Parmi les mécanismes de survie intracellulaire connus, l'export de protéines solubles ou transmembranaires visant à modifier différents compartiments de la cellule-hôte est une stratégie employée par de nombreux pathogènes. Chez Toxoplasma gondii, il a été montré que les granules denses (GD) constituent la voie de sécrétion par défaut pour les protéines solubles. Par contre, le tri de protéines transmembranaires vers les GD et leur maintien sous forme soluble avant insertion membranaire post-sécrétoire font appel à des mécanismes originaux qui ont fait l'objet de ces travaux.<br />Chez le Toxoplasme, la protéine de GD GRA5 est adressée à la membrane de la vacuole parasitophore (MVP) après sécrétion. Exprimée en cellules de mammifères, GRA5 est adressée à la membrane plasmique avec une topologie de type I, ce qui démontre la particularité des mécanismes de sécrétion chez T. gondii. Par une approche basée sur des protéines chimériques présentant des domaines spécifiques de GRA5 et d'une protéine transmembranaire de la membrane plasmique parasitaire (MPP), nous avons pu identifier les déterminants de l'adressage à la MPP versus à la MVP. Nous avons ainsi pu démontrer que le domaine Nt de GRA5 est impliqué dans l'adressage soluble aux GD et est essentiel pour l'insertion membranaire post-sécrétoire dans la MVP. Ces résultats, qui ont été étendus à une autre protéine GRA transmembranaire (GRA6), divergent de l'idée largement répandue selon laquelle les signaux d'adressage des protéines transmembranaires seraient présents dans la queue C-terminale et/ou dépendraient de la longueur du domaine transmembranaire de ces protéines.

Les lymphocytes T CD8 jouent un rôle central dans l'immunité protectrice contre les pathogènes intracellulaires tels que le parasite Toxoplasma gondii (T. gondii). T. gondii réside à l'intérieur d'une cellule hôte et dans une vacuole parasitophore. L'interface entre l'hôte et le parasite comprend une membrane limitant la vacuole ainsi qu'un réseau intravacuolaire (IVN) composé de tubules membranaires fortement incurvés et dont la fonction reste incertaine. Beaucoup d'effecteurs parasitaires, incluant des sources potentielles d'antigènes pour les lymphocytes T CD8, sont sécrétés par T. gondii dans la vacuole et adressés à différents endroits dans la vacuole ou au-delà, dans la cellule hôte. A l'heure actuelle, les mécanismes contrôlant l'adressage des antigènes parasitaires dans la cellule hôte demeurent mal compris et nous ne savons pas comment le transport intracellulaire des protéines de T. gondii influence leur disponibilité par la voie de présentation CMH I et leur capacité à induire l'immunité T CD8. En utilisant une approche multidisciplinaire combinant la génétique inverse de T. gondii, la microscopie, la présentation antigénique in vitro et l'expérimentation animale, mes travaux de thèse ont montré que l'insertion d'un antigène immunodominant à la membrane limitante de la vacuole constitue une des clés de l'immunogénicité. J'ai également montré que l'association de cet antigène à l'IVN limite sa présentation par les molécules du CMH I et réduit les réponses T CD8 spécifiques de cet antigène chez la souris. L'IVN pourrait jouer un rôle immuno-modulateur dans lequel il limiterait l'accès de protéines parasitaires sécrétées au cytosol de la cellule hôte et à la voie CMH I. / CD8 T cells play a key role in protective immunity against intracellular pathogens such as Toxoplasma gondii (T. gondii) parasite. T. gondii resides inside host cell in parasitophorous vacuole. The host-T. gondii interface comprises a vacuole limiting membrane and a highly curved membraneous IntraVacuolar Network (IVN) of uncertain function. Many parasite effectors, including potential epitopes for CD8 T cells, are secreted by T. gondii to and across the boundary of their parasitophorous vacuole. Currently, the mechanisms controlling the targeting of parasite antigens to host cell are misunderstood et we don't kwnow how the intracellular transport of T. gondii proteins impacts on their access to MCH I pathway and their ability to induce CD8 T cell immunity. Using a multidisciplinary approach which combined reverse genetics in T. gondii, microscopy, antigen presentation measurements and in vivo experiments, I showed that insertion of a T. gondii dominant antigen at the vacuole limiting membrane is key for immunogenicity, yet that association of this antigen to high curvature IVN limits its presentation and curtails specific CD8 responses in mice. The IVN may play a role in immune modulation by limiting the access of parasite proteins to host cytosol and thus to MHC I pathway.

