Le secretion des proteins/antigenes et l'endocytose des nutriments médiées par les GTPase de la famille Rab chez P. falciparum - Conférence de la 2e édition du Cours international « Atelier Paludisme » - LANGSLEY Gordon - Institut Pasteur à Paris - langsley@pasteur.fr

3. Puit recouvert de Puit non
clathrine Cavéolae
recouvert
1-3µm 0,5µm 0,1µm
Macropinocytose Phagocytose Pinocytose
Figure 1: Les différentes voies d’endocytose chez les eucaryotes supérieurs.
Puits recouverts de
clathrine
Vésicules
recouvertes de
clathrine
Compartiment de
recyclage
Endosomes précoces ou
de tri
Endosomes tardifs
Lysosomes
La voie d’endocytose dépendante de la clathrine.

4. Importance des membranes chez Plasmodium
Chapitre II – Thèse 2004 – Françoise Baunaure.
PV
Développement de Plasmodium lors du cycle intraérythrocytaire
P, parasite - PV, vacuole parasitophore (en blanc) - FV, vacuole digestive - cytostome - Hz,
hémozoïne - N, noyau - PPM, membrane plasmique du parasite - PVM, membrane de la PV
- TVN, réseau tubulovésiculaire - hémoglobine (en gris) - protéines parasitaires solubles
(points en noir). D'après Akompong (Akompong et al., 2002)

5. Knobs
EM
TVN MC
R
PPM
Erythrocyte
cytoplasm PV
Parasite cytoplasm
PVM
FV
Mito
Golgi
A
ER
Nucleus
Compartiments membranaires de l'érythrocyte infecté par Plasmodium (stade
trophozoïte)
Légende : EM, membrane érythrocytaire - Knobs, protubérance - MC, fissures de Maurer - TVN,
réseau tubulovésiculaire - cytoplasme érythrocytaire - PVM, membrane de la vacuole parasitophore -
PV, vacuole parasitophore - PPM, membrane plasmique du parasite - cytoplasme du parasite - FV,
vacuole digestive - Golgi - Nucleus, noyau - ER, réticulum endoplasmique - A, apicoplaste - Mito,
mitochondrie.

6. Importance des membranes chez Plasmodium
Chapitre II - Thèse 2004 – Françoise Baunaure.
a b c
Visualisation du réticulum endoplasmique
Visualisation des protéines PfERC (a) et Pfgrp/BiP (b) d'après (La Greca et al.,
1997) et PfBiP d'après (Akompong et al., 2002) (noyau en bleu).

7. a BiP
b Pb(ec)31
c Pb(ec)31
control control BFA
Localisation d'une protéine dans sERA après traitement pas la BFA
Le marquage avec un anti-BiP (spécifique du RE) (a) est similaire à celui de la protéine Pb(ec)31
(protéine exportée dans les inclusions intraérythrocytaire) avant traitement par la BFA (b). En
revanche, le marquage de la protéine Pb(ec)31 après traitement par la BFA est restreint à une
petite partie du RE, nommée sERA par les auteurs, tandis que le profil de BiP ne change pas.
D’après Wiser (Wiser et al., 1997).

8. Importance des membranes chez Plasmodium
Chapitre II – Thèse 2004 – Françoise Baunaure.
a b
Visualisation du Golgi
Visualisation de la protéine du médial/trans-Golgi PfRab6 (a) (Adisa et al., 2002) et de
PfERD2 du Cis-Golgi (b) d'après Akompong (Akompong et al., 2002)

9. Comparaison des modèles d'organisation des éléments Golgiens de mammifères et
de Plasmodium
Comparaison des modèles d'organisation des éléments Golgiens empilés de mammifères (A) avec ceux
non empilés tubulovésiculaires de Plasmodium (B) ERD2 se concentre dans le Cis-Golgi des mammifères
(A) ou dans le Golgi précoce (early) de Plasmodium (B) - Rab6 est localisé dans le médial/trans-Golgi des
mammifères (A) et dans le Golgi tardif (late) de Plasmodium. En B, les sites multiples et dispersés de
PfRab6 suggèrent que le médial- et le trans-Golgi ne sont probablement pas empilés chez Plasmodium.
Légende : EM, membrane érythrocytaire - TVN, réseau tubulovésiculaire - PVM, membrane de la vacuole
parasitophore - PPM, membrane plasmique du parasite.

10. Importance des membranes chez Plasmodium
Chapitre II – Thèse 2004 – Françoise Baunaure.
PV
TVN P
P
Visualisation de la vacuole parasitophore et de ses extensions
membranaires à l'intérieur du cytosol érythrocytaire
P, parasite - PV, vacuole parasitophore - TVN, réseau tubulovésiculaire. A droite,
probablement un jeune stade anneau et à gauche un trophozoïte. D'après Waller (Waller et
al., 2000)

11. Fissures de Maurer et vésicules vues en microscopie électronique
Légende : MC, fissures de Maurer - V, vésicules en chaînette - RBCM, membrane du globule rouge -
P, parasite - PPM, membrane plasmique du parasite - PVM, membrane de la vacuole parasitophore.
D'après Taraschi (Taraschi et al., 2003)

12. Importance des membranes chez Plasmodium
Chapitre II – Thèse 2004 – Françoise Baunaure.
K
Visualisation des vésicules intraérythrocytaires par microscopie électronique
Légende : V, vésicules - K, knobs - RBCM, membrane du globule rouge - P, parasite - PPM,
membrane plasmique du parasite - PVM, membrane de la vacuole parasitophore. D'après Taraschi
(Taraschi et al., 2003).

