Rôles différentiels des petites protéines de fusion membranaire snares lors de la biogenèse des vacuoles parasitophores induites par Leishmania

Séguin, Olivier (2020). Rôles différentiels des petites protéines de fusion membranaire snares lors de la biogenèse des vacuoles parasitophores induites par Leishmania Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 258 p.

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Résumé

Leishmania est le parasite causant la leishmaniose, une maladie endémique dans près de 100 pays à travers le monde. Elle est présente sous forme viscérale, cutanée et mucocutanée selon l'espèce de Leishmania impliquée. Le parasite est phagocyté par les cellules immunitaires de son hôte mammifère suite à son injection par son vecteur, la mouche des sables. Pour survivre, le parasite modifie le phagosome en vacuole parasitophore (PV) qui peut être individuelle, petite et serrée autour du parasite (L. major), ou communale, large et volumineuse (L.amazonensis). Nous avons émis l'hypothèse que des petites protéines de fusion membranaire appelées SNAREs jouent un rôle différentiel lors de la biogenèse des deux types de PV. Nous avons d'abord établi que la vacuole communale de L. amazonensis recrute la membrane plasmique (SNAP23), les endosomes de recyclage (VAMP3), le réticulum endoplasmique (STX18) et le trans-Golgi (Vti1a) tout en fusionnant avec les lysosomes (LAMP1). D’autre part, seuls les endosomes tardifs (VAMP8) sont recrutés aux PV individuelles de L. major sans fusion avec les lysosomes, indiquant deux mécanismes de survie distincts. En infectant des macrophages dérivés de la moëlle osseuse (BMM) de souris Vamp3-/-, nous avons démontré une augmentation significative de la survie et du volume de la PV de L. amazonensis. Nous avons également observé une augmentation significative du recrutement de la sous-unité TCIRG1 du domaine V0 de la V-ATP-ase aux PV de L. amazonensis en absence de VAMP3. Le domaine V0 pourrait favoriser la fusion membranaire à la PV de L. amazonensis et jouer un rôle anti-inflammatoire. De plus, il est impliqué dans l'élargissement des PV de L. amazonensis en modulant l'homéostasie du cholestérol. Pour évaluer la capacité inflammatoire des BMMs Vamp3-/-, nous avons quantifié leur production d'oxyde nitrique (NO) suite à un traitement à l'interféron et au LPS. Cette production, et leur capacité à éliminer L. amazonensis se révéla réduite de moitié en absence de VAMP3. De plus, l'homéostasie du cholestérol est importante à la présentation antigénique au CMH-I. Nous avons trouvé, en absence de VAMP3, une présentation antigénique croisée augmentée. En conclusion, nos travaux mettent en évidence la participation de VAMP3 comme régulateur négatif de l'infection par L. amazonensis, ainsi que de la présentation antigénique croisée.

Leishmania is the parasite responsible for Leishmaniasis, a disease endemic in roughly 100 countries around the world. This disease can be visceral, cutaneous or mucocutaneous depending on the Leishmania species involved. Following the bloodmeal of its vector, the female sandfly, the parasite is quickly phagocytosed by its mammalian host immune cells. To survive, the parasite then transforms the phagosome into a parasitophorous vacuole (PV) that can be individual, small and tight around the parasite (L. major) or communal, large and spaceous (L. amazonensis). We proposed that SNAREs, little fusion proteins, are differentially inviolved during both PV types biogenesis. Using mice bone marrow derived macrophages (BMM) and fluorescent microscopy, we first established that L. amazonensis communal PV recruits SNAREs and membrane from the plasma membrane (SNAP23), the recycling endosome (VAMP3), the endoplasmic reticulum (STX18) and the trans-Golgi (Vti1a) with fusion with the lysosomes (LAMP1). On the other hand, only the late endosomes (VAMP8) accumulate on L. major individual PV without fusion with the lysosomes, indicating two different survival mechanisms. Using Vamp3-/- BMMs, we found that, in the absence of VAMP3, the viability of L. amazonensis and the volume of its PV doubled. We also observed a highly significative recruitment of the TCIRG1 subunit of the V0 of the V-ATPase. The V0 was previously proposed to act as a membrane fusion promoter and as an inhibitor of the inflammatory response. It was also shown to control L. amazonensis PV biogenesis via cholesterol homeostasis. We verified the inflammatory capacity of IFN-ɣ and LPS stimulated Vamp3-/- BMMs through nitric oxide (NO) quantification. We found that their NO production and their ability to eliminate L. amazonensis was reduced by roughly 50%. Cholesterol homeostasis also plays a role during antigen presentation to MHC-1. We found that antigen cross-presentation was augmented in the absence of VAMP3 during Leishmania infection. In conclusion, our work demonstrates the participation of VAMP3 as a negative regulator in L. amazonensis infection as well as a negative regulator of antigen cross-presentation.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Descoteaux, Albert
Mots-clés libres:	Leishmania; macrophage; fusion membranaire; SNAREs; VAMP3; V-ATPase; présentation antigénique croisée; antigen cross-presentation; membrane fusion
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	15 juill. 2021 14:49
Dernière modification:	01 mai 2022 04:00
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/11198

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