L’infection par Plasmodium, parasite responsable du paludisme, débute par l’injection de sporozoïtes par un moustique du genre Anopheles. La première cible des sporozoïtes est le foie, où le parasite se développe avant l’initiation d'une phase d'infection érythrocytaire symptomatique. Dans le foie, les sporozoïtes pénètrent activement les hépatocytes en formant une vacuole parasitophore, dans laquelle le parasite se multiplie. Cette étape, appelée invasion productive, implique des facteurs parasitaires et des protéines de l’hôte, notamment CD81. Toutefois, les mécanismes mis en jeu restent méconnus. À l’aide d’une nouvelle approche génétique développée au laboratoire, nous avons produit de nouvelles souches de parasites transgéniques fluorescents, notamment chez le parasite de rongeurs P. yoelii. L’utilisation des parasites de P. yoelii GFP et d’un système cellulaire de lignées permissives ou non à l’infection, nous a permis de mieux caractériser les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu lors de l’invasion. Nous avons confirmé que l’invasion productive est précédée d’une phase de traversée cellulaire. Nous avons découvert et caractérisé la formation de vacuoles transitoires lors de cette phase de traversée cellulaire, distinctes des vacuoles parasitophores productives. Nos résultats montrent que le parasite se sert d’une perforine parasitaire, PLP1 (Perforin-Like Protein 1), pour sortir de cette vacuole transitoire et échapper à la dégradation par les lysosomes cellulaires. Une fois activés, les sporozoïtes passent d’un mode de traversée à un mode d’invasion productive. Nous avons montré que CD81 joue un rôle dans l’invasion productive. CD81 est nécessaire pour induire la sécrétion des rhoptries parasitaires, impliquées dans la formation de la jonction mobile, une structure à travers laquelle le parasite se glisse pour pénétrer dans la cellule. Nous avons pu aussi montrer qu’une autre protéine des hépatocytes, SRBI (scavenger receptor BI), définit une voie d’entrée indépendante de CD81 pour P. berghei et P. vivax. Par une approche génétique originale, nous avons pu montrer que deux protéines des micronèmes des sporozoïtes, P52 et P36, jouent un rôle majeur dans l’entrée via CD81 et SRBI, et mis à jour un lien fonctionnel entre P36 et l’entrée via SRBI. Enfin, nous avons développé plusieurs approches génétiques pour cibler le gène d’ama1 chez P. yoelii, une protéine des micronèmes impliquées dans la formation de la jonction. Nos résultats nous éclairent un peu plus sur les mécanismes d’invasion des sporozoïtes, et ouvrent des perspectives intéressantes vers le développement de nouvelles stratégies vaccinales. / Infection with the Plasmodium parasite begins with the injection of sporozoites by an Anopheles mosquito. The first target is the liver where the parasite replicates as a pre-requisite to the development of pathogenic blood stage infection. In the liver, sporozoites penetrate hepatocytes forming a parasitophorous vacuole in which the parasite multiplies. This step, the productive invasion, involves parasitic factors and host proteins, particularly CD81, but the underlying mechanisms remain largely unknown. To facilitate monitoring of sporozoite invasion, we generated novel transgenic fluorescent parasites, using a new selection strategy named GOMO (gene out marker out) in the rodent parasite P. yoelii. The use of this transgenic parasite and of host cell lines permissive or not to infection, has allowed us to better characterize the cellular and molecular mechanisms involved during invasion. We have confirmed that the productive invasion is preceded by a cell traversal phase. We discovered and characterized the formation of transient vacuoles during this step, before formation of the parasitophorous vacuole. Our results uncovered that the perforin-like protein (PLP1) mediates sporozoite egress from transient vacuoles and escape from degradation by the cell lysosomes. Once activated, the sporozoites switch from the mode of cell traversal to productive invasion. We show that CD81 plays a role in the productive invasion. CD81 is necessary to induce the secretion of rhoptries proteins, involved in the formation of the moving junction, a structure through which the parasite glides to enter the cell. We could also show that another hepatocyte protein, SR-B1 (scavenger receptor B1), defines a CD81-independent pathway for P. berghei and P. vivax infection. Using an original genetic approach, we have shown that two sporozoite micronemal proteins, P52 and P36, play a role in the entry via CD81 and SR-B1, and highlighted a functional link between P36 and entry via SR-B1. Finally, we have developed several genetic approaches to target ama1 gene in P. yoelii, which encodes a protein involved in the formation of the moving junction. Altogether, our results contribute to improve our understanding of the mechanisms of sporozoite invasion, and open interesting perspectives for the development of novel vaccine strategies.