Université Pierre et Marie Curie Rôle de l`ADN dans l`activation du

Université Pierre et Marie Curie
Ecole Doctorale Complexité du Vivant
Unité Cytokines et Inflammation, Institut Pasteur
Rôle de l'ADN dans l'activation du TLR9 lors
de l'infection par Leishmania major :
Propriétés des séquences génomiques
et implication des facteurs protéiques
Par ERIN KHAN Mélissa
Thèse de doctorat d’Immunologie
Dirigée par Mme DOYEN Noëlle
Présentée et soutenue publiquement le 21 mars 2014
Devant un jury composé de :
Mme Fabienne TACCHINI-COTTIER Rapporteur
Mme Loredana SAVEANU Rapporteur
Mr Vincent MARECHAL Examinateur
Mr Philippe GRELLIER Examinateur
Mme Noëlle DOYEN Directrice de thèse
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Je remercie en tout premier lieu Mme Noëlle Doyen qui m’a guidé et accompagné durant
toute cette thèse. J’espère avoir réussi à acquérir sa rigueur et sa méthodologie scientifiques.
Merci pour votre soutien, votre patience à mon égard, votre sincérité, merci de m’avoir
défendu aux moments critiques et me permettre de contribuer au projet encore quelques
mois… en espérant un jour réussir à égaler vos qualités.
Je tiens également à remercier les membres du jury : Mr Vincent Maréchal d’en avoir accepté
la présidence; merci à Mme Fabienne Tacchini-Cottier et Mme Loredana Saveanu d’avoir
accepté de juger ce travail et d’en être rapporteurs ; merci à Mr Philippe Grellier d’avoir
accepté d’être examinateur de ce travail.
Merci à Mr Jean-Marc Cavaillon de m’avoir accueillie dans son laboratoire, de m’avoir
accordé sa bienveillance et son oreille attentive, et pour toutes les riches anecdotes historiques
(scientifiques, politiques et autres) dont il nous fait profiter. Merci à Véronique Mériaux et
Chloé Borde pour leur bonne humeur et les efforts partagés sur le projet, à Catherine Fitting
pour sa poly(-multi-méga-giga-)valence, son éternelle disponibilité et ses bonnes adresses, à
Françoise Guinet pour son regard scientifique toujours très critique et que je n’imagine plus
autrement que dans les vallées bavaroises sur une mélodie de Mozart, à Orhan pour sa
jovialité et la précision de ses connaissances, à Oumaïma Ibrahim-Granet pour sa franchise et
ses chocolats. Merci aussi aux ex du labo, notamment à Marianna Parlato pour la justesse et la
brillante qualité de ses points de vue scientifiques et non scientifiques, Amélie Savers pour
avoir été un soutien et un exemple de persévérance, Virginie Puchois pour sa joie de vivre et
ses petites gaufrettes, Fernando Guimaraes (ainsi qu’aux autres membres du comité
d’organisation des doctorants/jeunes chercheurs de notre département) de m’avoir permis de
contribuer pendant 2 années de ma thèse à la vie des jeunes chercheurs du campus en me
nommant à leurs côtés, François Philippart et Charlène Blanchet pour leur soutien passé. Je
garde une pensée pour Minou Adib-Conquy pour sa force, sa douceur et son aide scientifique.
Merci à tous nos collaborateurs. Un grand merci à Mr Eduardo Rocha qui m’a apporté une
aide précieuse pour la réalisation de ce projet doctoral et qui m’a guidé dans les bases de
l’analyse bio-informatique. Merci à Mme Bénédicte Manoury de m’avoir maintes fois
accueillie dans son laboratoire et pour toutes les discussions constructives lors des réunions.
Merci à Sophia Maschalidi et à Delphyne Descamps pour leur contribution active et les
lourdes manip pendant lesquelles elles m’ont accompagnée. Merci à Mme Sophie Goyard et
Simon d’Archivio pour les longues heures de microscopie que j’ai pu mener chez eux. Merci
à Mr Alexandre Chenal pour m’initier aux joies des activités des protéases, pour sa
disponibilité et ses nombreux conseils. Merci à Mr Serge Gangloff, à Claire et à Célia pour
toutes les discussions et les « mini-pauses ».
Merci à tous mes amis les plus proches, sans qui j’aurais oublié le temps passer, je n’aurais
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sûrement pas « vécu » pendant cette thèse, merci pour leur soutien, leurs conseils et pour tous
les moments partagés et les nombreuses joies récentes et à venir : merci à Divya Babin,
Sylvestre Chea, Flora Bouchacourt, Vincent Barbier, Sarah Casulli, Urs Lucas Böhm,
Mathieu Massette, Xavier Bourry, Victor-Emmanuel Brunel, Jonathann Hugon, Claire
Mélissari.
