CENTRE DE RECHERCHE EN IMMUNOLOGIE DES MALADIES VIRALES, AUTO-IMMUNES, HEMATOLOGIQUES ET BACTERIENNES

Le syndrome de détresse respiratoire de l'adulte (SDRA) est une atteinte pulmonaire aigüe complexe sans traitement curatif. La rupture de la barrière alvéolo-capillaire et l'inflammation dérégulée sont des caractéristiques de l’atteinte pulmonaire aigüe communes à toutes les étiologies de SDRA sans que les mécanismes sous-jacents soient connus. Des données préliminaires solides et l’expertise des deux partenaires indiquent que la voie de signalisation de la leptine pourrait jouer un rôle physiopathologique sur l’intégrité de la barrière microvasculaire pulmonaire, potentiellement via des modifications post-transcriptionnelles de la méthylation de l’ARN au niveau de la N6-méthyladénosine (m6A). L’objectif global de ce projet est d’explorer les interactions qui existent entre la signalisation de la leptine et la voie de régulation de la méthylation de l’ARN au niveau m6A dans le poumon, et comment ces interactions impactent l’intégrité et la fonction de la barrière alvéolo-capillaire dans les lésions pulmonaires aigües. Notre approche innovante, grâce à des stratégies in vivo, in situ, ex vivo et in vitro et des modèles de souris transgéniques, ainsi que notre expertise complémentaire vont permettre de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques afin de rétablir l’homéostasie de la barrière alvéolo-capillaire, ce qui améliorera le pronostic des patients. Depuis la pandémie du coronavirus (COVID)-19, le besoin urgent de nouvelles thérapies curatives qui restaureraient l’intégrité de la barrière alvéolo-capillaire dans l’atteinte pulmonaire aigüe est clair. Notre projet interdisciplinaire s’appuie sur des résultats préliminaires solides et des innovations conceptuelles et techniques essentielles à la meilleure compréhension de la physiopathologie de l’atteinte pulmonaire aigüe, à la base de la faisabilité de ce projet à fort potentiel en vue du développement de thérapies innovantes et ciblées dans le SDRA fin d’améliorer la prise en charge et la survie des patients.

Le rejet chronique est la principale cause de perte tardive des greffons rénaux et représente un défi majeur en transplantation rénale chez l’homme. Des études récentes menées chez la souris par l’équipe du Pr Lakkis (Pittsburgh, USA) ont révélé le rôle clé de l’immunité innée myéloïde dans la promotion du rejet de greffe, via l’expression de récepteurs immunorégulateurs myéloïdes tels que Signal Regulatory Protein alpha (SIRPa) et les Paired Immunoglobulin-like Receptors (PIRs). Cependant, ces mécanismes n’ont pas été explorés dans la réponse allo-immune humaine à ce jour. Le projet MIAMI-KiT vise à élucider le rôle de l’immunité innée myéloïde et des récepteurs immunomodulateurs, en particulier SIRPa et Leukocyte Immunoglobulin-Like Receptors (LILRs), homologues chez l’homme des PIRs murins, dans les mécanismes d’allo-reconnaissance et de rejet en transplantation rénale chez l’homme. Il s’articulera autour de deux axes: 1. Une caractérisation approfondie de la réponse immunitaire myéloïde au cours de la transplantation rénale, en utilisant en particulier la cytométrie en flux multi-paramétrique, le séquençage en cellules uniques et l’immunofluorescence multiplex. 2. Des études fonctionnelles visant à identifier les mécanismes moléculaires de l’alloreconnaissance innée myéloïde, via le développement de modèles in vitro et l’immunomodulation de la fonction des monocytes. Le projet s’appuiera sur des échantillons issus de la cohorte de patients transplantés du CHU Bicêtre et exploitera les technologies innovantes disponibles sur le site. En abordant le rôle encore peu exploré de l’immunité innée myéloïde en transplantation rénale, ce projet apportera un éclairage inédit à l’immunologie de la transplantation humaine. Les résultats attendus permettront une meilleure stratification du risque allo-immun et ouvriront la voie à de nouvelles approches thérapeutiques ciblées, visant à moduler l’immunité innée pour prévenir le rejet et améliorer la survie rénale à long terme.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est la maladie auto-immune la plus fréquente, touchant entre 0,3 et 1% de la population mondiale. Cette maladie évolue par poussées en raison d'une inflammation de la membrane synoviale des articulations, entraînant une destruction articulaire et des douleurs. La PR n’est pas une maladie curable et il est nécessaire de développer de nouveaux traitements. Les macrophages jouent un rôle important dans la pathogenèse de la PR, car les macrophages activés contribuent considérablement à l'inflammation et à la destruction des articulations. Ce projet propose de développer une thérapie innovante en combinant la délivrance ciblée du méthotrexate (MTX) par un vecteur (nanotubes de carbone, NTC) avec l’élimination sélective des cellules inflammatoires dans les articulations arthritiques, dont les macrophages activés, entraînant ainsi une réduction drastique de l'inflammation et des autres symptômes de la PR. Ce traitement repose sur une thérapie photothermique déclenchée par la lumière proche infrarouge, par génération de chaleur localisée dans les cellules inflammatoires des articulations arthritiques via la phagocytose d'un agent photothermique (NTC), ce qui entraînera la mort spécifique de ces cellules. Les NTC seront recouverts de la membrane cellulaire de macrophages pour cibler spécifiquement et s'accumuler dans la synoviale enflammée où ils seront internalisés dans les cellules inflammatoires phagocytaires. Une irradiation lumineuse locale induira l'élimination thermique sélective de ces cellules. L’utilisation de NTC comme vecteur du MTX permettra d’atteindre de fortes concentrations du médicament dans les articulations enflammées, réduisant ainsi ses effets secondaires. Notre stratégie thérapeutique biomimétique pourrait être appliquée au traitement d'autres maladies inflammatoires et auto-immunes (lupus érythémateux disséminé, syndrome de Sjögren et maladie de Behcet) où les macrophages activés contribuent de manière évidente.

