Ecole doctorale « medicament »

ECOLE DOCTORALE "Médicament, Toxicologie, Chimie, Environnement" Proposition de sujet de thèse à l’appui d’une demande de contrat doctoral 2013-2014
Nom, prénom du directeur de l'unité de recherche : Deloron, Philippe
Numéro de l'unité de recherche (et établissement de rattachement) : UMR216 IRD-UPD
Nom, prénom du responsable de l'équipe d'accueil (EAD) : Deloron, Philippe
Nom, prénom du directeur de thèse : Deloron, Philippe
Titre du sujet de thèse proposé : Etudes biochimiques et fonctionnelles de la protéine Plasmodium
falciparum Chloroquine Resistance Transporter (PfCRT)
Contenu scientifique du programme de la thèse
Problématique : La protéine Plasmodium falciparum Chloroquine Resistance Transporter (PfCRT) a été
identifiée en 2000 comme étant le déterminant principal de la résistance du parasite P. falciparum à la
chloroquine (1), médicament qui a eu un impact majeur dans le contrôle du paludisme. Lorsqu’elle est
mutée, PfCRT assure l’efflux de la chloroquine hors de la vacuole digestive (VD ; un organelle acide
apparenté au lysosome), son site d’action. Alors que cette fonction de transport de médicaments est
bien caractérisée, la fonction native de la protéine est toujours inconnue (2). On sait cependant que cette
protéine est essentielle à la survie du parasite (knockout impossible), et qu'elle présente des orthologues
chez d'autres espèces de parasites de type Apicomplexa, ainsi que des homologues chez les algues et
les plantes. PfCRT est une protéine à dix hélices transmembranaires localisée dans la membrane de la
VD où se déroule la dégradation de l'hémoglobine que le parasite récupère du cytoplasme de sa cellule
hôte, le globule rouge. Cette dégradation entraîne le relarguage dans la VD d'une grande quantité
d'acides aminés/peptides, d'hème et de fer. Les hypothèses en vogue concernant la fonction de PfCRT
proposent qu'il s'agisse d'un transporteur d'acides aminés/peptides ou de glutathion contribuant au
contrôle redox intracellulaire (3,4).

Objectifs : Nous avons mis en place au laboratoire un modèle original permettant l’expression de
PfCRT à la membrane de la vacuole de la levure Saccharomyces cerevisiae. Ce système permet à la
fois des analyses de biologie cellulaire dans le modèle levure et des analyses biochimiques et
fonctionnelles à partir de la protéine recombinante purifiée. L’objectif principal du travail de thèse est de
tester l’implication de PfCRT dans le transport d’acides aminés/peptides et/ou dans le contrôle redox
intracellulaire. Ce travail s’inscrit dans un projet collaboratif initié avec la Columbia University (NYC,
USA ; Prof. Fidock) visant à élucider la fonction de PfCRT. Ces travaux permettront de définir de
nouvelles stratégies thérapeutiques visant à inhiber via PfCRT une voie métabolique spécifique du
parasite.

Expériences envisagées :
A) Exprimer et purifier PfCRT dans S. cerevisiae : le doctorant aura pour objectif l’optimisation de la
purification de PfCRT dans S. cerevisiae. La fonctionnalité de la protéine purifiée sera testée en
mesurant le transport de chloroquine par la forme mutée de PfCRT reconstituée dans des liposomes.
Ces tests fonctionnels bénéficieront du support d’une équipe collaboratrice sur le site de la faculté de
Pharmacie Paris Descartes (contact : Martin Picard, laboratoire de cristallographie et RMN Biologiques
UMR 8015, équipe Signalisation et transport membranaire) (5).
B) Mesurer dans le système liposome le transport via PfCRT de substrats candidats identifiés par nous-
mêmes et nos collaborateurs à Columbia University.
C) Analyse fonctionnelle dans le modèle de cellules de levure exprimant PfCRT : analyse du
métabolome pour identifier les voies métaboliques modifiées par l’expression de PfCRT ; test de
résistance cellulaire à différents type de stress (oxydatif, acide, osmotique, température, …)

Bibliographie : (1) Fidock et al. (2000) Mol Cell;6(4):861-71. (2) Ecker et al. (2012) Trends Parasitol;28(11):504-
14. (3) Martin et al. (2009) Science;325(5948):1680-2. (4) Maughan et al. (2010) Proc Natl Acad Sci
USA;107(5):2331-6. (5) Verchère et al. (2012) Sci Rep;2:306.

Source: http://www.umr216.fr/files/uploads/These_ED%20MTCE_2013-14_UMR216_Deloron_signe.pdf