Transmission, Gamétocyte, Propriétés mécaniques, Phosphodiestérase, Inhibiteur

La transmission de P. falciparum est assurée par les formes sexuées du parasite, appelées gamétocytes. Ils se développent d'abord dans la moelle osseuse puis sont retrouvés dans le sang périphérique. Plusieurs études ont suggéré que leur présence dans le sang est probablement due à un changement des propriétés mécaniques des globules rouges qu'ils infectent. En effet, les Globules Rouges Infectés par des Gamétocytes (GRIG) matures sont moins rigides et moins perméables que les GRIGs immatures. Le gain de déformabilité et la baisse de perméabilité des GRIGs matures leur permettraient respectivement d'échapper au contrôle de la rate et d'être moins sensibles à lyse osmotique. Notre équipe a montré que les propriétés mécaniques des GRIGs sont régulées par la voie AMPc-PKA et qu'elles peuvent être inversées chez les GRIGs matures par des inhibiteurs de phosphodiestérases (PDE) comme le Sildénafil. Les mêmes phénotypes sont obtenus avec les GRIGs matures d'une souche transgénique dans laquelle le gène qui code pour la PfPDEδ est délété. Ces propriétés mécaniques constituent donc une cible pour bloquer la transmission du parasite. Les objectifs de cette thèse sont donc : i) de mieux comprendre la régulation des propriétés mécaniques des GRIGs matures en identifiant la cible de ces inhibiteurs dans les phénotypes observés et ii) d'apporter la preuve de concept que des inhibiteurs de PDEs spécifiques pour Plasmodium peuvent servir de base pour des molécules anti-transmission. Tout d'abord, nous avons testé l'effet du Tadalafil sur les propriétés mécaniques des GRIGs matures. Cet inhibiteur de PDE présente de meilleures propriétés pharmacocinétiques que le Sildénafil et sa structure est plus facilement modifiable. Nous avons pu montrer que cet inhibiteur capable d'augmenter la rigidité et la perméabilité des GRIGs matures et que cet effet est bien dépendant de l'infection du globule rouge par le parasite. De plus, nous avons utilisé un analogue du Tadalafil qui n'agit plus sur la PDE5 humaine (PDE5H) présente dans le globule rouge pour identifier la cible exacte du Tadalafil dans les phénotypes de déformabilité et de perméabilité. Nos résultats ont montré que les phénotypes observés en présence du Tadalafil sont dus à l'inhibition de la PDE5H. Ensuite nous avons utilisé des analogues du Tadalafil qui ont été générés dans le but d'être spécifiques du parasite tout en étant inactifs sur la PDE5H. Nous avons pu montrer qu'un analogue du Tadalafil spécifique du parasite entraine une baisse de la viabilité des gamétocytes matures, une augmentation de la rigidité et de la perméabilité des GRIGs matures ainsi que leur accumulation dans la rate d'une souris humanisée. Enfin nous avons caractérisé la PfPDEδ, cible probable de l'analogue du Tadalafil spécifique du parasite. Nous avons montré que cette enzyme est capable d'hydrolyser l'AMPc avec une grande affinité vingt fois supérieure à celle pour le GMPc. De plus cette protéine est exprimée de façon progressive chez les gamétocytes à partir du stade III avec un pic au stade V. Enfin, l'étude de la localisation la PfPDEδ a montré qu'elle se situe à la périphérie des gamétocytes matures. Cette étude a permis d'apporter de nouveaux éléments de compréhension du modèle de régulation des propriétés mécaniques des GRIGs matures et de confirmer l'utilisation possible d'inhibiteurs de PDEs comme molécule pour bloquer la transmission de P. falciparum.