et ses effecteurs. Nos résultats montrent que l’activation de la voie de signalisation de TGF-β2 par Theileria entraîne une augmentation de l’invasion et de l’adhérence des cellules transformées par deux mécanismes différents, soit en activant la voie de signalisation PGE2/EP4/cAMP/PKA/EPAC/CREB, soit en stimulant la voie GRB2/PI3-K/AP-1. Les macrophages atténués infectés par Theileria sont plus stressés oxydativement ce qui diminue leur adhérence et leur invasion cellulaire. Ceci nous a amené à étudier en collaboration avec un autre doctorant (Mehdi Metheni) le rôle de TGF-β2 dans la régulation du stress oxydatif dans les macrophages infectés par Theileria. Nos données montrent que les niveaux élevés de TGF-β2 stimule l’expression de la catalase, une enzyme anti-oxydante qui convertit le H2O2 en H2O et la baisse de H2O2 favorise la virulence en augmentant l’invasion et l’adhésion des cellules infectées par Theileria (résultats supplémentaires). De plus, nous avons examiné le statut de stress oxydatif et le type de glycolyse utilisé par les cellules infectées par Theileria. Les cellules transformées par Theileria agissent comme des cellules cancéreuses, elles consomment énormément de glucose. La protéine BAD joue un rôle important dans l’apoptose ainsi que dans la voie de glycolyse. Son activité est régulée par phosphorylation en réponse à des facteurs de croissance et de survie. BAD peut être phosphorylée par la PKA sur le résidu sérine 155. Durant ma thèse, nous avons examiné le rôle de la phosphorylation de BAD par la PKA dans la régulation du métabolisme cellulaire des macrophages infectés par Theileria. Nos résultats montrent que l’abolition de la phosphorylation de BAD par la PKA dissocie le complexe mitochondrial formé entre BAD et HK2, ce qui induit l’ubiquitynation et la dégradation de HK2 par le protéasome. La baisse de HK2 stimule la voie de phosphorylation oxydative en faveur de l’effet Warburg dans les cellules infectées par Theileria. / Theileria parasites (Theileria. annulata and T. parva) are intracellular protozoa and members of the phylum Apicomplexa. Theileria parasites are the only eukaryotes that possess the property of being able to transform another eukaryote, their leukocyte host cells. Transformed leukocytes show many characteristics of tumour cells such as heightened invasive capacity; however the tumour-like phenotype can be totally reversed upon drug induced parasite death and attenuated by multiple in vitro passages. Such multiple-passaged attenuated lines are used as live vaccines against tropical theileriosis. The similarities in tumour hyper-invasiveness between Theileria-transformed leukcocytes and human lymphomas imply that observations on Theileria-induced leukocyte transformation have the potential to give generally applicable insights into the mechanisms underpinning tumour virulence. My host laboratory described higher TGF-β2 levels in virulent infected macrophages and following microarray analysis of virulent compared to attenuated macrophages found that among the 1158 TGF-β-targets, 68 genes had altered transcript levels concomitant with attenuation. In this study, we investigate the signalling pathways involved in the regulation of cellular adhesion and invasiveness of Theileria-infected cells. We were especially interested in the study of TGF-β2 signalling in Theileria-transformed virulent versus attenuated macrophages. My results indicate that following Theileria infection of macrophages, the TGF-β2 signalling pathway is activated and induces an increase in adhesion of virulent transformed macrophages through two different mechanisms: either by activating a PGE2 / EP4 / cAMP / PKA / EPAC / CREB signaling pathway, or by stimulating a GRB2 / PI3-K / AP-1 pathway. As attenuated macrophages display heightened oxidative stress, which underpins their loss of adhesion and invasiveness, in collaboration with another PhD student (Mehdi Metheni) we investigated the role of TGF-β2 in the regulation of the oxidative stress status of Theileria-infected macrophages. Our data show that high levels of TGF-β2 increase the expression of catalase, an anti-oxidant enzyme that converts H2O2 into H2O and the drop in H2O2 output results in regain of the virulence trait heightened adhesion of Theileria-transformed macrophages to fibronectin. Theileria-transformed macrophages display many features of cancer cells such as their consumption of larger quantities of glucose. The BCL-2 family protein BAD has an alternative function in glucose metabolism separate from its role in apoptosis. The activity of BAD is regulated by phosphorylation in response to growth/survival factors. BAD can be phosphorylated on Ser155 by PKA. So during my thesis studies I examined the role of PKA mediated phosphorylation of BAD in the regulation of the cellular metabolism of Theileria-transformed macrophages. My results showed that ablation of BAD S155 phosphorylation dissociates the mitochondrial complex of BAD and HK2 and cytosolic HK2 becomes ubiquitinated and degraded by the proteasome. Loss of HK2 switches the metabolism of Theileria-transformed leukocytes from Warburg-like to OXPHOS-like glycolysis.