La maladie de Gaucher résulte de mutations qui altèrent l’enzyme beta-glucocerebrosidase, impliquée dans le métabolisme des glycosphingolipides. Ce défaut dans l’homéostasie des lipides affecte la fonction des macrophages. L’expression phénotypique de la maladie est variable mais touche de manière prépondérante le foie, la rate et les os. Dans certaines formes de la maladie, une atteinte neurologique est observée de manière progressive, ou précocement chez le nouveau-né. Les traitements par enzymothérapie ne permettent pas de les endiguer. L’objectif du projet est de faire produire la beta-glucorebrosidase non seulement par les leucocytes, pour traiter les atteintes périphériques, mais également, en quantité élevée, par les cellules microgliales pour véhiculer l’enzyme vers les neurones du système nerveux central. Les cellules hématopoïétiques greffées sont capables de remplacer la microglie existante lors d’une greffe myéloablative de cellules souches hématopoïétiques. Elles devraient donc apporter la quantité d’enzyme requise aux neurones qui en sont dépourvus après greffe myéloablative de cellules souches autologues génétiquement modifiées. Il n’existe pas de modèle animal récapitulant l’atteinte neuronale et qui puisse être utilisé comme modèle de greffe. Nous avons développé un modèle tridimensionnel et pluricellulaire de la maladie de Gaucher à partir de cellules souches pluripotentes induites issues de patients. Nous développons également des vecteurs lentiviraux capables de produire des quantités supra-physiologique d’enzyme. Le modèle de mini-cerveaux pathologique nous permettra d’évaluer le bénéfice d’une thérapie génique basée sur la délivrance, par des cellules microgliales modifiées par vecteur lentiviral, de la protéine manquante au sein du système nerveux central. Il permettra en outre de préciser le rôle des différentes composantes cellulaires dans la mort neuronale chez les patients ainsi que les mécanismes moléculaires sous-jacents.

