Characterization of sialidase in the parasite Trypanosoma vivax : role in anemia

La trypanosomiase animale africaine (TAA) est une pathologie qui sévit en Afrique sub-saharienne et qui représente un obstacle majeur à l’élevage du bétail et à la production agricole. Cette pathologie est causée principalement par les parasites T. congolense et T. vivax. Elle affecte le bétail, les animaux domestiques et sauvages, sur un territoire de 10 millions de km2 où ces animaux cohabitent avec l’insecte vecteur, la mouche Tsé-Tsé. L’infection du bétail par ces parasites provoque une anémie sévère pouvant entraîner la mort de l’animal. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l’étude des mécanismes impliqués dans le développement de l’anémie lors de l’infection de l’animal par T. vivax. Pour cela, nous avons développé un modèle murin d’infection par T. vivax. Nous avons démontré que l’infection à T. vivax induit d’importantes modifications des acides sialiques présents à la surface des érythrocytes. De plus, nous avons établi un système expérimental « ex-vivo » qui nous a permis de montrer que l’anémie observée au cours de l’infection était dépendante du mécanisme d’érythrophagocytose. Les modifications en acides sialiques des érythrocytes constitueraient un signal de reconnaissance des érythrocytes par les cellules phagocytaires de l’hôte. Par ailleurs, nous avons mis au point des conditions de culture in vitro pour tous les stades parasitaires de T. vivax et T. congolense afin de développer des outils de génomique fonctionnelle. Ces avancées nous ont notamment permis d’identifier des enzymes de type sialidase et trans-sialidase et de détecter les activités enzymatiques correspondantes dans les formes infectieuses de ces parasites. Nous avons exprimé des trans-sialidases recombinantes et démontré qu’elles étaient capables de reproduire in vitro certaines des caractéristiques pathologiques définies in vivo : modifications en acides sialiques des érythrocytes et augmentation de l’érythrophagocytose. Par conséquent, ces travaux ont permis pour la première fois de mettre en évidence un lien entre l’expression des sialidases et trans-sialidases chez le parasite T. vivax et le développement de l’anémie au cours de la TAA.African animal trypanosomiasis (AAT) is a parasitic disease occurring in sub-Saharan Africa. It impairs livestock development and agricultural production. This disease is mainly caused by T. congolense and T. vivax parasites and is present in livestock, domestic and wild animals, covering an area of over a 10 millions km2, that is known as the Tsé-Tsé fly belt. These infections cause severe anaemia leading to animal death in most cases. In this context, we were interested in unravelling the mechanisms responsible for anaemia caused by T. vivax infection. We developed a murine model for T. vivax infection and our data pointed out important sialic acid modifications of the mouse erythrocyte surface during infection. Additionally, an ex-vivo experimental model was established which proved that anaemia associated with infection depends on erythrophagocytosis. Consequently, we propose that sialic acid modifications associated with infection are involved in the erythrophagocytosis mechanism. Furthermore, in order to develop genetic tools we established in vitro culture conditions for all parasite forms of T. vivax and T. congolense. Parasite cultivation allowed the detection of sialidase and trans-sialidase activity and identifies the presence and function of these proteins in the mammalian form of the parasite. Moreover, trans-sialidase recombinant proteins reproduced some of the T. vivax infection characteristics such as sialic acid modification and increased erythrophagocytosis. Consequently, this work provides the first evidence that links the expression of sialidases and trans-sialidases in T. vivax with the development of anemia during AAT