Les parasites Theileria (Theileria. annulata and T. parva) sont des protozoaires intracellulaires qui font partie du phylum des Apicomplexa. Theileria infecte les leucocytes bovins et les transforment en cellules cancéreuses, induisant un genre de leucémie chez le bovin et conduisant à la mort de l’animal. Les cellules infectées par Theileria démontrent certaines caractéristiques de cellules cancéreuses telles qu’une importante capacité d’invasion et de migration cellulaire. Cependant, le traitement de cellules infectées avec une drogue Theiléricide spécifique (buparvaquone) permet l'élimination du parasite et la réversion du phénotype transformé. De plus, la virulence peut être atténuée par passages répétés sur culture cellulaire. La similitude entre les cellules transformées par Theileria et la leucémie humaine fait de Theileria un modèle très important permettant l’étude des mécanismes cellulaires induits par le parasite au cours de la transformation de la cellule hôte. Mon laboratoire d’accueil a publié une augmentation significative de TGF-β2 dans les cellules virulentes et a constaté que parmi les 1158 cibles de TGF-β, 68 gènes ont été reconnus d'avoir modifié leurs niveaux de transcription concomitante avec l'atténuation. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les voies de signalisations impliquées dans la régulation de l’adhésion et l’invasion des cellules infectées par Theileria. Nous nous sommes particulièrement intéressés à l’étude de la voie de signalisation TGF-β2 et ses effecteurs. Nos résultats montrent que l’activation de la voie de signalisation de TGF-β2 par Theileria entraîne une augmentation de l’invasion et de l’adhérence des cellules transformées par deux mécanismes différents, soit en activant la voie de signalisation PGE2/EP4/cAMP/PKA/EPAC/CREB, soit en stimulant la voie GRB2/PI3-K/AP-1. Les macrophages atténués infectés par Theileria sont plus stressés oxydativement ce qui diminue leur adhérence et leur invasion cellulaire. Ceci nous a amené à étudier en collaboration avec un autre doctorant (Mehdi Metheni) le rôle de TGF-β2 dans la régulation du stress oxydatif dans les macrophages infectés par Theileria. Nos données montrent que les niveaux élevés de TGF-β2 stimule l’expression de la catalase, une enzyme anti-oxydante qui convertit le H2O2 en H2O et la baisse de H2O2 favorise la virulence en augmentant l’invasion et l’adhésion des cellules infectées par Theileria (résultats supplémentaires). De plus, nous avons examiné le statut de stress oxydatif et le type de glycolyse utilisé par les cellules infectées par Theileria. Les cellules transformées par Theileria agissent comme des cellules cancéreuses, elles consomment énormément de glucose. La protéine BAD joue un rôle important dans l’apoptose ainsi que dans la voie de glycolyse. Son activité est régulée par phosphorylation en réponse à des facteurs de croissance et de survie. BAD peut être phosphorylée par la PKA sur le résidu sérine 155. Durant ma thèse, nous avons examiné le rôle de la phosphorylation de BAD par la PKA dans la régulation du métabolisme cellulaire des macrophages infectés par Theileria. Nos résultats montrent que l’abolition de la phosphorylation de BAD par la PKA dissocie le complexe mitochondrial formé entre BAD et HK2, ce qui induit l’ubiquitynation et la dégradation de HK2 par le protéasome. La baisse de HK2 stimule la voie de phosphorylation oxydative en faveur de l’effet Warburg dans les cellules infectées par Theileria. / Theileria parasites (Theileria. annulata and T. parva) are intracellular protozoa and members of the phylum Apicomplexa. Theileria parasites are the only eukaryotes that possess the property of being able to transform another eukaryote, their leukocyte host cells. Transformed leukocytes show many characteristics of tumour cells such as heightened invasive capacity; however the tumour-like phenotype can be totally reversed upon drug induced parasite death and attenuated by multiple in vitro passages. Such multiple-passaged attenuated lines are used as live vaccines against tropical theileriosis. The similarities in tumour