13. a b c
Modèles de transport des nutriments au travers des structures membranaires
intraérythrocytaires
Légende : D, conduit (duct) - E, érythrocyte - P, parasite - V, espace vacuolaire - PVM,
membrane de la vacuole parasitophore - TVN, réseau tubulovésiculaire (tubovesicular network).
D'après Haldar (Haldar et al., 2001).

14. Importance des membranes chez Plasmodium
Chapitre II – Thèse 2004 – Françoise Baunaure.
Modèle proposé pour le trafic de la protéine KAHRP
Implication de COPI et COPII dans le transport des protéines à l'intérieur du parasite, et uniquement de
COPII dans le transport vers le cytosol érythrocytaire (Wickham et al., 2001). marqueurs du réticulum
endoplasmique (PfBiP, PfERC, PfSEC61) - marqueur du réseau tubulovésiculaire (PfSS,
sphingomyéline synthase) - marqueur du Golgi (ERD2 et Rab6). D'après Wickham (Wickham et al.,
2001)

15. Trafic de vésicules dans l'espace vacuolaire
Microscopie électronique d'après Taraschi (Taraschi et al., 2003). Légende : vésicules (en noir) - P,
parasite - PPM, membrane plasmique du parasite - PVM, membrane de la vacuole parasitophore.
D'après Taraschi (Taraschi et al., 2003)

16. Importance des membranes chez Plasmodium
Chapitre II – Thèse 2004 – Françoise Baunaure.
a b
Visualisation de site de tri des protéines parasitaires
a - Marquage spécifique du TVN (Bodipy-céramide) (en vert) et des fissures de Maurer (en rouge). Les
tubules du TVN seraient les sites de tri des antigènes parasitaires via les fissures de Maurer disposées à
proximité.
b - Marquage du TVN (Bodipy-TR-céramide) (rouge) et de la vacuole parasitophore (anti-Exp1) (en rouge).
Certaines évaginations de la PV seraient les sites de tri des protéines résidentes de la PV et antigènes
parasitaires. En effet, certaines boucles du TVN (flèche) ne colocalisent pas avec Exp1, tout comme les
fissures de Maurer (pointes de flèches) qui dérivent vraisemblablement de ces évaginations (Adisa et al.,
2003). D'après Haldar et al., 2002 pour figure a et Adisa et al., 2003 pour figure b.

17. a b c
Trafic de vésicules à partir du parasite (figures a), via les fissures de Maurer (figures
b), jusqu'à à la membrane érythrocytaire (figures c) -
Microscopie électronique : figure b d'après Taraschi (Taraschi et al., 2003) ; figures a et c d'après Trelka
(Trelka et al., 2000). Légende : vésicules (en noir) - MC, fissures de Maurer - P, parasite - PPM,
membrane plasmique du parasite - PVM, membrane de la vacuole parasitophore.

18. Modèle proposé pour le transport des protéines parasitaires à la membrane plasmique de
l'érythrocyte infecté
Etape 1 et 2 : voies hypothétiques. Etapes 3 à 5 : les protéines COPII (PfSec31, PfSar1p et PfSec23p) sont
exportées au cytosol de l'érythrocyte, facilitant la formation de vésicules à la PVM. Etapes 5 et 5a : le
bourgeonnement et le transport des vésicules s'effectuerait par l'intermédiaire d'un processus actine/myosine. Etape
6 et 6a : les vésicules contenant PfEMP1 et PfEMP3 sont transportées à travers le cytosol érythrocytaire aux
fissures de Maurer, ou directement à la membrane plasmique de l'érythrocyte, par un processus actine/myosine
dépendant. Etape 7 : PfNSF s'associe avec les vésicules avant leur association avec les fissures de Maurer ou la
membrane érythrocytaire. Les vésicules pourraient être transportées bord à bord avec les fissures de Maurer
attachées à l'actine jusqu'à la membrane érythrocytaire, ou bien les vésicules pourraient bourgeonner à partir des
extrémités des fissures de Maurer et diffuser à la membrane érythrocytaire. Les vésicules s'associent avec le
cytosquelette (étape 8) conduisant à la formation des knobs (étape 9). D'après Taraschi (Taraschi et al., 2003).

19. Proteins involved in intracellular transport
4) Rab GTPases

20. The Rab superfamily (53 proteins in mammals!)
from J. Pereira-Leal and M. Seabra et al., J. Mol. Biol., 2000

23. cytoskeleton docking
complex
GTP
motor GTP v-SNARE
t-SNARE
Donor membrane
vesicle
Sec-1
Acceptor membrane
vesicle GTP GTP
GDP
GEF
GDF GTP
GDI GDP
GDI GDP GDI vesicle
fusion
Pi
Model for Rab function GAP
GTP
GTP
GTP

24. Attachment of RabGTPases to membranes
Pfeffer et al., Nature 2003

25. Model for Rab 27-dependent recruitment of
myosin Va on melanosomes
Goud, Nature Cell Biol., 2002