Les carboxypeptidases B d’Anopheles gambiae impliquées dans le développement de Plasmodium falciparum - Conférence de la 6e édition du Cours international « Atelier Paludisme » - LAVAZEC Catherine - France - clavazec@pasteur.fr
Histologie de la Cavité Buccale (Chapitre 1/3 de l'Histologie du l'appareil d...
Les carboxypeptidases B d’Anopheles gambiae impliquées dans le développement de Plasmodium falciparum
1. Les carboxypeptidases B
d’Anopheles gambiae impliquées
dans le développement de
Plasmodium falciparum
Catherine Lavazec
Institut Pasteur Paris
Atelier Paludisme 2008
4. 14 heures : Formation des ookinètes
24 heures :
Pénétration des ookinètes
48 heures : Initiation du
développement des oocystes
Développement sporogonique de Plasmodium
D’après Riehle et al, 2003
5.
6. Stratégies de blocage de la transmission
Moustiques transgéniques Vaccin bloquant la transmission
Homme
Moustique
gamétocytes
gamètes
zygote
ookinète
oocyste
Epithelium
digestif
Anti-parasite
Anti-moustique
Shin et al, J. Exp. Biol., 2003
7. Intérêt d’un vaccin bloquant la transmission
basé sur un antigène de moustique
- Protéine recombinante plus facile à produire
- Efficace sur différentes souches de parasites, résistantes ou non
- Peut affecter la survie et la fécondité des moustiques
9. Differential display
1 : sang non parasité
2 : sang + formes asexuées
3 : sang + gamétocytes
1 2 3
Gene A
Gene B
Gene C
Gene D
Actine
Identification de gènes d’An. gambiae
RT-PCR semi-quantitative
Bonnet et al, 2001
14. 5 CPB
5 CPA
13
séquences
Fonction?
5 CPB putatives chez An. gambiae
Famille de carboxypeptidases
cpbAg1 VFMDGGIHAREWAGV--WRKNRSPGNVLCYGVDLNRNFP--YLAVHTYGEMIL--NSADILYTASGATDDYAYS-LGVPYSYTLELTGGGSQG--FDL--QTFELLKVFGQHAGTLSVTS
cpbAg2 VFVDAGIHAREWAAP--WRKTRRPAGRNCVGVDGNRNYD--YLSLHTYGQYLL--SSTNVLYAAAGGSDDYAYAVADVPISMTMELPGGGSQG--FNP--ETFVGVRAMALEVARNYS--
cpbAg3 VFIDGGIHAREWAGV--WRKNRFPATILCTGIDLNRNWD--YLAVHTYGDMIL--NSAEILYTANGCSDDYVAGVIGARYAYTLELTGGGRNG--FDL--QTFQIYRTMANNA-------
cpbAg4 IWMDGGIHAREWISP--WRKNRGGLQYGCAGVDLNRNYG--FLTFHSYGQYIL--PSGSTLYPAAGGSDDWARGALNIKYAYTVELRDTGRYG--FVL--EAVAFVDIIAQEV-------
cpbAg5 VFIDGGIHAREWAGV--WRKNRSPGNVLCYGVDLNRNFP--YLAVHTYGEMIL--NSADILYTASGATDDYAYS-LGVPYSYTLELTGGGSQG--FDL--QT------------------
cpaAg1 VFLEGGIHAREWISP--WRKTRKAYGPFCYGADPNRNWD--YIAFHSYSQLLL--NVYDAIYPASGSSVDWSYGAQDVKIAYTYELRPDGDAWNGFVL--ETLDSLITLLEESSARGYYDEKH
cpaAg2 IFIEANIHAREWISS--WRKTRQPVNALCVGADPNRNFD--QFSFHSYGQYLL--NSASVLYTTSGSTVDYFVGVHGTKLGFTFEFRDTGAT--GFVL--ETLNGIIAFVAEAKTLGYV----
cpaAg3 IFIESNIHAREWITS--WRKNRYPHNVLCYGVDMNRNFP--YLSFHSYGQYIL--TTADVLYIASGSSPDWAHGTHGTPVAATFEFRDNGYH--GFIL--EVLDGLVAFCRKGKELGHLTV--