hyper-invasiveness between Theileria-transformed leukcocytes and human lymphomas imply that observations on Theileria-induced leukocyte transformation have the potential to give generally applicable insights into the mechanisms underpinning tumour virulence. My host laboratory described higher TGF-β2 levels in virulent infected macrophages and following microarray analysis of virulent compared to attenuated macrophages found that among the 1158 TGF-β-targets, 68 genes had altered transcript levels concomitant with attenuation. In this study, we investigate the signalling pathways involved in the regulation of cellular adhesion and invasiveness of Theileria-infected cells. We were especially interested in the study of TGF-β2 signalling in Theileria-transformed virulent versus attenuated macrophages. My results indicate that following Theileria infection of macrophages, the TGF-β2 signalling pathway is activated and induces an increase in adhesion of virulent transformed macrophages through two different mechanisms: either by activating a PGE2 / EP4 / cAMP / PKA / EPAC / CREB signaling pathway, or by stimulating a GRB2 / PI3-K / AP-1 pathway. As attenuated macrophages display heightened oxidative stress, which underpins their loss of adhesion and invasiveness, in collaboration with another PhD student (Mehdi Metheni) we investigated the role of TGF-β2 in the regulation of the oxidative stress status of Theileria-infected macrophages. Our data show that high levels of TGF-β2 increase the expression of catalase, an anti-oxidant enzyme that converts H2O2 into H2O and the drop in H2O2 output results in regain of the virulence trait heightened adhesion of Theileria-transformed macrophages to fibronectin. Theileria-transformed macrophages display many features of cancer cells such as their consumption of larger quantities of glucose. The BCL-2 family protein BAD has an alternative function in glucose metabolism separate from its role in apoptosis. The activity of BAD is regulated by phosphorylation in response to growth/survival factors. BAD can be phosphorylated on Ser155 by PKA. So during my thesis studies I examined the role of PKA mediated phosphorylation of BAD in the regulation of the cellular metabolism of Theileria-transformed macrophages. My results showed that ablation of BAD S155 phosphorylation dissociates the mitochondrial complex of BAD and HK2 and cytosolic HK2 becomes ubiquitinated and degraded by the proteasome. Loss of HK2 switches the metabolism of Theileria-transformed leukocytes from Warburg-like to OXPHOS-like glycolysis.

Plasmodium falciparum est un protozoaire parasite responsable du paludisme causant la mort d’environ un million de personnes par an. La résistance médicamenteuse du parasite augmente la pathogénicité de cette maladie. Il est question ici d’explorer les mécanismes moléculaires impliqués dans la mort cellulaire programmée (apoptose) du parasite en présence de chloroquine (CQ) et de tester l’hypothèse qu’une résistance à la CQ peut s’expliquer en partie par une défaillance de ce mécanisme de mort. Dans un premier temps l’étude des marqueurs de l’apoptose (TUNEL, JC1, formes pyknotiques) montre qu’une souche sensible de parasite (3D7) à la CQ peut subir une apoptose en présence de CQ alors qu’une souche résistante (7G8) présente un défaut d’apoptose. Dans un deuxième temps nous montrons que la protéine PfMCA1 (P. falciparum métacaspase 1) présente une structure et une maturation protéolytique proche de celui des caspases faisant de cette protéine un candidat potentiellement impliqué dans l’apoptose du parasite. Dans un troisième temps nous montrons que l’expression du domaine catalytique de PfMCA1 dans la levure induit une mort cellulaire et un retard de croissance de la levure. Nous montrons également que PfMCA1 présente une activité enzymatique de type arginase alors que les effets induit par sa surexpression peuvent être inhibés par l’ajout d’un inhibiteur de protéases spécifiques des aspartates. Ces résultats suggèrent que PfMCA1 pourrait agir comme une protéine initiatrice induisant l’action d’une protéase effectrice spécifique des