Et enfin, merci à toute ma famille dont la joie de vivre et le soutien sont les bases de mon
bonheur : merci à mon père Anwar Hossein Khan qui n’a pas arrêté de me tenir la main
depuis toute petite, qui me pousse toujours à aller plus haut, qui me rattrape à chaque faux
pas, sans toi je ne serai pas là; merci à ma mère Jasmin Khan qui est toujours derrière moi et
qui me rappelle de donner le meilleur de moi-même quelles que soient les conditions, merci
d’avoir transformé une chambre de bonne en un studio cosy, rien que pour moi, en plein
centre de Paris, pour me faciliter le travail ; merci à tous les deux pour l’excellence de vos
plats bangladais les midis et les soirs, de sorte que même Seb préfère aujourd’hui votre
cuisine à la mienne…Un grand merci à l’homme de ma vie, Sébastien Leuridan, pour son
soutien quotidien, sa patience, ses attentions, son amour. Merci à mon petit frère Emmanuel
Khan qui me fait rire à tout moment, il est le meilleur, le petit frère le plus talentueux, quand
il ne fait pas son sérieux ou sa tête de mule. Merci à Guy Letellier pour son soutien et ses
conseils avisés. Merci à la famille de Seb : Pascal et Sylvie Leuridan, Laëtitia et Cédric
Martin, Ambre et Clara, Dorothée Leuridan et Didier Astabie, et à tout le reste de la famille
Leuridan.
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TABLE DES MATIERES
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INTRODUCTION)***************************************************************************************************)88!
%9),"):.!.(%'")LEISHMANIA)****************************************************************************************************************)88!
A. CYCLE DU PARASITE!.................................................................................................................................!11!
B. LA PATHOGENESE!.......................................................................................................................................!13!
C. EPIDEMIOLOGIE ET TRAITEMENTS!..................................................................................................!16!
D. CARACTERISTIQUES DU PARASITE!.................................................................................................!17!
1. Génome!................................................................................................................................................................................!17!
2. Kinétoplaste!........................................................................................................................................................................!19!
3. Molécules de surface!.......................................................................................................................................................!20!
i. LPG!..................................................................................................................................................................................!21!
ii. gp63!.................................................................................................................................................................................!22!
iii. GIPLs!............................................................................................................................................................................!23!
4. Phosphatases et Kinases du Parasite Leishmania!..................................................................................................!24!
5. Cystéines Protéases!..........................................................................................................................................................!24!
6. Exosomes!............................................................................................................................................................................!26!
7. Antigènes Peptidiques!.....................................................................................................................................................!26!
E. COMPARAISON AU NIVEAU GENOMIQUE AVEC T. CRUZI ET BRUCEI!.......................!28!
%%9)"'0-")-"),;%&3"$'%6&):.!),"):.!.(%'")LEISHMANIA)*****************************************************)<=!
A. DIFFERENCES INTER-SPECIFIQUES ET INTRA-SPECIFIQUES DU PARASITE!..........!30!
B. MODELES EXPERIMENTAUX!................................................................................................................!31!
C. ROLE DE L’ENVIRONNEMENT AU MOMENT DE L’INFECTION!.......................................!33!
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A. RENCONTRE AVEC LE COMPLEMENT!............................................................................................!35!
B. LES RECEPTEURS IMPLIQUES DANS L’INTERNALISATION DU LEISHMANIA!.........!36!
1. Les récepteurs du complément (CR1 et CR3)!........................................................................................................!36!
2. Le récepteur Fcγ (FcγR)!.................................................................................................................................................!37!
3. Le récepteur du mannose-fucose (MFR)!..................................................................................................................!38!
4. Le récepteur de la fibronectine (FnR)!........................................................................................................................!38!
5. Autres récepteurs!..............................................................................................................................................................!39!
C. LES TOLL-LIKE RECEPTORS (TLRs)!...................................................................................................!40!
1. Généralites sur les TLRs!................................................................................................................................................!40!
2. Signalisation des TLRs!...................................................................................................................................................!42!
i. Signalisation via MYD88!..........................................................................................................................................!42!
ii. Signalisation via TRIF!..............................................................................................................................................!43!
3. TLR et Leishmania!..........................................................................................................................................................!43!
4. Détournement de la réponse TLR par le parasite Leishmania!...........................................................................!49!
D. REPONSE DES CELLULES IMMUNITAIRES AU PARASITE LEISHMANIA!.....................!49!
1. NEUTROPHILES!............................................................................................................................................................!49!
i. Rôle différent selon le fond génétique de la souris!..........................................................................................!50!
ii. Recrutement des neutrophiles!................................................................................................................................!51!
iii. Influence sur la réponse T!......................................................................................................................................!52!
iv. NETose!.........................................................................................................................................................................!52!
