Yes / African trypanosomes, except Trypanosoma brucei gambiense and Trypanosoma brucei rhodesiense, which cause human African trypanosomiasis, are lysed by the human serum protein apolipoprotein L1 (ApoL1). These two subspecies can resist human ApoL1 because they express the serum resistance proteins T. b. gambiense glycoprotein (TgsGP) and serum resistance-associated protein (SRA), respectively. Whereas in T. b. rhodesiense, SRA is necessary and sufficient to inhibit ApoL1, in T. b. gambiense, TgsGP cannot protect against high ApoL1 uptake, so different additional mechanisms contribute to limit this uptake. Here we report a complex interplay between trypanosomes and an ApoL1 variant, revealing important insights into innate human immunity against these parasites. Using whole-genome sequencing, we characterized an atypical T. b. gambiense infection in a patient in Ghana. We show that the infecting trypanosome has diverged from the classical T. b. gambiense strains and lacks the TgsGP defense mechanism against human serum. By sequencing the ApoL1 gene of the patient and subsequent in vitro mutagenesis experiments, we demonstrate that a homozygous missense substitution (N264K) in the membrane-addressing domain of this ApoL1 variant knocks down the trypanolytic activity, allowing the trypanosome to avoid ApoL1-mediated immunity. IMPORTANCE. Most African trypanosomes are lysed by the ApoL1 protein in human serum. Only the subspecies Trypanosoma b. gambiense and T. b. rhodesiense can resist lysis by ApoL1 because they express specific serum resistance proteins. We here report a complex interplay between trypanosomes and an ApoL1 variant characterized by a homozygous missense substitution (N264K) in the domain that we hypothesize interacts with the endolysosomal membranes of trypanosomes. The N264K substitution knocks down the lytic activity of ApoL1 against T. b. gambiense strains lacking the TgsGP defense mechanism and against T. b. rhodesiense if N264K is accompanied by additional substitutions in the SRA-interacting domain. Our data suggest that populations with high frequencies of the homozygous N264K ApoL1 variant may be at increased risk of contracting human African trypanosomiasis. / This work, including the efforts of Stijn Deborggraeve, was funded by Research Foundation Flanders (1501413N). This work, including the efforts of Bart Cuypers, was funded by Research Foundation Flanders (11O1614N). This work, including the efforts of Jean-Claude Dujardin and Etienne Pays, was funded by Interuniversity Attraction Poles Program of Belgian Science Policy (P7/41). This work, including the efforts of Jean-Claude Dujardin, was funded by Flemish Ministry of Sciences (SOFI-B SINGLE). This work, including the efforts of Etienne Pays, was funded by EC | European Research Council (ERC) (APOLs 669007).

Apolipoprotéines L est une famille nouvellement caractérisée en humain sans une fonction patho- physiologique définitive. Ces protéines sont classiquement considérées être impliquées dans le transport et métabolisme des lipides, principalement due à l'association de son premier membre de la famille sécrétée l’apolipoprotéine L1 aux particules des lipoprotéines de haute densité. Néanmoins, le reste des membres sont des protéines intracellulaires (absence de domaine de peptide signal). Apolipoprotéine L1 a été initialement identifiée comme l'élément clé du facteur trypanolytique dans le sérum humain. L'exploration de la séquence des différents apolipoprotéines L a révélé un domaine distinct «B cell lymphoma-2 homology domain 3» ayant des similitudes structurelles et fonctionnelles avec le domaine B cell lymphoma-2 homology domain 3 des protéines de la famille B cell lymphoma-2. Ainsi la découverte de ce domaine peut contribuer à la compréhension de la fonction et rôle des apoLs dans différents mécanismes et processus tels que la mort cellulaire programmée, la prolifération cellulaire, le métabolisme cellulaire .Notre étude visait à caractériser les fonctions de patho- physiologique du premier membre de la famille «apolipoprotéine L1 ». L’expression de l’apolipoprotéine L1 ARNm, à partir de 48 carcinomes papillaires de la thyroïde, a été évaluée par des études à haut débit et normalisée à un pool de tissus normal de la thyroïde. Une confirmation de PCR en temps réel valide ainsi la surexpression d’apoL1 dans 91,67 % des cas testés. Le niveau élevé de l’apolipoprotéine L1 ARNm est en corrélation avec une expression protéique élevée dans les échantillons histologiques (70%), et détermine que les cellules folliculaires de la thyroïde dans la zone de la tumeur sont les cellules principales responsables de l’expression spécifique de l’apolipoprotéine L1. Nous avons étudié l'expression apolipoprotéine L1 dans le modèle de cancer pour approfondir notre compréhension des relations reliant cette expression distincte dans le cancer papillaire de la thyroïde et son rôle et fonction concernant le métabolisme du cancer (de reprogrammation métabolique :effet Warburg).7En outre, la localisation de l’apolipoprotéine L1 dans la mitochondrie des cellules cancéreuses de la thyroïde ainsi que dans la mitochondrie de levure, a été le point de départ de la recherche dans ce nouveau modèle, il nous a permis de révéler et d'introduire de nouvelles hypothèses pour expliquer l'effet inhibiteur de l’apolipoprotéine L1 en fonction des conditions métabolique variantes et l’effet pléotropiques de l’apolipoprotéine L1 sur la levure (dommages des mitochondries et vacuoles). Dans ce manuscrit, nous avons décrit nos efforts à mettre en évidence la spécificité d'expression de l’apolipoprotéine L1 dans le cancer papillaire thyroïdien notamment au niveau de la transcription ainsi que la localisation mitochondriale et l'interférence probable avec les voies métaboliques. / Option Biologie moléculaire du Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished