Le rôle des flagelles dans les infections parasitaires

Les parasites protozoaires de l'ordre Kinetoplastida représentent un risque sanitaire sérieux pour les gens à travers le monde, touchant environ un milliard d'individus. Il reste encore beaucoup à découvrir sur la façon dont ces parasites provoquent des maladies et interagissent avec leurs hôtes. Ce manque de connaissances complique l'amélioration des traitements. Ces parasites dépendent de leur capacité à infecter des insectes qui sucent le sang, à prospérer dans leurs hôtes animaux, puis à réintégrer les insectes pour poursuivre leur cycle de vie.

#Le Rôle du Flagelle

Le flagelle, qui est une structure en forme de fouet sur le parasite, joue plusieurs rôles : il permet au parasite de bouger, l'aide à s'attacher aux surfaces et lui permet de sentir son environnement. La structure du flagelle comprend un arrangement standard 9+2 de tubes minuscules appelés microtubules, ainsi qu'une tige spéciale connue sous le nom de tige para-flagellaire, unique à ces parasites.

Les Flagelles eucaryotes, aussi connus sous le nom de cils, sont formés à partir d'une structure de base appelée corps basal. Ce corps est situé à la base du flagelle et travaille avec un système de transport qui déplace des protéines jusqu'à l'extrémité du flagelle en croissance. Un complexe spécifique connu sous le nom de BBSome est responsable de la gestion du mouvement de certaines protéines de membrane dans et hors des cils.

Les parties moléculaires nécessaires à la construction et au fonctionnement du flagelle sont remarquablement similaires à travers de nombreux types d'organismes eucaryotes. Cette nature partagée, ainsi qu'une compréhension croissante de la façon dont fonctionnent les flagelles, permet aux scientifiques de créer des versions modifiées des cellules parasites avec des problèmes spécifiques de formation ou de mouvement du flagelle. Cela aide les chercheurs à étudier comment le flagelle affecte la survie du parasite dans l'insecte qui le porte et contribue à sa capacité à provoquer des maladies.

#Le Cycle de Vie de Trypanosoma Brucei

Les recherches sur le parasite Trypanosoma brucei ont montré qu'il existe des relations complexes entre la forme de la cellule et l'assemblage du flagelle au cours de son cycle de vie. La capacité de mouvement joue un rôle crucial dans le maintien d'une infection chez l'hôte et l'achèvement de son cycle de vie dans l'insecte qui le transporte. Les formes dans le sang de T. brucei sont très sensibles aux changements dans le mouvement du flagelle ; un changement dans les protéines responsables du battement normal du flagelle entraîne une mort cellulaire rapide et une disparition des hôtes infectés.

Chez les mouches tsé-tsé, les mutants qui ne peuvent pas nager vers l'avant à cause d'une partie manquante de leur structure ne peuvent pas passer de l'intestin aux glandes salivaires, ce qui est essentiel pour leur cycle de vie.

#Le Promastigote de Leishmania

Les parasites Leishmania trouvés dans les mouches de sable ont aussi un long flagelle mobile. Ce flagelle partage certaines caractéristiques de base avec celui de T. brucei mais est attaché différemment, ce qui réduit la dépendance de Leishmania à la croissance du flagelle pendant la division cellulaire. Des études sur des mutants de Leishmania ayant des problèmes d'assemblage du flagelle ont montré qu'avoir un flagelle fonctionnel est crucial pour passer à travers la mouche de sable.

Quand certaines parties du flagelle sont supprimées, les parasites peuvent avoir l'air normaux mais ne peuvent pas bouger et ne voyagent pas correctement au sein des mouches de sable. Certaines suppressions de protéines produisent des parasites qui peuvent se développer normalement en laboratoire mais ne peuvent pas survivre dans les mouches de sable, soulignant le rôle critique du flagelle dans leur cycle de vie.

#Le Flagelle dans l'Infection des Hôtes

Le rôle du flagelle dans l'infection des cellules mammifères est moins clair. Contrairement à certains autres parasites qui envahissent activement les cellules hôtes, les Leishmania semblent s'appuyer sur les mécanismes propres de l'hôte pour entrer. Certaines études suggèrent que le flagelle peut aider le parasite à entrer en contact avec la cellule hôte, tandis que d'autres indiquent que les Leishmania entrent souvent dans leurs cellules hôtes par une extrémité en premier ou même par les deux extrémités en même temps.

