Cartographie des associations entre Wolbachia et microtubules chez les filaires

MNHN/CNRS

Le Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN) est un établissement public de recherche et d’enseignement supérieur consacré à l’étude de la biodiversité, de l’évolution et des interactions entre les organismes et leur environnement. Au sein du MNHN, l’unité MCAM (Molécules de Communication et Adaptation des Microorganismes) s’intéresse aux mécanismes moléculaires et physiologiques impliqués dans la communication et l’adaptation des microorganismes. L’équipe PPL (Parasites et Protistes Libres), intégrée à cette unité, étudie la diversité, la biologie et l’écologie des protistes et des parasites

État de l'art et contexte

Les filaires sont des nématodes parasites responsables de maladies humaines majeures. Elles hébergent des bactéries endosymbiotiques du genre Wolbachia, indispensables à leur développement, survie et reproduction. La transmission maternelle de ces bactéries constitue une étape clé du cycle parasitaire, encore mal comprise à l’échelle cellulaire. Au cours du développement du parasite, la bactérie change de localisation et colonise progressivement les tissus reproducteurs, les ovocytes puis les embryons. Si cette dynamique est relativement bien décrite à l’échelle des tissus, les mécanismes cellulaires permettant à Wolbachia d’atteindre les bons compartiments au bon moment restent largement inconnus.

Chez les insectes, Wolbachia exploite le cytosquelette de l’hôte, en particulier les microtubules et les moteurs moléculaires, pour assurer son transport intracellulaire. Chez les filaires, ces mécanismes restent à élucider. Des résultats préliminaires obtenus dans l’équipe suggèrent l’existence de modifications post-traductionnelles de la tubuline, susceptibles de générer différentes populations de microtubules aux propriétés distinctes.

Objectif

L’objectif du projet est de comprendre comment Wolbachia se distribue au cours du développement des filaires et d’identifier les microtubules, leurs sous‑populations et les moteurs moléculaires associés, en analysant différents stades et les deux sexes (femelles gravides ou non, mâles, microfilaires).

Actions proposées et démarche expérimentale.

Le stage de M2 visera à cartographier les associations entre Wolbachia et microtubules chez les filaires. L’étude des associations entre Wolbachia et les microtubules nécessite une résolution supérieure à celle de la microscopie confocale, car elle implique des structures de tailles très différentes, un appareil reproducteur de filaire sur plusieurs centimètres, des bactéries d’environ 1 µm et des microtubules de 25 nm de diamètre. Ces interactions se produisent donc bien en dessous de la résolution de la microscopie confocale, mais, grâce à leur géométrie bien définie et à la diversité de marqueurs disponibles, les microtubules offrent un système de référence particulièrement adapté aux approches de super résolution.

L’étudiant(e) réalisera dans un premier temps l’isolement des filaires, la dissection des tissus reproducteurs et la préparation des échantillons en vue d’analyses par microscopie à expansion (Expansion Microscopy, ExM), une technique permettant d’augmenter physiquement la taille des structures biologiques tout en préservant leur organisation, afin d’atteindre une résolution nanométrique avec des microscopes optiques conventionnels. Dans ce cadre, des marquages combinés seront mis en œuvre, associant la détection de Wolbachia (FISH) et l’analyse de différents types de tubuline à l’aide de plusieurs anticorps dirigés contre la tubuline totale et ses modifications post-traductionnelles.

Résultats attendus et perspectives

Cette approche permettra de visualiser simultanément microtubules et bactéries à un niveau subcellulaire suffisant pour cartographier finement leurs interactions. Il permettra de sélectionner des candidats pour une future étude fonctionnelle (ARN interférence, perturbations pharmacologiques du cytosquelette, en lien avec nos travaux sur l’oxfendazole, qui perturbe profondément l’organisation des microtubules).

• Master 2 en biologie cellulaire ou parasitologie
• Intérêt pour la microscopie et le travail expérimental
• Une expérience en immunofluorescence ou microscopie est un plus
• Rigueur, autonomie et capacité à travailler en équipe