Sjogren disease (SjD) is a chronic, systemic B-cell-driven autoimmune disease with an increased risk of non-Hodgkin lymphoma (NHL) development. The abnormal B cell activation resulting from the interplay of T cell-dependent and independent responses is a hallmark of SjD linked with disease severity and evolution to lymphoma. A mechanistic understanding of which ‘targetable’ pathways steer this evolution is required to optimise and tailor treatment. Multiple lines of evidence point towards the key role of lymphocyte-specific transcription coactivator BOB1 in the progression from autoimmunity to lymphoid malignancy. BOB1 is required for T cell-dependent immune responses and germinal centre formation. Its dysregulation is proposed to contribute to the pathogenesis of various autoimmune diseases and lymphomagenesis. Our recent studies demonstrate that selective targeting BOB1 i) suppresses B cell proliferation, activation, differentiation, and antigen-specific responses in vitro and in vivo; ii) downmodulates class switch recombination and immunoglobulin production; ii) reduces cell growth, IgM production and differentiation of malignant B cells. We propose that BOB1 controls the maturation of the immune responses, and its strong activation in the context of autoimmune inflammation fosters the transition from autoimmune sialadenitis to lymphoma. BATMAN aims to unravel the role of BOB1 in the progression from autoimmunity to lymphoma using analyses of primary human tissue obtained from SjD patients with and without NHL, functional in vitro, ex vivo, and in vivo experimental models, novel selective BOB1 inhibitors, conditional genomic deletions, and comprehensive structural and molecular imaging approaches. This translational multidisciplinary project aims to establish a path towards stratified medicine by defining immunological correlates associated with the transition from autoimmunity to lymphoma and validating BOB1 as a novel therapeutic target and biomarker in SjD.

As major players in the regulation of immune responses, regulatory T cells (Tregs) are important therapeutic targets for autoimmune and inflammatory diseases. Interleukin-2 (IL-2) used at low doses (IL-2LD) stimulate and expand Tregs in vivo. While 1st-generation native IL-2LD are currently under extensive clinical evaluation, pharmaceutical companies are developing 2nd-generation IL-2 muteins with improved half-life and activity. We aim to develop 3rd-generation IL-2 specifically targeting inflammatory sites (IL-2IT) by using antibodies (Abs) against oxidation specific epitopes (OSE) that are both universal markers and mediators of inflammation. IL-2-OSE-Ab fusion proteins should allow dampening of local inflammation by a double-hit mechanism involving Ab neutralization of pro-inflammatory OSE and IL-2 stimulation of Tregs. As a proof of concept, we designed a first IL-2IT in which an IL-2N88R mutein is fused to an scFv from a prototypic anti-OSE Ab. This IL-2IT (i) binds to IL-2 receptors and OSE, (ii) has an extended half-life and (iii) superior therapeutic efficacy compared to native IL-2 in mice. Our general objectives are to design an optimized IL-2IT by testing combinations of different anti-OSE Ab with IL-2 and IL-2 muteins, and to complete its preclinical development in mice and macaques. We will validate the use of IL-2IT in cardiovascular diseases (CVD), i.e. atherosclerosis, vasculitis, myocardial infarction and SLE-associated CVD, as these conditions have been shown to be improved by Treg infusions, native IL-2 and OSE-Abs in mice. Carried by leading experts in the use IL-2, OSE-Abs, models of CVD, and clinical trials with native IL-2, the successful validation of an IL-2IT will open a new era for highly selective and effective immunotherapies based on Treg stimulation for diseases that represent a leading cause of death and morbidity. Furthermore, it will validate the broader concept of targeting any therapeutic molecule to inflammatory sites.

Le syndrome de Sjögren (SjS) est une maladie auto-immune chronique caractérisée par la destruction des glandes exocrines par des cellules immunitaires auto-réactives. Environ 0,5% de la population est souffre du SjS caractérisé par la sécheresse de la bouche et des yeux et il n’y a pas de thérapie contre la maladie. L’immuno-pathologie du SjS est complexe et associée à une interaction entre divers types de cellules, y compris les cellules épithéliales des glandes salivaires (SGEC), les lymphocytes et les cellules immunitaires innées. Des recherches récentes dans le domaine de l’auto-immunité ont révélé le rôle essentiel des peptides antimicrobiens (AMPs) dans la prévention de ces maladies grâce à leur capacité immuno-régulatrice. Parmi eux, le secretory leukocyte protease inhibitor (SLPI) est fortement exprimé par les les cellules acinaires des SGs. SLPI présent dans le milieu extracellulaire peut pénétrer dans les cellules voisines et moduler la fonction de diverses cellules immunitaires. Notre objectif est donc de déterminer le rôle de la SLPI dans les glandes exocrines lors du développement de SjS dans des modèles murins et en utilisant des échantillons de patients. Notre projet offrira de nouvelles perspectives dans l’immuno-pathologie de SjS et de nouvelles opportunités thérapeutiques.