aspartates conduisant à la mort cellulaire. Cette hypothèse testée chez la levure reste à confirmée chez P. falciparum / Plasmodium falciparum is a protozoan parasite responsible for malaria causing one million deaths per year. Drug resistance of the parasite increases the pathogenicity of this disease. In this thesis, it is question to explore the molecular pathway involved in programmed cell death (apoptosis) of the parasite in the presence of chloroquine (CQ) and to test the hypothesis that CQ resistance could be partly explained by a failure of such a mechanism. In a first step, we showed that a sensitive clone (3D7) exhibited the classical hallmarks of apoptosis (DNA fragmentation, mitochondrial depolarization) under a CQ pressure while a resistance clone failed to undergo apoptosis. In a second step we show that the protein PfMCA1 (P. falciparum metacaspase 1) has a structure and a processing similar to the well known caspases which are the key effectors of apoptosis for higher eukaryotic cells. In a third step we show that expression of the catalytic domain of PfMCA1 in yeast induces cell death and growth retardation of yeast. We show that PfMCA1 presented an arginine-specific protease activity while the effects induced by its overexpression were inhibited by an aspartate-specific protease inhibitor (z-VAD-fmk). These results suggest that PfMCA1 might act as an initiator protein inducing an aspartate-specific protease effector leading to cell death. This hypothesis tested in yeast remains to be confirmed in P. falciparum

Les parasites Theileria (Theileria. annulata and T. parva) sont des protozoaires intracellulaires qui font partie du phylum des Apicomplexa. Theileria infecte les leucocytes bovins et les transforment en cellules cancéreuses, induisant un genre de leucémie chez le bovin et conduisant à la mort de l’animal. Les cellules infectées par Theileria démontrent certaines caractéristiques de cellules cancéreuses telles qu’une importante capacité d’invasion et de migration cellulaire. Cependant, le traitement de cellules infectées avec une drogue Theiléricide spécifique (buparvaquone) permet l'élimination du parasite et la réversion du phénotype transformé. De plus, la virulence peut être atténuée par passages répétés sur culture cellulaire. La similitude entre les cellules transformées par Theileria et la leucémie humaine fait de Theileria un modèle très important permettant l’étude des mécanismes cellulaires induits par le parasite au cours de la transformation de la cellule hôte. Mon laboratoire d’accueil a publié une augmentation significative de TGF-β2 dans les cellules virulentes et a constaté que parmi les 1158 cibles de TGF-β, 68 gènes ont été reconnus d'avoir modifié leurs niveaux de transcription concomitante avec l'atténuation. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié les voies de signalisations impliquées dans la régulation de l’adhésion et l’invasion des cellules infectées par Theileria. Nous nous sommes particulièrement intéressés à l’étude de la voie de signalisation TGF-β2 et ses effecteurs. Nos résultats montrent que l’activation de la voie de signalisation de TGF-β2 par Theileria entraîne une augmentation de l’invasion et de l’adhérence des cellules transformées par deux mécanismes différents, soit en activant la voie de signalisation PGE2/EP4/cAMP/PKA/EPAC/CREB, soit en stimulant la voie GRB2/PI3-K/AP-1. Les macrophages atténués infectés par Theileria sont plus stressés oxydativement ce qui diminue leur adhérence et leur invasion cellulaire. Ceci nous a amené à étudier en collaboration avec un autre doctorant (Mehdi Metheni) le rôle de TGF-β2 dans la régulation du stress oxydatif dans les macrophages infectés par Theileria. Nos données montrent que les niveaux élevés de TGF-β2 stimule l’expression de la catalase, une enzyme anti-oxydante qui convertit le H2O2 en H2O et la baisse de H2O2 favorise la virulence en augmentant l’invasion et l’adhésion des cellules infectées par Theileria (résultats supplémentaires). De plus, nous avons examiné le statut de stress oxydatif et le type de glycolyse utilisé par les