Issu d’un parcours international entre l’Inde, l’Allemagne et la France, Venkat Mudiyam, doctorant à l’Institut Pasteur de Lille, s’est spécialisé dans l’étude des parasites apicomplexes, responsables de maladies majeures telles que le paludisme ou la toxoplasmose. Ses recherches portent sur les mécanismes fondamentaux de leur biologie, de leur multiplication à leur capacité de persistance dans l’organisme. À travers cet entretien, il revient sur son parcours, ses motivations et les enjeux de ses travaux, qui visent à mieux comprendre ces parasites afin d’ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Pouvez-vous nous raconter votre parcours et ce qui vous a amené, de l’Inde à l’Allemagne puis à la France, à vous spécialiser dans l’étude des parasites apicomplexes ?
Venkat Mudiyam (VM) : J’ai obtenu un Bachelor of Engineering en biotechnologie en Inde. J’ai réalisé que les sciences biologiques étaient intéressantes, mais comme il s’agissait d’un diplôme d’ingénieur, j’avais toujours l’impression que mes bases en sciences du vivant fondamentales n’étaient pas aussi solides que je l’aurais souhaité. Pour acquérir ces connaissances et cette expérience, j’ai rejoint en 2019 le laboratoire de Shruthi Vembar en tant qu’assistant de recherche, où j’ai travaillé sur le parasite du paludisme humain Plasmodium falciparum.
Mon plan initial était de partir à l’étranger pour un master après un an, mais la pandémie de COVID-19 est survenue et a tout changé. Je suis donc resté au laboratoire une année supplémentaire, ce qui s’est finalement révélé être une expérience très enrichissante. Par la suite, je suis parti en Allemagne pour suivre un master en biologie cellulaire moléculaire à l’Université de Bonn.
Au cours de ce master, j’ai eu l’opportunité de travailler sur des sujets variés, allant de la stabilité du génome à l’immunologie, en passant par la modélisation des maladies à l’aide de cellules souches pluripotentes induites (iPSC). Mais à travers tout cela, j’ai réalisé que je revenais toujours aux parasites apicomplexes. Cet intérêt ne m’a jamais vraiment quitté.
À cette période, j’ai contacté mon amie Maanasa, qui avait effectué sa thèse à l’Institut Pasteur de Lille avec Mathieu Gissot, qui est aujourd’hui mon encadrant. Grâce à elle, j’ai pu en apprendre davantage sur ses travaux. J’ai lu certains de ses articles et j’ai estimé que ses recherches correspondaient parfaitement à ce que je souhaitais faire : appliquer des approches de biologie moléculaire et cellulaire pour comprendre la biologie des parasites, avec pour objectif final d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Je lui ai donc écrit pour me renseigner sur les opportunités de doctorat.
Il m’a répondu assez rapidement, et nous avons eu une discussion très intéressante sur les projets possibles et sur le programme doctoral de l’Institut Pasteur de Lille. Nous avons finalement rédigé ensemble une proposition visant à étudier une famille de facteurs de transcription appelés ApiAP2. Heureusement, cela a abouti, et j’ai obtenu le poste et me voici à l’Institut Pasteur de Lille aujourd’hui !
Qu’est-ce qui vous a particulièrement attiré dans les parasites comme Plasmodium ou Toxoplasma gondii, responsables de maladies majeures comme le paludisme ou la toxoplasmose ?
VM : Mon intérêt pour les parasites apicomplexes (Plasmodium, Toxoplasma et Cryptosporidium) repose à la fois sur des raisons scientifiques et personnelles.
D’un point de vue scientifique, je suis fasciné par la biologie de ces parasites, leur capacité à envahir les cellules humaines, à établir une infection et à échapper à la réponse immunitaire lorsque cela est nécessaire. Je suis également intrigué par leur capacité à persister dans l’hôte pendant de nombreuses années sous forme de kystes dormants, puis à se réactiver ultérieurement pour provoquer une maladie sans nouvelle infection.
Leur appareil apical, qui est à l’origine du terme « apicomplexes », est particulièrement fascinant pour moi, car il leur permet d’injecter un ensemble de protéines et d’établir une niche au sein des cellules hôtes ; certaines de ces protéines modifient également les processus cellulaires de l’hôte. Ces parasites sont responsables de certaines des maladies les plus meurtrières, et il n’existe toujours pas de vaccins totalement efficaces contre nombre d’entre elles.
Sur un plan personnel, le fait de venir d’un pays comme l’Inde, où ces parasites sont très répandus, a naturellement attiré mon attention sur ce sujet.
Le signal bleu correspond au DAPI, utilisé pour le marquage de l’ADN, tandis que le signal rouge met en évidence l’alpha‑tubuline, composant majeur du cytosquelette et du fuseau mitotique.
Crédits : Venkat Mudiyam, équipe API‑B
Votre équipe s’intéresse à la manière dont ces parasites se multiplient et persistent dans l’organisme. Concrètement, pourquoi ces deux capacités sont-elles si importantes pour comprendre la maladie ?
