l’Immunité
23.6.3 Immunité GTPase (IRG) de la Famille
L’immunité GTPases (IRGs) sont une famille de protéines induites par IFNy qui sont important dans la résistance contre une grande variété de intravacuolar bactéries et les parasites, y compris de T. gondii (Taylor et coll., 2004, 2007; Zhao et coll., 2009b). Parmi les centaines de gènes augmentés par IFNy, les gènes IRG sont parmi les plus abondants., Ces protéines, anciennement appelées P47 GTPases, ont été décrites pour la première fois dans les années 1990 et au cours de la dernière décennie, de nombreuses études ont établi le rôle des protéines IRG dans la résistance au Toxoplasme (Hunn et al., 2011; Zhao et coll., 2009b). La plupart des travaux ont impliqué les sept membres suivants du GRI: Irgm1 (LRG-47), Irgm2 (GTPI), Irgm3 (IGTP), Irga6 (IIGPI), Irgb6 (TGTP), Irgd (IRG-47) et Irgb10. La plupart de ces protéines IRG se sont avérées associées à l’inhibition de T., gondii in vitro, et des quatre gènes IRG qui ont été éliminés (Irgm1, Irgm3, Irga6 et Irgd), tous ont été trouvés pour augmenter significativement la sensibilité à l’infection de T. gondii, établissant ainsi le rôle des protéines IRG dans la résistance à T. gondii chez la souris.
Les protéines IRG sont des GTPases de 46-47 kDa, contenant un domaine de liaison au GTP de type Ras (appelé G1). La famille de protéines IRG se compose de deux sous-familles, basées sur le domaine de liaison aux nucléotides dans le domaine de liaison au G1 GTP, une sous-famille ayant un motif d’acide aminé GMS et l’Autre Sous-famille ayant un motif GKS., Les trois membres du GRI de la sous-famille GMS comprennent, Irgm1, Irgm2 et Irgm3 tandis que les membres du GRI, Irga6, Irgb6, Irgd et Irg10 appartiennent à la sous-famille GKS. Les protéines GMS IRG sont des régulateurs des protéines GKS se liant aux protéines GKS IRG et les maintenant à l’état inactivé via une interaction GDP-dépendante (Hunn et al., 2008). Les gènes IRG sont présents dans tout le phyla des vertébrés, étant présents chez les céphalochordés, les amphibiens, les poissons, les reptiles et les mammifères. Chez la souris, la famille IRG est diversifiée, codant environ 23 gènes, dont 21 codent des protéines (Bekpen et al., 2005)., La famille IRG, cependant, semble avoir été perdue à plusieurs reprises au cours de l’évolution avec aucun gène IRG présent dans l’un des génomes d’oiseaux disponibles et le nombre de gènes IRG chez l’homme considérablement réduit avec seulement deux gènes IRG, IRGC et IRGM, présents (Bekpen et al., 2009, 2010).,
dans les cellules hôtes stimulées par IFNy infectées par Toxoplasma, plusieurs protéines IRG se localisent dans la membrane vacuole Parasitophore de Toxoplasma quelques minutes après l’invasion, la membrane vacuolaire parasitophore devenant ensuite vésiculée et finalement perturbée, entraînant la libération du parasite dans le cytosol et la dégradation du parasite (Martens et al., 2005; Ling et coll., 2006; Melzer et coll., 2008). Dans les macrophages infectés par Toxoplasma, destruction du T., gondii s’accompagne de l’inclusion du parasite dans les autophagosomes et de la livraison autophagomale ultérieure aux lysosomes (Ling et al., 2006; Boucher et coll., 2005). La perturbation vacuolaire induite par L’IRG se produit également dans les fibroblastes et les astrocytes stimulés par L’IFNy, mais la voie de l’autophagie n’a pas été trouvée impliquée (Melzer et al., 2008; Zhao et coll., 2009b; Martens et coll., 2005). Cependant, les souris déficientes dans le régulateur autophagique, atg5, sont déficientes dans leur capacité à contrôler la réplication de T. gondii, ce qui indique que la voie autophagique est impliquée d’une manière ou d’une autre (Konen-Waisman et Howard, 2007)., Atg5 s’est avéré nécessaire pour l’administration de protéines IRG au PV, bien que cela semble fonctionner par un mécanisme indépendant de la voie normale de l’autophagie (Zhao et al., 2008). Enfin, dans les fibroblastes stimulés par L’IFNy, la perturbation PV médiée par L’IRG entraîne une nécrose de la cellule hôte, après la libération du parasite dans le cytoplasme de l’hôte, indiquant que la destruction de la cellule hôte peut faire partie du mécanisme de L’IRG dans certains types de cellules (Zhao et al., 2009b).,
le mécanisme IRG implique un chargement coordonné des GTPases IRG sur la vacuole de Toxoplasma avec au moins six protéines IRG (Irgm2, Irgm3, Irga6, Irgb6, Irgd et Irg10) localisant à la vacuole de Toxoplasma (Khaminets et al., 2010). Le revêtement des protéines IRG au PV se produit dans l’heure qui suit l’invasion et est hiérarchique avec Irgb6 et Irgb10 en premier. Lors de L’infection par T. gondii, les protéines GKS perdent leur interaction avec les protéines GMS et s’accumulent au niveau de la membrane PV (PVM) à l’état lié au GTP actif, ce qui entraîne une vésiculation et une rupture du PV (Hunn et al.,, 2008; Papic et coll., 2008). Malgré la grande quantité d’informations maintenant comprises sur les aspects moléculaires et biochimiques de l’inhibition de T. gondii médiée par L’IRG, les mécanismes impliqués dans la vésiculation menant à la perturbation du PV ne sont toujours pas compris. Les protéines IRG sont apparentées aux GTPases de type dynamine connues pour être médiatrices de la formation de vésicules et de la déformation des membranes et il a été suggéré que la protéine IRG agit de manière analogue en médiant la vésiculation de la PVM, bien que cela n’ait pas été démontré (Hunn et al., 2011).,
Les souches de type I sont résistantes à L’inhibition de L’IFNy induite par L’IRG (Steinfeldt et al., 2010; Howard et coll., 2011). Cette carence dans le contrôle médié par IFNy est associée à une défaillance de l’accumulation de protéines IRG sur le PVM (Zhao et al., 2009a). Cela s’est avéré être dû en grande partie à la rhoptry kinase polymorphe, ROP18, qui, dans les souches de type I, phosphoryle les protéines GKS IRG Irga6, Irgb6 et Irgb10, provoquant la dissociation de L’IRG de la vacuole et l’inhibition de la perturbation PV (Zhao et al., 2009a; Steinfeldt et coll., 2010; Fentress et coll., 2010)., Une autre protéine rhoptry, ROP5, a été trouvée pour interagir directement avec les protéines IRG, réduisant l’enrobage IRG et inactivant les protéines IRG (Fleckenstein et al., 2012; Niedelman et coll., 2012). ROP5 peut interagir avec les IRG en l’absence de ROP18. Cependant, les protéines rhoptry, ROP5 et ROP18, tout en médiant l’inhibition dans les cellules murines activées par IFNy, n’affectent pas la survie dans les cellules humaines activées par IFNy (Niedelman et al., 2012)., Ces résultats suggèrent que bien que ROP5 et ROP18 aient pu évoluer pour bloquer les IRG, ils n’ont peut-être pas d’effets sur la survie des parasites chez les espèces qui n’ont pas le système IRG, comme les humains. Pourquoi les IRG sont une si grande famille de protéines dans le génome murin et si réduit chez l’homme, ou si contrepartie fonctionnelle(S) existe chez l’homme, n’est pas encore clair.