cellules infectées par Theileria. Les cellules transformées par Theileria agissent comme des cellules cancéreuses, elles consomment énormément de glucose. La protéine BAD joue un rôle important dans l’apoptose ainsi que dans la voie de glycolyse. Son activité est régulée par phosphorylation en réponse à des facteurs de croissance et de survie. BAD peut être phosphorylée par la PKA sur le résidu sérine 155. Durant ma thèse, nous avons examiné le rôle de la phosphorylation de BAD par la PKA dans la régulation du métabolisme cellulaire des macrophages infectés par Theileria. Nos résultats montrent que l’abolition de la phosphorylation de BAD par la PKA dissocie le complexe mitochondrial formé entre BAD et HK2, ce qui induit l’ubiquitynation et la dégradation de HK2 par le protéasome. La baisse de HK2 stimule la voie de phosphorylation oxydative en faveur de l’effet Warburg dans les cellules infectées par Theileria. / Theileria parasites (Theileria. annulata and T. parva) are intracellular protozoa and members of the phylum Apicomplexa. Theileria parasites are the only eukaryotes that possess the property of being able to transform another eukaryote, their leukocyte host cells. Transformed leukocytes show many characteristics of tumour cells such as heightened invasive capacity; however the tumour-like phenotype can be totally reversed upon drug induced parasite death and attenuated by multiple in vitro passages. Such multiple-passaged attenuated lines are used as live vaccines against tropical theileriosis. The similarities in tumour hyper-invasiveness between Theileria-transformed leukcocytes and human lymphomas imply that observations on Theileria-induced leukocyte transformation have the potential to give generally applicable insights into the mechanisms underpinning tumour virulence. My host laboratory described higher TGF-β2 levels in virulent infected macrophages and following microarray analysis of virulent compared to attenuated macrophages found that among the 1158 TGF-β-targets, 68 genes had altered transcript levels concomitant with attenuation. In this study, we investigate the signalling pathways involved in the regulation of cellular adhesion and invasiveness of Theileria-infected cells. We were especially interested in the study of TGF-β2 signalling in Theileria-transformed virulent versus attenuated macrophages. My results indicate that following Theileria infection of macrophages, the TGF-β2 signalling pathway is activated and induces an increase in adhesion of virulent transformed macrophages through two different mechanisms: either by activating a PGE2 / EP4 / cAMP / PKA / EPAC / CREB signaling pathway, or by stimulating a GRB2 / PI3-K / AP-1 pathway. As attenuated macrophages display heightened oxidative stress, which underpins their loss of adhesion and invasiveness, in collaboration with another PhD student (Mehdi Metheni) we investigated the role of TGF-β2 in the regulation of the oxidative stress status of Theileria-infected macrophages. Our data show that high levels of TGF-β2 increase the expression of catalase, an anti-oxidant enzyme that converts H2O2 into H2O and the drop in H2O2 output results in regain of the virulence trait heightened adhesion of Theileria-transformed macrophages to fibronectin. Theileria-transformed macrophages display many features of cancer cells such as their consumption of larger quantities of glucose. The BCL-2 family protein BAD has an alternative function in glucose metabolism separate from its role in apoptosis. The activity of BAD is regulated by phosphorylation in response to growth/survival factors. BAD can be phosphorylated on Ser155 by PKA. So during my thesis studies I examined the role of PKA mediated phosphorylation of BAD in the regulation of the cellular metabolism of Theileria-transformed macrophages. My results showed that ablation of BAD S155 phosphorylation dissociates the mitochondrial complex of BAD and HK2 and cytosolic HK2 becomes ubiquitinated and degraded by the proteasome. Loss of HK2 switches the metabolism of Theileria-transformed leukocytes from Warburg-like to OXPHOS-like glycolysis.

