Résumé
Les apicomplexes regroupent des parasites intracellulaires responsables de maladies graves telles que le paludisme (Plasmodium), la toxoplasmose (Toxoplasma) ou la cryptosporidiose (Cryptosporidium). L’invasion des apicomplexes est un processus hautement régulé par la sécrétion séquentielle du contenu de deux organelles apicaux spécifiques des apicomplexes : les micronèmes et les rhoptries. Bien que les mécanismes de sécrétion des micronèmes soient relativement bien caractérisés, celles des rhoptries restaient largement inexplorés. Les apicomplexes appartiennent au superphylum des alvéolés, qui comprend également les ciliés et les dinoflagellés, des organismes unicellulaires qui possèdent des organelles sécrétoires appelés trichocystes et mucocystes respectivement chez la paramécie et Tetrahymena. Bien que la forme, le contenu et la fonction des organelles de sécrétion soient distincts entre les alvéolés, il a été montré récemment que les mécanismes d’exocytose sont conservés entre les apicomplexes et les ciliés. Ils impliquent une rosette de particules intramembranaires, présente au site d’exocytose visible par cryo-fracture, et dont la formation dépend d’un complexe de protéines conservées appelées Nd (Non Discharged) et NdP (Nd partenaires). Chez les Apicomplexes, la rosette fait partie d’une structure complexe, caractérisée par cryo-electron-tomographie et appelée Rhoptry Secretion Apparatus (RSA), Pour identifier de nouveaux facteurs impliqués dans l’exocytose des rhoptries, nous avons exploité la conservation des mécanismes d’exocytose entre les ciliés et les Apicomplexes et avons utilisé Tetrahymena comme modèle d’étude. Chez Tetrahymena, les gènes impliqués dans l’exocytose des mucocystes (Nds et NdPs) sont exprimés de façon synchronisée au cours du cycle. Pour identifier de nouveaux facteurs de sécrétion, nous avons sélectionné les gènes de Tetrahymena qui avaient un profil d’expression similaires aux Nd/NdP, et qui plus est, étaient conservés chez Toxoplasma et Plasmodium. Ce crible nous as permis d’identifier une famille de protéines appelées chez Plasmodium CRMPs (Cystein Repeat Modular Protein). Ces protéines possèdent de nombreux domaines transmembranaires en position C-terminale et une longue extrémité N-terminale contenant un domaine de type EGF récepteurs. Chez les Apicomplexes, les CRMPs possèdent également un domaine de liaison aux sucres de type Microneme Adhesive Repeat (MAR). Nous avons montré que CRMP1 et CRMP2 sont impliquées dans l’exocytose des mucocystes chez Tetrahymena et que les CRMPs de Toxoplasma, CRMPa et CRMPb, sont essentielles à l’invasion du parasite, plus spécifiquement à la sécrétion des rhoptries. Chez Toxoplasma ces protéines forment un complexe avec au moins deux autres partenaires (Partner 1 et 2), qui sont également des protéines transmembranaires avec des domaines de type lectines. CRMPa et CRMPb sont associées à des vésicules cytoplasmiques, puis relocalisées au site d’exocytose des rhoptries. Contrairement aux mutants Nds et NdPs, la déplétion de CRMPa n’entraine pas de défaut de formation du RSA, suggérant une fonction distincte des Nd/NdPs et CRMPs dans la sécrétion des rhoptries. L’analyse de leur topologie a montrée qu’elles exposent leur partie N-terminale et les domaines d’adhésion au milieu extracellulaire face à la membrane de la cellule hôte lors de l’invasion. Leur appartenance aux micronèmes est une hypothèse, mais qui mérite de plus amples expériences. Notre étude nous permet de proposer un modèle dans lequel les CRMPs sont relocalisées au site d’exocytose des rhoptries juste avant l’invasion afin d’interagir avec des récepteurs membranaires de la cellule hôte et d’induire une cascade de signalisation via leur domaine intracellulaire qui déclenche l’exocytose du contenu des rhoptries. De plus notre étude a permis de montrer que ces mécanismes semblent conservés au sein des alvéolés et de valider les ciliés comme modèle d’étude de la sécrétion des rhoptries.