Toxoplasmose amazonienne : Biodiversité de Toxoplasma gondii chez l’homme et l’animal, conséquences pathologiques et mécanismes de virulence


Directrice de thèse : Madame PIERRE-DEMAR Magalie
Spécialité : Physiologie, Biologie des organismes, populations interactions
Date de soutenance : lundi 18 mars 2019
Heure : 10h00
Lieu : Salle des conseils de l’université de Guyane
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Résumé :

Découvert en 1908 simultanément en Afrique du Nord et au Brésil, Toxoplasma gondii est un parasite des vertébrés à sang chaud (mammifères et oiseaux). Ce parasite, responsable de la toxoplasmose, se développe à l’intérieur des cellules. La contamination humaine est principalement orale par ingestion de viandes, de légumes ou d’eaux contaminées par des oocystes (œufs) de T.gondii. Mais il peut également y avoir contamination du fœtus par passage du parasite à travers la paroi placentaire. Et dans de très rares cas, une contamination peut aussi avoir lieu lors d’une transfusionsanguine ou d’une transplantation.

Bien qu’on estime que plus d’un tiers de la population mondiale soit porteur de ce parasite, cette maladie reste bénigne chez les personnes immunocompétentes.Elle est par contre, beaucoup plus grave chez les personnes immunodéprimées pour diverses raisons (SIDA, chimiothérapies,…). Le parasite peut alors se développer et provoquer de graves lésions neurologiques ou oculairespouvant entrainer le décès du patient si un traitement n’est pas mis en place.

Les souches de T.gondii circulantes en Amérique du Nord et en Europe ont été regroupées en trois grandes lignées clonales : type I (virulence importante), type II (virulence intermédiaire) et type III (faible virulence). C’est le type II qui est retrouvé très majoritairement. Avec le développement d’outils de biologie moléculaire, de nouvelles souches, avec un génotype particulier, ont été caractérisées. Des études ont montré la présence de souches avec des génotypes différents des 3 souches clonales en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud. En Guyane française, la présence de souches «atypiques» de T. gondii chez les animaux sauvages et domestiques a été émise en évidence au début des années 2000. Ces souches non type I, type II ou type III ont un pouvoir pathogène très important, même chez les personnes immunocompétentes. Plusieurs cas ont été diagnostiqués au centre hospitalier de Cayenne, mettent en jeu le pronostic vital des patients.

Le but de notre étude est d’essayer de comprendre les mécanismes de virulence mis en place par ces souches ‘atypiques’ de T. gondiien Guyane si particulières et méconnues. 10 souches ont été sélectionnées : 5 souches isolées de patients hospitalisés au Centre Hospitalier de Cayenne ayant des symptômes avec un gradient de sévérité mettant en jeu le pronostic vital et 5 souches isolées pour 2 de la faune sauvage et pour 3 de la faune domestique. Ces souches ont été comparées à 3 souches de référence correspondant aux 3 lignées clonales (type I, II et III). Cette étude a comporté 3 volets :

Un volet portant sur la génétique afin de déterminer si la virulence de ces souches été liée à une modification de leur ADN. La comparaison de 13 marqueurs microsatellites  a révélé un grand polymorphisme des souches guyanaises confirmant le fait que ces souches ne sont pas issues d’une seule lignés. Le séquençage de 8 gènes potentiellement impliqué dans la virulence a également démontré une divergence importante sur certains gènes comme GRA3 ou ROP18 pourtant décrit comme un acteur majeur de la virulence de T. gondii. Une étude phylogénétique a démontré que sur les 10 souches étudiées, 7 ont un ancêtre commun avec la souche RH de type I (la plus virulente), 1 avec la souche PRU de type II (virulence intermédiaire) et 2 avec la souche VEG de type III (virulence faible).L’analyse de 8 gènes potentiellement impliqué dans la virulence des souches a montré une surexpression de certains gènes comme ROP18 mais uniquement dans les souches guyanaises et la souche RH. L’utilisation de puces à ADN a montré que sur les 8 gènes séquencés, seul le gène ROP18 était surexprimé sauf pour les souches ayant une forte variabilité génétique. D’autres gènes présentent une surexpression dans les souches guyanaises avec des taux proche de ceux présents dans la souche RH comme la nucléoside-triphosphatase ou la cyclophiline.

Un autre volet a consisté à étudier la virulence dans le modèle murin. Toutes les souches guyanaises présentent un profil de virulence proche de la souche RH avec une mortalité importante et rapide. Les valeurs obtenues pour  la Dose Létale 50 (DL50) et 99 (DL99) ont confirmé le caractère virulent de ces souches. Avec ces résultats, nous avons établit un score prédictif de virulence afin de classer les souches guyanaises par rapport aux souches de référence. Les 10 souches étudiées ont un score compris entre 2,42 et 4,9 proche de la souche RH avec un score de 5,89. Les souches PRU et VEG ont respectivement des scores de 1,07 et 0,32.

Le dernier volet a été l’étude de 24 cytokines – chemokines lors la réponse immunitaire chez le modèle murin à T0h, T24h, T48h, T96h et T168h post infection. L’infection à T. gondii chez la souris provoque une augmentation de certaines cytokines- chemokines qui peut être très important notamment chez la souche RH. La réalisation de Heatmaps et d’un Hierarchical Clustering sous Perseus confirme la présence de 2 clusters qui se démarquent chez RH, qu’on en retrouve seulement pour les autres souches. Un cluster consensus en cependant présent chez toutes les souches (IFN-g, IL-12p40, l’IL-15, le GCSF et IP10) ce qui oriente la réponse immunitaire vers la voie Th1. Une analyse MDS-LDA sous ‘R’ nous a permis de dégager un profil immunitaire des souches face à l’infection à T. gondii. On retrouve donc plusieurs groupes distincts : RH seul ; un groupe avec VEG et JAG, un groupe avec FAM0001 et PRU et le dernier groupe avec AKO, MEL et VIT0001.

Si la présence de souches ‘atypiques’ de T. gondii en Guyane n’est plus à démontrer, il est à noter que ces souches ont des caractéristiques génétiques uniques en dehors des souches clonales rencontrées habituellement. Même si certains gènes des souches atypiques ont des similitudes avec des souches ayant une virulence faible, on constate cependant que cela ne diminue pas leur virulence. La réaction immunitaire mise en place par l’hôte ne parvient pourtant pas à éliminer l’infection qui peut se révéler grave en l’absence de traitement. La rencontre entre le milieu sylvestre et domestique va être de plus en plus fréquente avec l’augmentation des zones anthropisées sur la forêt amazonienne. La présence de ces souches chez des animaux domestiques le prouve. Une surveillance particulière devrait être apportée aux chats domestiques (hôtes définitifs) pour éviter la dissémination de ces souches hors de leur milieu originel ce qui pourrait représenter un réel risque pour la santé humaine.

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