Le paludisme reste la parasitose avec les taux de morbidité et mortalité les plus élevés et son impact socioéconomique constitue un frein au développement. Il y a eu une coévolution entre l'hôte humain, le vecteur et le Plasmodium avec parfois des adaptations spécifiques de résistance. Cela s'est traduit aujourd'hui par la résistance du Plasmodium aux produits antipaludiques et des difficultés de développement de vaccin efficace. L'exploration de nouveaux axes de recherche s'avère donc pertinent pour la compréhension de certaines adaptations pouvant jouer un rôle dans la susceptibilité au paludisme. Des différences de susceptibilités au paludisme ont été décrites chez les Peulh et Dogons symatriques au Mali. La plupart des études faites pour comprendre cette différence de susceptibilité ont porté sur l'immunité. Dans ce travail, nous avons fait une approche novatrice plus globale, en étudiant l'interaction entre l'environnement, le système immunitaire et la susceptibilité au paludisme. Nous nous sommes ainsi intéressés à la relation entre l'alimentation, le métabolisme et l'immunité qui est un exemple d'interaction entre l'environnement et la biologie. Nos travaux ont permis de décrire des différences entre Peulh et Dogons du Mali en termes de taux sanguins d'AGE et sRAGE, ainsi que dans expression et le polymorphisme du récepteur RAGE. Cela pourrait avoir des implications sur le plan immunitaire et donc dans la susceptibilité au paludisme. Ces résultats constituent d'importantes données de base pour soutenir une nouvelle voie de recherche sur le paludisme en combinant l'alimentation, le métabolisme, en associant le microbiote intestinal qui suscite aussi actuellement beaucoup d’intérêt dans le paludisme / Malaria remains the parasitic disease with the highest rates of morbidity and mortality and its socio-economic impact is an obstacle to development.There has been a coevolution between human host, the vector and Plasmodium with sometimes specific adaptations of resistance, leading today into resistance of Plasmodium to antimalarial products and the difficulties to develop an effective vaccine. The exploration of new areas of research is therefore relevant for the understanding of some adaptations that may have implications in the susceptibility to malaria.Differences in susceptibility to malaria have been described in symmetric Fulani and Dogon in Mali. Most of the studies carried out to understand this difference in susceptibility have focused on immunity. In this work, we have implemented a more global and innovative approach, studying the inteplay between the environment, the immune system and susceptibility to malaria. We investigated the relationship between diet, metabolism and immunity, which is an example of interaction between environment and biology.In our study, we described differences between Fulani and Dogons of Mali in terms of blood levels of AGE and sRAGE, as well as in expression and polymorphism of the RAGE receptor. This could have implications for the immune system and therefore for susceptibility to malaria. These results provide important baseline data for supporting a new malaria research approach by combining diet, metabolism, and gut microbiota which is also currently of great interest in malaria

L'épigénétique joue un rôle majeur dans le développement érythrocytaire de Plasmodium falciparum, tels que variation antigénique, pathogenèse, différenciation sexuée. Jusqu'à présent, ces éléments n'ont jamais été décrits chez les sporozoïtes. Pour caractériser la régulation épigénétique au niveau des sporozoïtes de P. falciparum, nous avons étudié les principaux régulateurs épigénétiques PfHP1 (P. falciparum hétérochromatine Protein 1) ainsi que PfSET6 et PfSET7 (méthyltransférases histone lysine). J'ai établi une cartographie génomique des marques épigénétiques répressives associées à l'hétérochromatine, et actives associées à l'euchromatine. J'ai identifié un nouveau mécanisme stade-spécifique de contrôle de l'expression génique, qui réprimés plusieurs gènes codant pour des protéines exportées. Ce mécanisme repose sur une expansion d'hétérochromatine. De plus, je démontre qu'un membre de la famille des gènes var, qui code pour le facteur de virulence PfEMP1 des stades sanguins, est exprimé à la surface des sporozoïtes. Cette localisation contraste avec les stades sanguins, où PfEMP1 est transporté à la surface des érythrocytes et participe à cytoadhérence. L'ensemble de ces résultats ouvre de nouvelles questions biologiques: quels sont les facteurs qui régulent la formation d'hétérochromatine chez les sporozoïtes? Quelle est la fonction de PfEMP1 sur la surface d'un sporozoïte? Mes conclusions indiquent un rôle putatif de PfEMP1 lors de la migration des sporozoïtes. En outre, l'expression, à la surface du sporozoïte, d'un antigène polymorphique et spécifique de souche pourrait expliquer la réponse immunitaire souche-spécifique, induite par les sporozoïtes atténués. / Epigenetic mechanisms control key processes during Plasmodium falciparum blood stage development such as antigenic variation, malaria pathogenesis and sexual commitment. However, the epigenetic landscape has not been reported for the sporozoites stage. To characterize epigenetic regulation in sporozoites, we tested the major epigenetic regulators P. falciparum Heterochromatin Protein 1 (PfHP1) and the histone lysine methyltransferases (PfSET6 and PfSET7) in P. falciparum sporozoites. I obtained a reliable genome-wide occupancy data for repressive heterochromatin and active euchromatin marks. Notably, I discovered an unprecedented stage specific mechanism of silencing, which represses several hundreds of genes, encoding parasite surface exported proteins. This is based on an expansion of facultative heterochromatin boundaries in sporozoites. Moreover, I demonstrate that a single member of the polymorphic var gene family, encoding the blood stage virulence factor PfEMP1, is expressed at the surface of sporozoites. This is in contrast to blood stages where PfEMP1 is transported to the erythrocyte surface participating in cytoadhesion. Overall, my findings rise new biological questions including what are the factors that regulate heterochromatin boundaries and what is the function of a virulence-associated surface antigen in sporozoites stage. My findings point to a putative function of this adhesion molecule in sporozoites migration. Moreover, the expression of a highly polymporphic and strain-specific antigen on the surface of sporozoites might provide a molecular explanation for the strain-specific protective immune response induced by attenuated sporozoites.