cpaAg4 IVVEGGIHAREWISP--WRKNRKPYG-LCRGVDLNRNFD--YIALHSYSQLLM--SKYETIYPSSGGSIDWAYRPGGVPVSLTFELRGPPDSTDMFIL--ETLAAFVAIVQEAARLGYYDS--
cpaAg5 VFVVANMHAREWAAM--WRKNRAPQQDNALGVDLNRNFG--FVDLHTYGEYIL--TPPQLLYAVSGSSLDYCYSV-GVKACIAIEL---TGD--GFEI--EALAAVQAM--------------
cp-like1 VLVDAGVHAREWASH--WRKNRFAGNVMCVGTDVNRNFP--YLSLHSCGEYIL--ASGLL-YLATGSD-DFIYGAYGVQYAYTLELSCGNR-GYGFII--ETFEMMKVFGVHAGSLKISKRP
cp-like2 VFMEGTIHAREWISA--WRKTRSRQNVLCYGADPNRNWD--YLDFHASGQLLM--IAEII-YVASGSSLDWVKGTLQTPLTFAYELRDTG--EYGFLL--ETLDSVIVILEEGKAMGYH
cp-like3 VFVECGIHAREWISP--WRKNMQPYGVCRGVDL-NRNFA--YFSVHSFSQLVM--MIETI-YPSSGDSVDWVYSALGVPVAYTFELRGPPDSTNMFVL--ELLAAFIAMLGEATRLSYYDGERQEL
cp-like4 IIVVANLHAREWAAT--WRKNR----NSPLGIDLNRNFG--YVDLHTFGETIL--PAERS-FKESGSSIDYCFSLNIKACIAV-EL-TAGSYELQNNT--AVLTMAVYANAGNSPL
cp-like5 ILIDAGIHAREWITV--WRKTRRPLGPRHRRS--NRNFN--YLSLHSYAKAIL--ASTVLNRPVGGSSIDYAHDIEKVPVALVMEVASK-----GFHP--ESWIGIGAMVNCLASSFRSVLKGSGTLHLRZ
cp-like6 VFVVANMHAREWAAM--WRKNRAPQQDNATGVDLNRNFA--YVDLQTFGEYIL--GTLSD-LAHPVSGSSMDYCYFVG--
cp-like7 VFVEAGAHGHEWIGP--WSKNRSNHTQAHPAG--NRNWA--YLSLQAYGQLLA--YALEPVTGPATYGTATGYARYGAGIRYSYTLRLPDRGTHGFLL--DTLELL
cp-like8 IFVVANLNAREWAAM--WRKNRYPQTETEFGTDLNRNFD--YVDLQAYGEYLM--YLVGSAAELTKPAPGSSIDYCLSVGVKACIAMKL-TNRSYEIR--ALAAVQAMADKADEG
cp-like9 IFVVANLNAREWAAM--WRKNRAPQTVIDFGTDLNRNFD--YVDLQAFGEYLM--YLVGSAAE-IMKEASGSSIDYCLSVGVKACIAMKL-TSQGYE--QQALAAVQAMAVKADGG
cp-like10 VLVEAGLRAREWISP--WLKSRSVNGNGCFGVDLNRNFG--YPFSHSATTNPA--SIDFVAGTVQPDLVFTL------------ETGAGGN--YGYD--SETTYGFLTMAEYVANNK
cp-like11 VILVANLHAREWAAM--WSKNRSPQPNSRTFGVDNGNFG--YADMHTFGNHIF--GTSAHLFERTYGSSLDYCHSVGINVCLWFEL-----TNVGFQI--EAWAAITAMAVRANQIVDVFYPE
cp-like12 IFIESNIHAREWITS------
cp-like13 IIVIGNLQAREWVGM--WNKNRSPQSNANFGV--NFNNQ--VDLQGFGQLILM--DVGIASDYFPFAYGVCHDYCNAIGVKTCLTLRQ-TMQEYEIS--AFVAIHAMAEKSNLSNI
H RE R R H Y Y D E F
15. Expression des CPB chez An. gambiae
cpbAg1 et cpbAg2 sont les seuls gènes de CPB
exprimés dans le tube digestif des Anopheles femelles
cpbAg1
cpbAg2
cpbAg3
cpbAg4
cpbAg5
Exprimé
Exprimé
Non Exprimé
Non Exprimé
Non Exprimé
ADNgNG NI Pf H20
16. Expression en présence de P. falciparum
Sang non parasité
Gamétocytes
Stades asexués
14h
Ratiod’expression(%)
300
100
500
700
900
cpbAg1
300
100
500
700
900
24h
500
300
100
700
900
48h
cpbAg1 et cpbAg2 sont surexprimés
spécifiquement en présence de gamétocytes
cpbAg2
14h
Ratiod’expression(%)
24h 48h
300
100
200
300
100
200
300
100
200
Lavazec et al, Infection and Immunity, 2007
17. Activité CPB in vivo
Activité CPB induite
par le repas de sang
ActivitéCPB(mU/TD)
Activité CPB modifiée
en présence de gamétocytes
de P. falciparum
0 14h 24h 48h
5
4
3
2
1
0
- Corrélation entre l’expression des gènes et l’activité CPB
- Rôle dans le développement de Plasmodium falciparum?
