Infectiologie expérimentale des rongeurs et poissons

L'immunité innée constitue la première ligne de défense contre les pathogènes et conditionne l'apparition de l'immunité acquise. Les mécanismes moléculaires qui contrôlent son activation sont donc particulièrement intéressants pour identifier les facteurs qui ont un impact sur les infections, et pour identifier des cibles pour de nouveaux traitements. Lors d'une infection, les bactéries sont détectées par des récepteurs de reconnaissance des pathogènes (PRRs) sur les cellules immunitaires et sur les cellules immunitaires « non professionnelles », telles que les cellules épithéliales, qui jouent le rôle de sentinelles. Après s'être liés aux motifs moléculaires associés aux pathogènes (PAMPs), les PRRs déclenchent des voies de signalisation pro-inflammatoire qui entraînent la sécrétion d'un large éventail d'effecteurs immunitaires tels que les cytokines, les chimiokines et les peptides antimicrobiens. L'ADP-heptose a été récemment décrit comme un nouveau PAMP bactérien. Il s'agit d'un métabolite soluble de la voie de synthèse du lipopolysaccharide de la plupart des bactéries à Gram négatif. Une fois dans le cytoplasme de la cellule hôte, il se lie à l'alpha-protéine kinase 1 (ALPK1) qui agit comme un PRR. À son tour, ALPK1 phosphoryle les protéines adaptatrices TIFA, un processus qui déclenche leur oligomérisation massive en structures multi-protéiques appelées TIFAsomes. Ce mécanisme aboutit à l'activation de TRAF6 et NF-kB et à l'expression de gènes pro-inflammatoires. Bien que l’axe ADP-heptose/ALPK1/TIFA soit activé par un nombre croissant de bactéries, cette nouvelle voie de l’immunité innée reste encore très mal caractérisée. Les objectifs du projet ADPH-WHAT4 sont donc de déterminer comment l'ADP-heptose est délivré dans les cellules lors d'une infection, de comprendre sa contribution potentielle à la propagation de l'inflammation au sein d’un épithélium infecté, et de caractériser son impact sur les activités anti-infectieuses des neutrophiles.

L’objectif du projet BADASS est de pouvoir suivre les trajectoires de nanoparticules en mouvement dans des cellules in-vivo, et dans un régime temps réel de super-localisation. L’implémentation d’une boucle optimisée et rapide d’optique adaptative à un microscope de tracking à deux photons (déjà développé) est au coeur technique du projet. Le dispositif vise à mesurer en profondeur des positions de nanoparticules à mieux que 3 nanomètres de précision et sur des échelles de temps de l'ordre de la milliseconde, qui sont les échelles spatiotemporelles typiques de la dynamique des moteurs moléculaires individuels. Le système sera testé et amélioré en mesurant le transport intraneuronal dans des larves de poissons zèbres. Dans un second temps, les larves pourront être soumises à un stress oxydatif mimant des dysfonctions neuronales de maladie neurodénégérative afin de comparer des conditions biologiques différentes. En parallèle, une analyse fine des résultats par une approche bayésienne non supervisée permettra de remonter aux paramètres du transport intraneuronal et de comparer les conditions biologiques de manière rigoureuse.

Le contrôle et la maitrise des maladies infectieuses qui affectent les poissons d’aquaculture sont des défis importants pour améliorer la santé animale et humaine. Les changements climatiques qui se profilent soulèvent la question de l’adaptation des agents pathogènes à l’augmentation des températures. Alors que l'importation d'agents pathogènes tropicaux sous nos latitudes est devenue une réalité, on en sait beaucoup moins sur la façon dont les agents pathogènes déjà présents dans les fermes aquacoles des climats tempérés s'adaptent à des températures plus élevées. Ce projet propose d’étudier les déterminants de l’adaptation au réchauffement climatique des Novirhabdovirus, pathogènes viraux majeurs pour de nombreuses espèces piscicoles en Europe, Asie et Amérique du Nord et contre lesquels aucun vaccin n’est disponible. L’originalité de ce projet repose sur l’évaluation d’une collection de souches circulantes de Novirhabdovirus disponibles au sein de la souchothèque de l’ANSES ainsi que des variants adaptés empiriquement à se répliquer efficacement à haute température. Nous proposons donc de définir les bases moléculaires de cette adaptation et de déterminer la susceptibilité de plusieurs espèces de poissons : un poisson modèle, le poisson zèbre ainsi que l'hôte naturel, la truite. Nous déterminerons également l’efficacité de prototypes vaccinaux contre des souches thermo-adaptées. Ce projet permettra de répondre aux questions essentielles de cette problématique : 1) quels sont les effets de températures élevées sur l'évolution des Novirhabdovirus et la réponse des poissons aux infections virales ? 2) Quels sont les déterminants moléculaires permettant aux Novirhabdovirus de s’adapter à plus hautes températures ? 3) Les variants adaptés à plus haute températures ont-ils un spectre d’hôte modifié au niveau cellulaire ? 4) Est-il possible d’induire une protection vaccinale efficace contre les souches thermo-adaptées?