2. MONOCYTES!..................................................................................................................................................................!53!
3. MACROPHAGES!............................................................................................................................................................!54!
4. CELLULES DENDRITIQUES!...................................................................................................................................!56!
i. Caractéristiques!............................................................................................................................................................!56!
ii. Devenir des DCs après stimulation par un pathogène!...................................................................................!57!
iii. Importance de la production d’IL-12 par les cellules dendritiques!..........................................................!58!
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iv. Réponse du parasite Leishmania aux cellules dendritiques!........................................................................!59!
5. REPONSE NK!..................................................................................................................................................................!60!
6. FIBROBLASTES ET KERATINOCYTES DE LA PEAU!...............................................................................!61!
7. REPONSE T!.......................................................................................................................................................................!62!
i. Le rôle des molécules de co-stimulation!..............................................................................................................!62!
ii. Les lymphocytes T CD4+!.........................................................................................................................................!63!
iii. Les lymphocytes T CD8+!.......................................................................................................................................!65!
iv. La réponse cytokine des cellules T!......................................................................................................................!67!
8. REPONSE B!......................................................................................................................................................................!68!
i. Rôle négatif de la réponse B!....................................................................................................................................!68!
ii. Rôle protecteur de la réponse B!.............................................................................................................................!68!
9. CELLULES SUPPRESSIVES T Foxp3+ CD4+CD25+!.......................................................................................!69!
10. CELLULES B REGULATRICES!...........................................................................................................................!70!
11. CONCLUSION SUR LE ROLE DES DIFFERENTS TYPES DE CELLULES IMMUNITAIRES
DANS LA REPONSE AU PARASITE LEISHMANIA!...........................................................................................!71!
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A. DECOUVERTE DE SEQUENCES ACTIVATRICES ET INHIBITRICES!...............................!73!
B. INTERNALISATION ET ACTIVATION CELLULAIRE PAR LE CpG!....................................!74!
C. MISE EN EVIDENCE DE L’IMPLICATION DU TLR9 EN REPONSE AU CpG!.................!74!
D. ETUDE DES PROPRIETES DU TLR9!....................................................................................................!75!
1. Synthèse et Localisation du TLR9!..............................................................................................................................!75!
2. Maturation et Clivage du TLR9!...................................................................................................................................!77!
3. Protéases impliquées dans la maturation du TLR9!...............................................................................................!78!
i. Cathepsines!..............................................................................................................................................................!78!
ii. Asparagine Endopeptidase!................................................................................................................................!79!
4. Liaison au CpG et activation du TLR9!.....................................................................................................................!80!
E. DIFFERENTS OLIGONUCLEOTIDES ACTIVATEURS POUR LE TLR9!..............................!82!
F. ACTIVATION DIFFERENTIELLE SELON L’ODN CpG ACTIVATEUR!...............................!84!
G. MOTIFS INHIBITEURS!................................................................................................................................!85!
H. REMISE EN CAUSE DES MOTIFS ADN CAPABLES D’ACTIVER LE TLR9!....................!86!
1. La méthylation!...................................................................................................................................................................!86!
2. L’importance de la charpente de l’ADN (séquence et structure)!.....................................................................!87!
3. L’accès au TLR9!...............................................................................................................................................................!87!
I. IMPLICATION DE FACTEURS ASSOCIES A L’ADN POUR L’ACTIVATION DU TLR9
!........................................................................................................................................................................................!88!
1. Anticorps!.............................................................................................................................................................................!88!
2. LL37!......................................................................................................................................................................................!89!
3. HMGB1!...............................................................................................................................................................................!90!
4. Granuline!.............................................................................................................................................................................!91!
5. CD14!.....................................................................................................................................................................................!92!
J. IMPLICATION DU TLR9 DANS LES INFECTIONS PAR D’AUTRES PARASITES!.........!92!
1. TLR9 et ADN de Trypanosoma cruzi et brucei!.....................................................................................................!92!
2. TLR9 et ADN de Plasmodium falciparum!..............................................................................................................!93!
3. TLR9 et ADN de Toxoplasma gondii!........................................................................................................................!94!
HYPOTHESES ET OBJECTIFS DE LA THESE)*******************************************)?A!
PARTIE 1)******************************************************************************************************************)?2!
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@#4/8)BC)BDEFGEHI)BD)',!?9IHJHDIHDK)IHDILBKBM)MHGG)NMKBENKBFD)OP)Leishmania)major)
OQK)DFK)EHLKHOLNKH)-&.)*************************************************************************************************************************)??!
ABSTRACT!...........................................................................................................................................................!100!
INTRODUCTION!................................................................................................................................................!101!
MATERIALS AND METHODS!....................................................................................................................!103!
RESULTS!................................................................................................................................................................!107!
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