Le syndrome de Sjögren primitif (SSp) est une maladie auto-immune caractérisée par une infiltration lymphocytaire des glandes lacrymales et salivaires.Cependant, les cellules épithéliales salivaires (CES) ne sont, en effet, plus uniquement considérées comme des cibles passives de l’auto-immunité mais jouent un rôle actif dans l’initiation et l’amplification de la réaction inflammatoire . Ainsi, l’étude des mécanismes régulant la signalisation pro-inflammatoire dans les CES est importante pour limiter leur dysfonctionnement. L’expression de gènes inflammatoires est assurée par des machineries finement régulées. Récemment, des modifications des ARNm ont été identifiées comme permettant la régulation de l’expression génique. En particulier, la modification N6-methyladenosine (m6A) a été détectée au niveau des molécules d’ARN impliquées dans la réponse inflammatoire. L'objectif global de ce projet serait de définir les mécanismes par lesquels cette nouvelle régulation post-transcriptionnelle contrôle la transduction du signal inflammatoire dans les CES, avec l'objectif à long terme d'utiliser ces connaissances fondamentales pour développer de nouvelles cibles thérapeutiques.

L’étude des mécanismes moléculaires qui contribuent à l’établissement et la maintenance des virus persistants dans leur état léthargique est essentielle pour comprendre les raisons de la résurgence de pathologies virales associées à la réactivation de ces virus. Le projet EPIPRO est conçu pour comprendre un des aspects clés de l’interaction entre un virus persistant, le virus herpès simplex de type 1 (HSV-1), et la cellule hôte, à savoir le rôle des corps nucléaires PML (CN PML) en tant que relais épigénétiques nucléaires de la réponse antivirale. HSV-1 est un virus pathogène humain, qui reste un problème important de santé publique. HSV1 induit des infections récurrentes du visage et en particulier au niveau des yeux, provoquant des pathologies oculaires graves. L'infection primaire qui affecte la muqueuse orale est suivie d'une infection secondaire appelée latence se déroulant dans les neurones du système nerveux périphérique (SNP). HSV1 peut réactiver et se disséminer vers la face ou le système nerveux central (SNC). Chaque épisode de réactivation oculaire peut affecter le pronostic visuel. Les infections cornéennes par HSV-1 sont à ce jour la première cause infectieuse de cécité. L’étude des mécanismes moléculaires qui règulent l'équilibre entre la latence et la réactivation d’HSV-1 est donc cruciale pour la compréhension de la biologie du virus. C'est un défi important pour la conception de nouvelles approches thérapeutiques visant à empêcher le virus de réactiver. En effet, les thérapies antivirales actuelles sont administrées souvent si tardivement que le virus a déjà endommagé certains tissus de façon irréversible. C'est particulièrement vrai quand la réactivation affecte les tissus nobles (oeil ou cerveau), ou lorsqu'il s'agit de réactivations provoquées par des immunodéficiences graves. Nous avons démontré précédemment que le positionnement et la distribution des génomes HSV-1 latents dans le noyau des neurones infectés n’est pas aléatoire. En effet, l’établissement de la latence HSV-1 dans les ganglions trijumeaux chez la souris et chez l’homme est étroitement associée avec la formation de CN PML enfermant le génome HSV-1 que nous avons nommés « viral DNA-containing PML-NBs » (vDCP-NBs). L’utilisation de souris KO pour PML a démontré que PML était directement impliquée dans la formation des vDCP-NBs et que ces structures contrôlaient la transcription d’un ARN viral non codant synthétisé durant la latence. En conséquence, tous les génomes viraux associés aux vDCP-NBs sont transcriptionnellement silencieux suggérant un processus épigénétique de répression de l’expression des gènes viraux associé à la formation des vDCP-NBs. L’analyse in vivo des premiers instants d’infection des neurones a en effet démontré la formation des vDCP-NBs très tôt durant le processus d’établissement de la latence. Nos résultats publiés et non publiés montrent que les vDCP-NBs contiennent les protéines chaperones du variant H3.3 de l’histone H3, à savoir, Daxx-ATRX et le complexe HIRA. Ceci suggère fortement que les vDCP-NBs sont impliqués dans un processus de chromatinisation des génomes HSV-1 et spécifiquement associé à la latence. Des études précédentes ont montré que les génomes HSV-1 latents perdurent dans les noyaux des neurones sous forme d’un mini-chromosome chromatinisé non intégré dans le génome de la cellule hôte. Le projet propose (i) de déterminer l’implication des vDCP-NBs dans la chromatinisation dépendante de H3.3 des génome HSV-1 latents dans des cellules en cultures mais également dans des souris transgéniques exprimant une forme tagguée de H3.3 (eH3.3); (ii) d’étudier le rôle de vDCP-NBs dans la mise en latence d’HSV-1 dans des neurones humains issus de cellules souches pluripotentes induites (CSPi) ; (iii) d’étudier la propagation de l’infection par HSV-1 au niveau du SNP et du SNC dans le modèle murin et chez l’homme, et le rôle des CN PML et de l’interféron de type I dans la prévention de l’infection du CNS par HSV-1.

