Implication des Galectines-3, 7 et 9 dans la réponse immunitaire

GUILLAUME ST-PIERRE
Implication des Galectines-3, 7 et 9 dans la réponse immunitaire
contre le parasite Leishmania major
Mémoire présenté
à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l’Université Laval
dans le cadre du programme de maîtrise en microbiologie-immunologie
pour l’obtention du grade de Maître ès sciences (M. Sc.)
DÉPARTEMENT DE MICROBIOLOGIE-INFECTIOLOGIE ET D'IMMUNOLOGIE
FACULTÉ DE MÉDECINE
UNIVERSITÉ LAVAL
QUÉBEC
2013
© Guillaume St-Pierre, 2013

ii
Résumé
La galectine-3, une protéine cytosolique de l’hôte est impliquée dans la réponse
immunitaire contre Leishmania major, un parasite protozoaire causant une infection
cutanée. Lors d’une infection avec la souche LV39 de L. major, la galectine-3 se libère
dans le milieu extracellulaire et participe au recrutement de neutrophiles au site d’infection.
La galectine-3 ne semble cependant pas impliquée lors d’infections avec la souche L. major
Friedlin qui possède un arrangement de saccarides différent sur ses phosphoglycans. In
vitro, les deux souches de L. major sont en mesure de cliver la galectine-3, mais LV39
semble plus efficace. Différents essais ont été effectués in vivo afin de vérifier si les
galectines-7 et 9 peuvent aussi avoir un rôle à jouer lors d’infection avec L. major. Alors
qu’aucun effet significatif n’a pu être attribué à la galectine-9, l’absence de galectine-7
semble apporter une guérison plus rapide des lésions engendrées par L. major Friedlin.

iii
Abstract
Our recent data suggest that galectin-3, a host cytosolic protein is involved in the immune
response against the Leishmania major strain LV39, which induces cutaneous infection.
Following infection with this parasite, galectin-3 is released in the extracellular space and
plays a role in neutrophil recruitment. In contrast, in another L. major strain called Friedlin,
which expresses a different glycan structure on the phosphoglycans, galectin-3 has no
impact on the host immune response and disease outcome. Our laboratory previously
reported that L. major LV39 cleaves galectin-3. Our data suggest that both L. major strains
are able to cleave galectin-3 in vivo, although the cleavage by LV39 is more efficient than
that by Friedlin. We also addressed the role of galectins-7 and 9 in a murine L. major
infection model. Lack of galectin-9 did not alter the pathogenesis of Leishmania infection.
In contrast, lack of galectin-7 contributed to improve healing process.

iv
Table des matières
Résumé ............................................................................................................................................ ii
Abstract .......................................................................................................................................... iii
Table des matières ..................................................................................................................... iv
Liste des tableaux ....................................................................................................................... vi
Liste des figures ......................................................................................................................... vii
Liste des abréviations ............................................................................................................... ix
Introduction .................................................................................................................................. 1
Généralités sur le parasite Leishmania .......................................................................................... 1
Leishmania, le parasite .................................................................................................................................... 1
Leishmania, la maladie .................................................................................................................................... 2
Leishmania, le cycle parasitaire ................................................................................................................... 4
Leishmania, les molécules de surface ....................................................................................................... 5
Réponse immunitaire ........................................................................................................................... 8
Réponse immunitaire : La théorie du soi, non-soi ............................................................................... 9
Réponse immunitaire : La théorie du danger ...................................................................................... 10
Le neutrophile .................................................................................................................................................. 11
Neutrophiles et immunité : les granules du neutrophile ................................................................ 13
Neutrophiles et immunité : recrutement cellulaire .......................................................................... 15
Le macrophage ................................................................................................................................................. 17
La phagocytose ................................................................................................................................................. 18
Peau et immunité ................................................................................................................................ 18
Peau et immunité : Les kératinocytes ..................................................................................................... 20
Peau et immunité : Les cellules dendritiques ...................................................................................... 20
Peau et immunité : Les macrophages ..................................................................................................... 21
Peau et immunité : Les lymphocytes T................................................................................................... 21
Leishmania et immunité ................................................................................................................... 22
Neutrophiles et Leishmania ........................................................................................................................ 23
Macrophages et Leishmania ....................................................................................................................... 24
Lymphocytes T et Leishmania ................................................................................................................... 25
Évasion de la réponse immunitaire ......................................................................................................... 26
Traitements et prévention de la leishmaniose ................................................................................... 27
Glycobiologie ........................................................................................................................................ 29
Galectines ........................................................................................................................................................... 31
Galectines et immunité ................................................................................................................................. 33
Galectines et immunité : Neutrophiles ................................................................................................... 33
Galectines et immunité : Monocytes et macrophages ...................................................................... 34
Galectines et immunité : Cellules dendritiques .................................................................................. 36
Galectines et immunité : Lymphocytes T .............................................................................................. 37
Galectine-7 ......................................................................................................................................................... 38
Galectines et Leishmania .............................................................................................................................. 38
Objectifs de recherche ............................................................................................................. 40

v
Matériel et méthodes ............................................................................................................... 41
Souris ................................................................................................................................................................... 41
Galectine-3 recombinante ........................................................................................................................... 41
Parasites et cellules ........................................................................................................................................ 43
Modèle d’infection du coussinet plantaire............................................................................................ 44
Modèle de la poche d’air............................................................................................................................... 45
Détection de la Gal-3 par Western Blot .................................................................................................. 45
Analyse des cytokines des échantillons de lavages de poche d’air par ELISA ....................... 46
Analyses statistiques ..................................................................................................................................... 46
Résultats ....................................................................................................................................... 47
Résultats connexes précédemment obtenus au laboratoire ............................................... 47
Résultats obtenus au cours de ce mémoire de maîtrise ....................................................... 49
Implication de la Gal-3 dans la réponse immunitaire contre les souches LV39 et Friedlin
du parasite Leishmania major .................................................................................................................... 49
Clivage de la Gal-3 par les souches LV39 et Friedlin du parasite Leishmania major .......... 51
Implication de la Gal-7 et de la Gal-9 dans la réponse immunitaire contre le parasite
Leishmania : Expérience de la poche d’air ............................................................................................ 56
Implication de la Gal-7 et de la Gal-9 dans la réponse immunitaire contre le parasite
Leishmania : Expérience d’infection du coussinet plantaire ......................................................... 58
Discussion .................................................................................................................................... 61
Implication de la Gal-3 dans le recrutement de neutrophiles lors d’infections avec le
parasite L. major LV39. ................................................................................................................................. 61
Libération de Gal-3 dans la poche d’air lors de stimulations avec L. major LV39 ................ 63
L. major LV39 et L. major Friedlin peuvent cliver la Gal-3, mais la cinétique de clivage est
ralentie dans des conditions se rapprochant de ce qui est rencontré in vivo. ....................... 65
La Gal-7 inhibe le recrutement cellulaire induit lors de la stimulation avec L. major
Friedlin ................................................................................................................................................................ 68
Les souris Gal-7 KO ont une phase de guérison plus rapide que les souris WT lors de
l’infection du coussinet plantaire avec L. major Friedlin ................................................................ 70
La Gal-9 a un effet inhibiteur sur le recrutement cellulaire lors d’infection avec le
parasite L. major Friedlin. ............................................................................................................................ 71
L’infection du coussinet plantaire avec L. major ne diffère que très peu d’un point de vue
global entre les souris Gal-9 KO et les souris WT .............................................................................. 72
Conclusion.................................................................................................................................... 74
Bibliographie .............................................................................................................................. 75