Une clé qui ouvre les cellules au parasite mortel du paludisme

Ce communiqué de presse est également disponible en anglais.

Des chercheurs du Centre international en ingénierie génétique et biotechnologie (ICGEB) en Inde et une unité du Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) en France ont fait une découverte sur une molécule du parasite du paludisme qui lui permet de pénétrer dans les cellules humaines. Cette recherche, qui a été faite à l’Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF), pourrait être une étape cruciale dans la découverte de nouvelles thérapies. L’étude est publiée dans l’édition en ligne du Nature.

Le paludisme est causé par un organisme unicellulaire appelé Plasmodium, transmis à l’homme par la piqûre des moustiques Anopheles. Le parasite se reproduit à l’intérieur des globules rouges, qui finissent par éclater. Afin de pénétrer à l’intérieur des globules rouges, le parasite doit d’abord trouver le moyen de s’accrocher à leur surface, ce qu’il fait grâce à l’action d’une protéine spécifique.

La nouvelle étude révèle les caractéristiques essentielles, à l’échelle atomique, de la protéine de surface du parasite. Pour cela, les chercheurs ont isolé la partie de la protéine, appelée «domaine DBL» (Duffy-Binding Like), qui interagit directement avec une protéine réceptrice des globules rouges. Après avoir fabriqué des cristaux de ce domaine DBL, ils les ont examinés à l’aide des rayons X de grande brillance de la ligne de lumière BM14 à l’Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF). La cristallographie par rayons X est l’une des seules méthodes capables de recréer atome par atome la structure des protéines, qui sont trop petites pour être observées par microscopie.

«Jusqu’à maintenant, nous n’avions pas une connaissance précise de la surface d’interaction entre les deux protéines», explique Amit Sharma, l’un des auteurs de cet article. «Cette interface est absolument cruciale, car c’est elle qui permet au parasite d’entrer dans le globule rouge. En analysant ces caractéristiques exactes à l’échelle des atomes, nous pourrions découvrir des points sensibles qui seraient des cibles potentielles pour de nouveaux médicaments.»

Il est important que de tels médicaments, dont le but est d’interdire le mécanisme d’accrochage, ne gênent pas l’activité habituelle des globules rouges. En effet, la protéine réceptrice qui permet au Plasmodium d’entrer dans la cellule a sans doute d’autres fonctions très importantes. «Ce que nous avons découvert, c’est que le domaine DBL a une architecture absolument unique. Il semblerait donc possible d’inhiber son activité sans affecter les globules rouges sains», précise Hassan Belrhali, un chercheur de l’EMBL qui a participé à cette recherche.

Il existe plusieurs espèces de Plasmodium. Ce travail a été conduit sur une forme du parasite qui n’infecte normalement pas les humains, mais les modules DBL sont similaires dans les différentes formes du parasite. Il y a donc de fortes chances que les résultats soient applicables au parasite qui infecte l’homme. «Nos résultats nous donnent un cadre général nous permettant de comprendre les DBL de la plupart des parasites du paludisme, ce qui devrait nous aider à trouver de nouvelles thérapies pour cette maladie», conclut Amit Sharma.

Les chercheurs s’intéressent également à d’autres protéines qui intervienent à un stade plus précoce du processus d’infection du paludisme, quand les parasites s’installent dans le foie.

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L’ICGEB
Le Centre international en ingénierie génétique et en biotechnologie (ICGEB, www.icgeb.org) est une organisation internationale (membre des Nations Unies) spécialisée dans la recherche et la formation en biologie moléculaire et biotechnologie, avec un intérêt particulier pour les besoins des pays en développement. Le paludisme est l’un des sujets de recherche les plus étudiés par les chercheurs de l’ICGEB.

L’EMBL
Le Laboratoire européen de biologie moléculaire est un institut de recherche fondamentale financé par 18 pays membres. La recherche à l’EMBL est conduite par environ 80 groupes indépendants, qui couvrent tout le champ de la biologie moléculaire. Le Laboratoire est éclaté en cinq lieux: le siège, à Heidelberg, qui est aussi le laboratoire principal, ainsi que des antennes à Hinxton (le Laboratoire européen pour la bio-informatique), Grenoble, Hambourg et Monterotondo près de Rome. La mission de l’EMBL est multiforme: la recherche fondamentale en biologie moléculaire, la formation des scientifiques, étudiants et visiteurs, quel que soit leur niveau, le service aux chercheurs des pays membres et le développement de nouveaux instruments et de nouvelles méthodes dans le domaine des sciences du vivant. Le programme international de thèses de l’EMBL accueille environ 170 étudiants. Enfin, le Laboratoire finance activement un programme nommé «Science et Société». Il accueille volontiers, pour des visites, la presse et le grand public.

L’antenne EMBL de Grenoble
L’antenne EMBL de Grenoble, en France, est située à proximité de deux grands instruments de recherche européens: le réacteur nucléaire de l’Institut Laue-Langevin (ILL), qui produit des faisceaux de neutrons à haut flux, et l’Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF), la source de rayons X la plus puissante en Europe. L’antenne EMBL de Grenoble collabore de façon très étroite avec ces deux grands instituts, en particulier en construisant et en faisant fonctionner des «lignes de lumière» spécialisées en cristallographie macromoléculaire, en développant de l’instrumentation et des techniques associées, ainsi qu’en fournissant aux visiteurs extérieurs l’accès aux équipements de biochimie et l’expertise du personnel.

L’ESRF et la ligne de lumière BM14
L’Installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF) est un institut international, financé par 18 pays. L’ESRF exploite, maintient et développe la source de rayonnement synchrotron de troisième génération la plus puissante d’Europe, ainsi que ses installations expérimentales (lignes de lumière). Chaque année plusieurs milliers de chercheurs viennent à l’ESRF mener leurs expériences sur l’une des 40 lignes de lumière, à la pointe de la technologie, mises à leur disposition. Leurs études couvrent un large spectre scientifique, physique, chimie, science des matériaux, mais aussi biologie, médecine, géophysique ou archéologie. La cristallographie aux rayons X est l’une des méthodes clés pour construire une base de données sur la structure tridimensionnelle des protéines.

La ligne de lumière BM14 est financée par les Conseils de la recherche (MRC et BBSRC) du Royaume-Uni, afin de permettre à la communauté de ses chercheurs en cristallographie macromoléculaire de bénéficier d’une ligne de lumière synchrotron de troisième génération. Cette ligne de lumière, dont le fonctionnement est assuré depuis 2001 en tant que ligne de lumière CRG (Groupe de recherche en collaboration), est gérée conjointement avec l’EMBL.