Les promastigotes métacycliques, qui sont bien préparés à survivre chez les hôtes, affichent un mouvement “course et tumble” mais passent à une nage plus rapide lorsqu'ils rencontrent des cellules immunitaires humaines. Ce comportement suggère qu'ils peuvent sentir des produits chimiques dans leur environnement, les guidant vers leurs cellules hôtes. De plus, le battement flagellaire peut activer certaines réponses dans les cellules hôtes qui aident à la survie du parasite, mais il existe des résultats montrant que les Leishmania peuvent être immobiles dans la peau et que le mouvement flagellaire n'est pas nécessaire pour l'entrée dans les cellules hôtes. La contribution exacte du flagelle au succès de l'infection demeure incertaine, surtout en considérant les changements significatifs dans la structure du flagelle qui se produisent lorsque les promastigotes se transforment en amastigotes.

#Aperçu de l'Étude

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé 15 mutants de gènes différents de Leishmania mexicana, chacun avec des problèmes uniques de flagelle, pour déterminer si avoir un flagelle est nécessaire pour infecter des souris et si ce flagelle doit bouger. Ils ont aussi examiné comment des changements dans le BBSome, un complexe protéique, affecteraient ces parasites. Les résultats ont indiqué que les mutants sans flagelle ne pouvaient pas provoquer d'infection, tandis que ceux avec un flagelle paralysé pouvaient établir des Infections et persister chez les souris pendant plusieurs semaines.

#Importance de l'Assemblage du Flagelle

Un dépistage groupé de divers mutants flagellaires a indiqué que bien avoir un flagelle correctement assemblé est important pour l'infection, le mouvement du flagelle n'est pas nécessaire pendant la phase mammifère du cycle de vie de Leishmania. Les chercheurs ont testé plusieurs lignées de mutants et mesuré la croissance des infections au fil du temps. Les mutants avec de graves problèmes de motilité ont tout de même réussi à prospérer à la fois dans les macrophages et les souris.

La surveillance des mutants aflagellés a indiqué que bien qu'ils ne pouvaient pas causer d'infections, ceux avec des flagelles paralysés montraient encore la capacité de créer des infections par eux-mêmes. Cela souligne qu'un flagelle battant n'est pas toujours nécessaire pour établir des infections chez les mammifères.

#Mutants Aflagellés dans les Infections

L'étude a montré que les mutants de désélection IFT88, qui manquaient d'un flagelle, ne pouvaient pas établir d'infections du tout, mettant en évidence le lien entre l'assemblage du flagelle et la capacité infectieuse. Pendant ce temps, restaurer le gène IFT88 a permis d'obtenir des infections réussies, montrant qu'un flagelle court, même immobile, est critique pour l'infection de l'hôte.

Les mutants manquant de la protéine BBS2, qui fait partie du complexe BBSome, n'ont également pas réussi à provoquer d'infections malgré la présence d'un flagelle. Cela indique que bien que le mouvement flagellaire ne soit pas essentiel, l'intégrité structurelle et l'assemblage du flagelle restent vitaux. Ces résultats aident à clarifier comment différents composants du flagelle et de sa machinerie d'assemblage contribuent à la capacité infectieuse de Leishmania.

#Conclusion

L'étude de ces mutants uniques de Leishmania met en lumière des aspects importants de la manière dont le flagelle contribue au cycle de vie du parasite et à sa capacité à infecter les hôtes mammifères. Bien que le mouvement du flagelle ne soit pas toujours requis pour établir des infections, un assemblage correct du flagelle est crucial. Ces aperçus sur la biologie de Leishmania peuvent fournir une meilleure compréhension de la manière dont ces parasites provoquent des maladies et peuvent mener à l'élaboration de nouvelles stratégies de traitement.

En étudiant divers mutants et leurs interactions avec à la fois les insectes et les hôtes, les chercheurs peuvent acquérir des connaissances précieuses qui pourraient aider à combattre les infections causées par ces parasites et potentiellement améliorer les résultats de santé publique dans les régions touchées par les parasites Kinetoplastida.