Lavazec et al, Infection and Immunity, 2007
18. Le rôle de l’activité CPB dans le
développement de Plasmodium
- 3 -
19. + aa
CPB
Anticorps
anti-CPBAg1
1
S aa S
2
S + aa
+ Substrats
synthétiques
CPB
3 + Arg / Lys
Activité CPB :
- limite le developpement du parasite?
- facilite le developpement du parasite?
24. Hip + aa
+ Hip-Arg
+ Hip-Lys
2 Substrats
synthétiques
+ aa
CPB
SS aa
50
40
30
20
10
T - 0,01 mM 0,1 mM 1 mM
Prévalenced’infection(%)
Hippuryl - Arginine
Prévalenced’infection(%)
50
40
30
20
10
T - 0,1 mM 1 mM 10 mM
Hippuryl - Lysine
L’activité CPB facilite le développement du parasite
25. aa
+ aa
CPB
SS aa
3 Acides aminés
+ Arginine
50
40
30
20
10
T - 0,1 mM 1 mM 10 mM
Prévalenced’infection(%)
L - Arginine
60
L’Arginine serait
impliquée dans le
développement
parasitaire
26. Voies de synthèse de l’Arginine
Ornithine
Glutamate
Citrulline
Arginino
succinate
Arginine
Anopheles gambiae
Plasmodium falciparum
Proline
Pyrroline-5-
carboxylate
Apport exogène d’arginine indispensable pour Plasmodium
27. Le rôle de l’Arginine
chez Plasmodium et Anopheles
L-Arginine
urée
Ornithine PolyaminesNO
citrulline
Arginine-phosphate
Défenses immunitaires
Réserves énergétiques
Vitellogénèse
Moustique
ADN polymérase
plasmodiale
Parasite
Régulation
cycle cellulaire
Compétition entre le moustique et le parasite?
30. Immunogénicité de CPBAg1
modèle : souris immunisées infectées
par Plasmodium berghei
(Ig)
2
1,5
1
0,5
Concentration(mg/ml)
G1 G2a G2b G3 M
0
Total Ig
1/500
1/1000
1/2000
1/40001/8000
1/16000
1/32000
1,5
1
0,5
0
O.D.
Anti-CPBAg1 IgG
Control mice
CPBAg1
immunized mice
- CPBAg1 induit une réponse spécifique
-Isotypes G1 / G2b majoritaires
- Anticorps reconnaissent specifiquement
CPBAg1 dans des extraits de tube digestifs
Lavazec et al, Infection and Immunity, 2007
31. Effet de l’immunisation anti-CPBAg1
sur le développement de P. berghei
Souris non
immunisées
Souris
immunisées
63 % de réduction de
la prévalence
d’infection
Prévalenced’infection(%)
100
80
60
40
20
0
CPBAg1 peut induire
des anticorps bloquant
la transmission chez la
souris
Lavazec et al, Infection and Immunity, 2007
32. Effet des anticorps anti-CPBAg1
sur la fécondité des moustiques
Anticorps anti-CPBAg1 réduisent la fécondite des moustiques
Lavazec et al, Infection and Immunity, 2007
33. Conclusions
1) CPBAg1 : 1ère CPB caractérisée chez An. gambiae
CPB: nouvelles cibles pour un vaccin
anti-transmission de Plasmodium
2) Activité CPB dans le tube digestif : CPBAg1 et CPBAg2
3) En libérant de l’arginine, l’activité CPB facilite le développement
de P.falciparum
4) Anticorps anti-CPBAg1 inhibent le développement de Plasmodium
et réduisent la fécondité des anophèles
34. Unité de Biologie et
Génétique du Paludisme
Bertrand Boisson
Isabelle Thiery
Rachida Tahar
Sabine Thiberge
Catherine Bourgouin
Robert Ménard
Paludologie Afrotropicale
Unité 77, IRD, Dakar
Christian Boudin
Unité d’immunologie
moléculaire des parasites
Sarah Bonnet
PT5 - Production de protéines
recombinantes et d’anticorps
Stéphane Petres
Unité d’immuno-
physiopathologie infectieuse
Alain Cosson
CEPIA
Francois Lacoste
Fondations des Treilles
CANAM, VIH/PAL
