La toxoplasmose, déterminée par le parasite Toxoplasma gondii, est l'une des infections les plus répandues au monde, en raison de la persistance à vie sous forme latente de ce parasite au sein de ces hôtes. Ce parasite fait partie des Apicomplexa et détourne les voies de signalisation de l'hôte par des mécanismes épigénétiques qui convergent vers des protéines nucléaires clés. Nous rapportons ici une nouvelle stratégie de persistance parasitaire impliquant la protéine de rhoptries ROP16 de T. gondii, sécrétée précocement lors de l'invasion, qui cible le facteur de transcription UHRF1 (Ubiquitin-like containing PHD and RING fingers domain 1) et induit un arrêt du cycle de la cellule-hôte. Ceci est induit par l'activité de la DNMT et le remodelage de la chromatine au niveau du promoteur du gène de la cycline B1 par le recrutement d’UHRF1 phosphorylé associé à un complexe protéique multienzymatique répressif. Cela conduit à la désacétylation et à la méthylation de l'histone H3 entourant le promoteur de la cycline B1 pour réduire de manière épigénétique son activité transcriptionnelle. De plus, l'infection par T. gondii provoque une hyper-méthylation de l'ADN dans la cellule hôte par la régulation positive des DNMTs. ROP16 est déjà connue pour activer et phosphoryler des facteurs de transcription de l'immunité protectrice tels que STAT 3/6/5 et le suppresseur tumoral p53 impliqué dans la progression du cycle cellulaire. De plus, ROP16 module ces voies de signalisation de l'hôte de manière souche-dépendante. Comme dans le cas de STAT3, les effets de ROP16 sur UHRF1 dépendent du polymorphisme d'un seul acide aminé du domaine kinase de ROP16. Ce travail montre que Toxoplasma module un nouvel initiateur épigénétique, UHRF1, via un événement précoce initié par la kinase parasitaire ROP16. / Toxoplasmosis, caused by the apicomplexan parasite Toxoplasma gondii, is one of the most common infections in the world due to the lifelong persistence of this parasite in a latent stage in its hosts. T. gondii hijacks host signaling pathways through epigenetic mechanisms which converge on key nuclear proteins. Here we report a new parasite persistence strategy involving Toxoplasma rhoptry protein ROP16 secreted early during invasion, which targets the transcription factor UHRF1 (Ubiquitin-like containing PHD and RING fingers domain 1), and leads to host cell cycle arrest. This is mediated by DNMT activity and chromatin remodeling at the cyclin B1 gene promoter through recruitment of phosphorylated UHRF1 associated with a repressive multienzymatic protein complex. This leads to deacetylation and methylation of histone H3 surrounding the cyclin B1 gene promoter to epigenetically silence its transcriptional activity. Moreover, T. gondii infection causes DNA hypermethylation in its host cell, by upregulation of DNMTs. ROP16 is already known to activate and phosphorylate protective immunity transcription factors such as STAT 3/6/5 and the tumor suppressor p53 involved in cell cycle progression. Moreover, ROP16 modulates host signaling pathways in a strain-dependent manner. Like in the case of STAT3, the strain-dependent effects of ROP16 on UHRF1 can be attributed to a single amino-acid polymorphism in ROP16. This study demonstrates that Toxoplasma hijacks a new epigenetic initiator, UHRF1, through an early event initiated by the ROP16 parasite kinase.

Toxoplasma gondii est un parasite intracellulaire obligatoire qui infecte plus du tiers de la population mondiale. La toxoplasmose oculaire (TO), qu’elle soit d’origine acquise ou congénitale, est une infection fréquente et redoutable où le pronostic visuel est fortement engagé. La présence du parasite dans le tissu rétinien, ainsi que la réponse immunitaire de l’hôte, qu’il génère participent au développement des lésions. Cependant, les mécanismes physiopathologiques aboutissant à la destruction de la rétine et ceux conduisant à la latence et à la réactivation parasitaires ne sont toujours pas clairement identifiés. De plus, des améliorations des traitements actuels semblent nécessaires afin de traiter au mieux l’ensemble des patients et d’agir également sur la forme latente du parasite et les récidives qui en découlent. Nos travaux sur des modèles murins de la phase aiguë de la TO démontrent que le facteur de virulence parasitaire ROP16 est responsable de l’augmentation de la charge parasitaire et des réponses inflammatoires oculaires Th1 et Th17. De plus, lorsque cette protéine se trouve dans un génotype parasitaire différent de celui d’origine, la pathologie oculaire en est exacerbée. Nous avons également démontré que la cytokine IL-23 participe à la destruction de la rétine et à la multiplication parasitaire. Notre modèle murin de réactivation de la TO met en évidence le rôle protecteur de la voie Th1 à travers l’IFN-γ et celui fortement délétère de la cytokine IL-6. La neutralisation de cette cytokine dans notre modèle diminue la charge parasitaire oculaire ainsi que l’ensemble de la réponse inflammatoire et n’altère en rien la structure rétinienne. Il serait donc très intéressant d’utiliser une thérapie ciblant le récepteur de l’IL-6 afin de contrecarrer les effets des récurrences de la TO. / The obligate intracellular parasite Toxoplasma gondii infects more than one third of the world population. Ocular toxoplasmosis (OT), whether acquired or congenital, is a common and frightening infection which can strongly impair the visual function. OT is considered as a major cause of posterior uveitis and retinochoroiditis is its most common manifestation. The presence of the parasite in the retina as well as the immune response it generates in the host are two factors involved in the development of ocular lesions. However, up to now, the pathophysiological mechanisms leading to the destruction of the retina and those implied in the parasite latency and reactivation have not been clearly identified. Morever, improvements of current treatments are necessary in order to give all patients a better care but also to fight the parasite latent form and relapses they may cause. Our mouse models of OT acute phase have demonstrated that the parasite virulence factor ROP16 is responsible for the parasite load increase and the Th1 and Th17 ocular inflammatory responses. When this protein is in a different genotype than its original one – this has been made possible by recombining strains – the ocular pathology is more severe. We also showed that the IL-23 cytokine was involved in the destruction of the retina and in parasite multiplication. Our mouse model of OT reactivation highlighted the protective role of the Th1 pathway through IFN-γ as well as the highly deleterious IL-6 cytokine. By neutralizing this cytokine in our model, we reduced the ocular parasite load and the global inflammatory response without modifying the retinal structure. It would be very interesting to elaborate a therapy targeting the IL-6 receptor in order to counter the effects of OT recurrences.