Serological detection of latent Toxoplasma gondii infection by cyst and bradyzoite specific biomarkers. Détection sérologique de l'infection latente par Toxoplasma gondii par des biomarqueurs spécifiques des kystes et des bradyzoïtes

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Robert, Marie Gladys

Edité par CCSD -

Toxoplasmosis is a widespread zoonosis generally benign in immunocompetent individuals but responsible for potentially severe congenital and opportunistic infections. This infection leads to the chronic persistence of the parasite Toxoplasma gondii in the form of encysted bradyzoites, notably in the central nervous system, muscles and retina of its numerous potential intermediate hosts. This persistence is a major factor in the transmission of infection through carnivorism and is the source of reactivation in cases of immunosuppression. However, the chronic stage of T. gondii remains relatively unknown, due in part to the lack of non-invasive methods for its assessment. Although serology is a key element in epidemiological studies and diagnosis of this parasitosis, and despite the undeniable contribution of the bradyzoite to the pathophysiology of the infection, none of the currently used serological tests is based on specific bradyzoite antigens. The identification of the cystic wall protein BCLA (Brain Cyst Load-associated Antigen) has recently demonstrated that the antigens of this parasitic stage are however not devoid of immunogenicity.The aim of this work was to search for other serological markers of the chronic stage of T. gondii and to evaluate the performance of serology based on bradyzoite antigens to detect the presence of cysts, and its potential contribution to the diagnosis and management of toxoplasmosis in humans.Comparison of the immunogenicity of bradyzoite proteins induced in vitro using the MORC-mAID system versus tachyzoite antigens revealed the immunogenicity of an abundant bradyzoite cytoplasmic protein that we named BSM (Bradyzoite Serological Marker). Deletion of BSM via CRISPR/Cas9 does not affect in vitro growth, virulence, differentiation, or cyst morphology in vivo. BSM ELISA serology identified among naïve or chronically infected mice with cystogenic or non-cystogenic strains of T. gondii, those carrying cysts, with a sensitivity of 97.96% and a specificity of 100%. In humans, anti-BSM and anti-BCLA antibody titers are significantly higher in subjects identified by conventional serological tests as chronically infected with T. gondii than in seronegative patients, but the wide distribution of titers within both groups and the lack of a marker of cyst carriage challenge the interpretation of bradyzoite serology and raise questions about the systematic presence of cysts following infection and the duration of their persistence.In conclusion, this study has identified a new serological marker of the chronic stage of T. gondii. If an application in agri-food or animal experimentation can be envisaged, further explorations are required to understand the kinetics of bradyzoite serology in humans. . La toxoplasmose est une zoonose cosmopolite généralement bénigne chez les sujets immunocompétents, mais responsable d’infections congénitales et opportunistes potentiellement sévères. Cette infection entraîne la persistance chronique du parasite Toxoplasma gondii sous forme de bradyzoïtes enkystés, notamment dans le système nerveux central, les muscles et la rétine de ses nombreux hôtes intermédiaires potentiels. Cette persistance est un facteur majeur de la transmission de l'infection par le carnivorisme et est la source de réactivation en cas d'immunosuppression. Cependant, le stade chronique de T. gondii reste relativement méconnu, en raison notamment de l'absence de méthodes adaptée à son évaluation. Alors même que la sérologie est un élément clé des études épidémiologiques et du diagnostic de cette parasitose, et bien que la contribution du bradyzoïte à la physiopathologie de l'infection soit indéniable, aucun des tests sérologiques actuellement utilisés n'est basé sur des antigènes spécifiques du bradyzoïte. L'identification de la protéine de la paroi kystique BCLA (Brain Cyst Load-associated Antigen) a récemment prouvé que les antigènes de ce stade parasitaire ne sont cependant pas dépourvus d'immunogénicité.L’objectif de ce travail était de rechercher d’autres marqueurs sérologiques du stade chronique de T. gondii et d’évaluer la performance de la sérologie s’appuyant sur des antigènes du bradyzoïte pour détecter la présence de kystes, et son apport potentiel au diagnostic et à la prise en charge de la toxoplasmose chez l’humain.La comparaison de l'immunogénicité des protéines bradyzoïtes induites in vitro à l'aide du système MORC-mAID par rapport aux antigènes tachyzoïtes a permis de mettre en évidence l'immunogénicité d’une protéine abondante du cytoplasme du bradyzoïte que nous avons nommé BSM (Bradyzoite Serological Marker). La délétion de BSM via CRISPR/Cas9 n’impacte pas la croissance in vitro, la virulence, la différenciation ou la morphologie des kystes in vivo. La sérologie ELISA BSM a identifié parmi des souris naïves ou chroniquement infectées par des souches kystogéniques ou non kystogéniques de T. gondii, celles qui portaient des kystes, avec une sensibilité de 97,96% et une spécificité de 100%. Chez l’humain, les titres d’anticorps anti-BSM et anti-BCLA sont significativement plus élevés chez les sujets identifiés comme chroniquement infectés par T. gondii par les tests sérologiques classiques, que chez les patients séronégatifs. Cependant la distribution large des titres au sein des deux groupes et l’absence de marqueur du portage de kystes complexifie l’interprétation de la sérologie bradyzoïte, et questionne sur la présence systématique de kystes à la suite d’une infection et la durée de la persistance de ces derniers.En conclusion, cette étude a permis d’identifier un nouveau marqueur sérologique du stade chronique de T. gondii. Si des applications en agroalimentaire ou en expérimentation animale peuvent être envisagées, des explorations complémentaires sont requises pour comprendre la cinétique de la sérologie bradyzoïte chez l’humain.

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