L'émergence de souches de Leishmania résistantes aux traitements à base d'antimoine pentavalent représente un problème particulièrement critique. Une compréhension des mécanismes impliqués dans cette résistance est alors primordiale. Le mode d'action de l'antimoine n'est pas encore bien défini mais serait multifactoriel. Dans le laboratoire, la résistance à l'antimoine chez Leishmania a été étudiée exclusivement chez la forme promastigote in vitro. Maintenant grâce à des souches amastigotes axéniques qui ont été développées dans notre laboratoire, l'étude de la résistance chez ce stade du parasite est devenue possible. Nous avons caractérisé une souche résistante amastigote axénique Sb2000.1 qui est résistante à Sblll. De plus la résistance est stable et Sb2000.1 montre une résistance croisée au pentostam à l'intérieur des macrophages. Dans le but d'identifier les gènes dont l'expression serait modifiée chez le mutant Sb2000.1, nous avons utilisé la technique des puces à ADN. Nous avons détecté la surexpression du transporteur MRPA et du gène S-adénosylehomocysteine hydrolase enzyme impliquée dans la biosynthèse du trypanothion (TSH) chez le mutant Sblll axénique amastigote. Le niveau de la cystéine mesurer par HPLC a été trouvé augmenté chez le mutant Sb2000.1. La transfection de MRPA confère la résistance au Pentostam chez les parasites intracellulaires. Cette résistance due à MRPA a été altérée par le buthionine sulfoxymine, l'inhibiteur spécifique de yglutamylcystéine synthase. Il s'agit de la première explication moléculaire d'un mécanisme de résistance à l'antimoine chez le stade amastigote via MRPA. Ces résultats nous ont incités à faire une comparaison plus détaillée de ce mutant axénique amastigote en utilisant une technique protéomique comparative de gels 2D. Notre analyse nous a révélé l'expression différentielle de plusieurs protéines et une de ces protéines qui est sousexprimée chez le mutant est kinetoplastid membrane protein 11. Le recours à la transfection ou à l'inactivation de KMP-11 chez l'isolât promastigote sensible montre que le rôle de K.MP-11 est complexe. Pour comprendre la contribution du macrophage dans le mode d'action de SbV contre Leishmania, nous avons étudié l'expression différentielle des gènes des cellules THP-1 traitées avec le Pentostam par les puces Affymetrix. L'analyse nous a suggéré l'implication de quelques gènes dans le mode d'action de SbV dont hème oxygénage.

Les parasites protozoaires du genre Leishmania sont responsables de différentes pathologies et représentent une cause importante de morbidité et de mortalité au niveau mondial. En absence de vaccins, le contrôle de la leishmaniose repose sur l’administration d’agents chimiothérapeutiques. Les médicaments disponibles sont peu nombreux et la plupart d’entre eux sont associés à des facteurs limitants, comme une toxicité relative à leur administration ou un coût trop élevé pour être utilisés de routine au niveau des zones endémiques les plus pauvres. Les composés à base d’antimoine pentavalent sont utilisés en thérapie depuis plusieurs décennies et demeurent encore aujourd’hui un traitement de première ligne contre les différentes formes de leishmanioses. Cependant, l’augmentation du nombre d’infections réfractaires au traitement, associée à la présence de foyers épidémiques de résistance, amenuisent le potentiel thérapeutique de ces molécules. Les mécanismes impliqués dans la résistance sont partiellement élucidés et ont révélé l’importance de la famille des protéines ATP-binding cassette (ABC) dans la résistance. De plus, l’étude de mutants résistants sélectionnés en laboratoire indique la présence de mécanismes de résistance supplémentaires, pour lesquels les gènes impliqués n’ont pas encore été identifiés. Les objectifs de cette thèse étaient i) de définir la famille des protéines ABC chez Leishmania et d’en effectuer l’analyse phylogénique, pour ensuite ii) étudier l’implication de la sous-famille ABCC dans la résistance à l’antimoine chez ce parasite, et finalement iii) de profiter de la disponibilité de la séquence du génome de Leishmania pour évaluer le profil d’expression génique associé au phénotype de résistance à l’antimoine à l’échelle génomique. L’analyse phylogénique a d’abord permis de démontrer la diversité de la famille des protéines ABC chez Leishmania, qui semble avoir évoluée par des événements de duplication génique suite à la divergence évolutive du parasite. Ensuite, des études de localisation protéique, associées à des expériences de surexpression génique, ont permis de déterminer la localisation intracellulaire de l’ensemble des protéines appartenant à la sous-famille ABCC chez Leishmania et de démontrer l’implication de deux d’entre elles dans la résistance à l’antimoine chez ce parasite. Enfin, une étude transcriptomique a confirmé l’importance du gène MRPA dans la résistance à l’antimoine et a permis d’identifier les mécanismes de recombinaison homologue impliqués dans son amplification chez une souche de L. infantum hautement résistante. Finalement, l’analyse transcriptomique a également révélé la présence de chromosomes aneuploïdes chez différents mutants résistants à l’antimoine, alors que la sélection d’une souche révertante partielle a permis d’observer une bonne corrélation entre les niveaux de résistance et le nombre de copies des chromosomes aneuploïdes. / The parasite Leishmania is responsible for considerable morbidity and mortality around the world. No effective vaccine is yet available against this parasite and treatment thus relies on chemotherapy. Few drugs are available and most of them are associated with limitations such as toxicity and high cost. Pentavalent antimonials have been used for decades in the treatment of leishmaniasis and remain the mainstay against all forms of Leishmania infections in most endemic regions. However, the efficacy of these compounds is compromised by the selection of resistant parasites that are now described on a frequent basis in several endemic regions. The mechanisms involved in antimony resistance are partly understood and have pinpointed the role of ATP-binding cassette (ABC) proteins. Moreover, drug resistance studies with different in vitro-selected mutants have suggested the presence of unidentified mechanisms involved in antimony resistance. The objectives of this thesis were i) to define the complete ABC protein family in Leishmania and to analaze their evolution by phylogenetic analyses, ii) to assess the role of the entire ABCC subfamily in antimony resistance, and iii) to take advantage of the availability of the Leishmania genome sequence to study the gene expression profile associated with an antimony resistance phenotype at the genomic level. Phylogenetic analyses revealed the magnitude of the ABC gene family in Leishmania, which seemed to have undergone gene duplication events following the divergence of the Leishmania lineage. Moreover, subcellular localization experiments indicated that the entire ABCC protein subfamily is located to intracellular compartments in Leishmania, and gene overexpression experiments revealed the involvement of two of these proteins in antimony resistance. Finally, a whole-genome transcriptomic study confirmed the involvement of MRPA in antimony resistance and revealed the recombination events associated with its amplification in the highly resistant L. infantum Sb2000.1 mutant. More importantly, the transcriptomic study revealed the presence of aneuploid chromosomes in at least two different antimony-resistant mutants and selection of a partial revertant strain allowed the observation of a good correlation between the antimony resistance levels and the copy number of the aneuploid chromosomes.