On a montré que les PTM jouaient un rôle significatif de P. falciparum dans l'année de contrôle de la régulation transcriptionnelle, de l'expression monoaléique et de la différenciation sexuelle. Dix SET contenant des HKMTs contenant du domaine-ont été prédits; Six d'entre eux être essentiels pour le développement de stages de sang asexués. Le projet de thèse est centré sur la caractérisation biologique de PfSET7 et PfSET6. Nous avons observé l'échange de localisation cellulaire dynamique Pendant le cycle de vie: PfSET7 se trouvent dans de multiples foyers cytoplasmiques dans les stades érythrocytaires asexués et le stage de foie, et plus frappante, dans la membrane du parasite enrichie en gamétocytes. PfSET6 EXPOSÉ une localisation nucléaire dans les anneaux et un modèle ponctué dans le cytoplasme des trophozoites matures et schizontes, et est enrichi dans les structures de foyers dans le cytoplasme des gamétocytes. Pris ensemble, notre étude suggère que la méthylation non histone est beaucoup plus significative chez P. falciparum que précédemment attendu. La méthylation à médiation par PfSET7 Peut être une extension du code histone à - d'autres protéines cytosoliques; Partiellement PfSET6 s'associe à des voies de répression transcriptionnelle dans le noyau et des régulateurs post-transcriptionnels dans le cytoplasme. Une étude plus approfondie vise à identifier des cibles de domaine SET contenant des protéines dans le gène inducible knockout mutant parasite lignes. Le fait que PfSET7 et PfSET6 sont exprimés à différents stades du cycle de vie, les fait comme de nouvelles cibles pour le développement de médicaments contre cette maladie grave et de bloquer la transmission. / In P. falciparum, PTMs have been shown to play an important role in the control of transcriptional regulation, monoallelic expression, and sexual differentiation. Ten SET domain-containing HKMTs have been predicted; six of them appear to be essential for asexual blood stage development. My lab has expressed and purified two enzymatically active recombinant methyltransferase PfSET7 and PfSET6. In vitro enzyme kinetics assays shows they can methylate histones. The dissertation project is centered around the biological characterization of PfSET7 and PfSET6. We observed the dynamic changes of cellular localization during life cycle: PfSET7 are found in multiple cytoplasmic foci in asexual erythrocytic stages and liver stage, and more strikingly, enriched in parasite membrane in gametocytes. PfSET6 exhibited a nuclear localization in rings and a punctuated pattern in the cytoplasm of mature trophozoites and schizonts, and is enriched within foci-like structures in the cytoplasm of gametocytes. Taken together, our study suggests that non-histone methylation is much more important in P. falciparum than previously anticipated. PfSET7-mediated methylation may be an extension of the histone code to other cytosol proteins; PfSET6 partially associates with transcriptional repression pathways in the nucleus and post-transcriptional regulators in the cytoplasm. Further study aims to identify targets of SET domain containing proteins within the inducible gene knock out mutant parasite lines. The fact that PfSET7 and PfSET6 are expressed in different life cycle stages, makes them as novel targets for drug development that could against severe disease and to block pathogen transmission.