Une étude menée par des chercheurs de l'École de médecine de l'Université d'Indiana apporte un nouvel éclairage sur la façon dont les parasites Toxoplasma gondii fabriquent les protéines dont ils ont besoin pour entrer dans une phase de dormance qui leur permet d'échapper au traitement médicamenteux. Il a été récemment publié avec une distinction particulière dans le Journal de chimie biologique.
Toxoplasma gondii est un parasite unicellulaire que les humains attrapent dans les excréments de chat, les produits non lavés ou la viande insuffisamment cuite. Le parasite a infecté jusqu'à un tiers de la population mondiale et, après avoir provoqué une maladie bénigne, il persiste en entrant dans une phase dormante logée dans des kystes répartis dans tout le corps, y compris le cerveau.
Les kystes de Toxoplasma ont été associés à des changements de comportement et à des troubles neurologiques comme la schizophrénie. Ils peuvent également se réactiver lorsque le système immunitaire est affaibli, provoquant des lésions organiques potentiellement mortelles. Bien qu’il existe des médicaments pour mettre la toxoplasmose en rémission, il n’existe aucun moyen d’éliminer l’infection. Une meilleure compréhension de la façon dont le parasite se transforme en kystes aiderait les scientifiques à trouver un remède.
Grâce à des années de travail collaboratif, les professeurs Bill Sullivan, PhD, et Ronald C. Wek, PhD, de l'École de médecine de l'IU, ont montré que Toxoplasma forme des kystes en modifiant les protéines produites. Les protéines régissent le destin des cellules et sont codées par les ARNm.
« Mais les ARNm peuvent être présents dans les cellules sans être transformés en protéines », a déclaré Sullivan. « Nous avons montré que Toxoplasma change les ARNm transformés en protéines lors de leur conversion en kystes. »
L'auteur principal Vishakha Dey, PhD, chercheur postdoctoral à l'École de médecine de l'IU et membre du laboratoire Sullivan, a examiné les soi-disant séquences leader de gènes nommés BFD1 et BFD2, qui sont tous deux nécessaires à la formation de kystes par Toxoplasma.
Les ARNm codent non seulement pour la protéine, mais ils commencent par une séquence leader qui contient des informations sur le moment où cet ARNm doit être transformé en protéine. »
Vishakha Dey, PhD, auteur principal
Tous les ARNm ont une structure appelée capuchon au début de leur séquence leader. Les ribosomes, qui convertissent l'ARNm en protéine, se lient au capuchon et scannent le leader jusqu'à ce qu'il trouve le bon code pour commencer à fabriquer la protéine.
« Ce que nous avons découvert, c'est que, pendant la formation du kyste, BFD2 est transformé en protéine après que les ribosomes se lient au capuchon et scannent le leader, comme prévu », a déclaré Dey. « Mais BFD1 ne suit pas cette convention. Sa production ne repose pas sur la coiffe de l'ARNm comme la plupart des autres ARNm. »
L’équipe a en outre montré que BFD1 n’est transformé en protéine qu’après que BFD2 se soit lié à des sites spécifiques dans la séquence leader de l’ARNm de BFD1.
Sullivan a déclaré qu'il s'agissait d'un phénomène appelé traduction indépendante du capuchon, qui est plus couramment observé dans les virus.
« Le trouver dans un microbe ayant une anatomie cellulaire comme la nôtre était surprenant », a déclaré Sullivan. « Cela témoigne de l'âge de ce système de production de protéines dans l'évolution cellulaire. Nous sommes également enthousiasmés car les acteurs impliqués n'existent pas dans les cellules humaines, ce qui en fait de bonnes cibles potentielles pour les médicaments. »
Le Journal de chimie biologique a présenté la nouvelle étude comme un article « Choix de l'éditeur », qui représente un groupe sélectionné de publications de la revue jugées comme étant d'une qualité exceptionnellement élevée et d'un large intérêt général pour leur lectorat.
« Cet article décrit un mécanisme par lequel un parasite responsable de la toxoplasmose chez l'homme peut réagir au stress et permettre au parasite de se développer », a déclaré George N. DeMartino, PhD, rédacteur en chef adjoint du Journal de chimie biologique et professeur au Southwestern Medical Center de l'Université du Texas. « La découverte de ce mécanisme fournit une base pour traiter ces infections. De plus, un mécanisme similaire est important dans le cancer, ce qui suggère qu'il pourrait s'agir d'une cible thérapeutique pour plusieurs maladies humaines. »
Les autres co-auteurs de l'étude comprennent Michael Holmes, PhD, de l'IU School of Medicine, et Matheus S. Bastos, PhD. Le travail a été financé par les National Institutes of Health et la Showalter Foundation.