VM : La prolifération correspond à la vitesse à laquelle le parasite se multiplie dans l’organisme, et elle est très importante pour un parasite comme Toxoplasma gondii. Plus il se multiplie rapidement, plus il infecte et endommage de cellules, ce qui entraîne des symptômes plus marqués et une maladie plus sévère.
La persistance, quant à elle, désigne la capacité du parasite à rester dans l’organisme pendant une longue période sous forme de kystes, souvent en échappant au système immunitaire. Cela signifie que l’infection peut ne pas être totalement éliminée et peut se réactiver plus tard, en particulier si le système immunitaire s’affaiblit.
Pour bien comprendre la maladie, il est nécessaire de prendre en compte à la fois la vitesse de propagation du parasite et sa capacité à survivre dans le temps. Ensemble, ces deux propriétés expliquent pourquoi les infections peuvent être à la fois sévères à court terme et difficiles à éliminer à long terme.
Vos travaux explorent des mécanismes très fins de régulation, notamment la division cellulaire et le contrôle de l’expression des gènes chez Toxoplasma gondii. Pourquoi est-il essentiel de comprendre ces étapes très précoces et très “microscopiques” du cycle du parasite ?
VM : Ces parasites sont très petits, environ 3 micromètres (0,0003 cm). Même si ces processus se déroulent à une échelle microscopique, ils contrôlent tout ce que fait le parasite. Il n’est évidemment pas facile de les étudier en raison de la taille extrêmement réduite de ces structures. Pour y parvenir, nous utilisons également une approche très puissante appelée microscopie d’expansion ultrastructurale, développée initialement par le laboratoire d’Edward Boyden au MIT et adaptée aux parasites apicomplexes par plusieurs équipes.
L’étude de la division cellulaire permet de comprendre à quelle vitesse le parasite se multiplie, tandis que l’expression des gènes détermine quels gènes sont activés ou réprimés à différents stades. Cela est particulièrement important car le parasite doit ajuster finement ses différentes formes en fonction de son environnement au sein de l’hôte.
Si ces mécanismes précoces de régulation ne fonctionnent pas correctement, le parasite ne peut ni croître, ni s’adapter, ni survivre. En les comprenant, nous mettons en lumière les processus biologiques qui gouvernent son cycle de vie. Ces étapes sont souvent très précises et essentielles, ce qui en fait de bonnes cibles potentielles pour de nouveaux traitements. Si nous parvenons à perturber ces processus précoces, nous pourrions empêcher l’infection de se propager ou de devenir chronique.
En quoi ces recherches fondamentales peuvent-elles, à terme, ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques contre ces infections parasitaires ?
VM : En comprenant la biologie fondamentale du parasite, nous pouvons identifier les vulnérabilités qui sous-tendent sa survie, et celles-ci peuvent constituer d’excellentes cibles thérapeutiques.
Par exemple, notre équipe travaille sur une famille de facteurs de transcription spécifiques aux parasites apicomplexes, absents chez leurs hôtes. La plupart des facteurs de transcription de cette famille ont été démontrés, ou sont prédits, comme étant essentiels à la survie et à la persistance du parasite. Si nous parvenons à inhiber ces facteurs de transcription, nous pourrions perturber leur cycle cellulaire et leur croissance.
Vous êtes également membre de l’Association des Jeunes de l’Institut Pasteur de Lille (YPL). Pouvez-vous nous en dire plus sur cette association et sur ce que votre engagement vous apporte, à titre personnel et professionnel ?
VM : YPL (Association des Jeunes de l’Institut Pasteur de Lille) est une association qui rassemble les doctorants et les chercheurs de l’Institut Pasteur de Lille. Elle sert principalement à créer un esprit de communauté entre les jeunes scientifiques, à organiser des événements scientifiques et conviviaux, et à favoriser les échanges entre les différents groupes de recherche et disciplines au sein de l’institut.
Pour moi, faire partie du YPL a été bénéfique à la fois sur le plan personnel et professionnel. Sur le plan personnel, cela m’a aidé à mieux m’intégrer à l’institut, à rencontrer des chercheurs en dehors de mon laboratoire et à me sentir davantage connecté à l’environnement scientifique dans son ensemble. En arrivant dans un nouveau pays sans parler français, ce sentiment de communauté a été particulièrement important. Nous cherchons également à offrir ce même accueil aux nouveaux arrivants.
Sur le plan professionnel, cela m’a permis de mieux comprendre l’organisation des activités scientifiques et des événements, ainsi que la manière de favoriser la communication entre laboratoires et disciplines. Cela m’a également aidé à améliorer ma capacité à interagir avec des chercheurs issus d’horizons variés et à discuter de science au-delà de mon propre projet. Dans l’ensemble, cela constitue un excellent complément à ma formation doctorale, et je suis impatient de contribuer aux projets à venir.