Les programmes visant à éradiquer le paludisme sont confrontés à la persistance de Plasmodium vivax, une espèce de parasite à prévalence globalement, dans les régions où P. falciparum a presque disparu. La résilience de P. vivax est principalement due à sa capacité de former des formes hépatiques dormantes (hypnozoïtes), dont certaines sont activées au cours des mois après la piqûre infectante pour causer des relapses, maintenant ainsi la transmission. L’unique drogue (primaquine) disponible pour éliminer les hypnozoïtes a des effets secondaires potentiellement dangereux, entravant ainsi son utilisation à grande échelle. Il est devenu prioritaire de trouver une alternative sûre ou un vaccin. Pour ce, le criblage à haut débit est impossible car il nécessite des primates non humains (NHP) infectés par P. cynomolgi, un parasite de macaque similaire en tous respects à P. vivax. De plus le manque de connaissances sur la biologie et la biochimie de l’hypnozoïte ne permet pas de guider cette recherche. Ce projet vise à rassembler un consortium combinant des expertises distinctes et complémentaires pour mener les premières observations biologiques sur l’hypnozoïte. Les recherches proposées se focaliseront sur le modèle P. cynomolgi/Macaca fascicularis, et exploiteront des avancées récentes en culture in vitro des formes parasitaires sanguines et hépatiques, manipulations génétiques des parasites, analyses génétiques de cellules individuelles, ainsi qu’en découvertes de nouvelles cibles vaccinales. Il est proposé d’établir ce modèle au IDMIT (CEA, Fontenay-aux-Roses), où l’animalerie et les plateformes techniques de pointes sont un environnement idéal pour des investigations sur des NHP, en collaboration avec les membres du CEA/IMVA experts en recherches fondamentale et précliniques sur des pathogènes viraux et bactériens de M. fascicularis. Trois objectifs principaux sont proposés. Primo, établir les techniques requises pour un accès aux divers stades du parasite, et établir des protocoles d’infection standard nécessaires pour toutes recherches futures. Nous bénéficierons exclusivement d’une souche de P. cynomolgi qui peut être maintenue in vitro pour développer des outils pour générer les parasites génétiquement modifiés pour des études fonctionnelles futures. Secundo, mener des investigations sur la nature fondamentale de la biogenèse de l’hypnozoïte pour établir si les sporozoïtes sont programmés pour former un hypnozoïte ou se développer immédiatement dans l’hépatocyte. Ceci se fera par des analyses transcriptomiques et protéomiques de différents types de sporozoïtes purifiés en populations ou individuellement à partir d’espèces qui forment ou non d’hypnozoïtes. Tertio, évaluer l’efficacité protectrice d’un ensemble d’antigènes, identifiés comme candidats vaccins potentiels chez un modèle rongeur, et pour la première fois l’effet d’une immunisation sur les relapses. Nous sommes conscients de la nature ambitieuse des investigations, et des risques inhérents à l’utilisation de nouvelles technologies pour étudier l’hypnozoïte. Nous sommes confiants de pourvoir amener de nouvelles connaissances suffisantes pour susciter et soutenir de futurs projets qui élargiraient notre compréhension du contrôle de la dormance des hypnozoites. Ces avancées devraient non seulement accélérer la recherche de nouvelles approches contre P. vivax et P. ovale (le deuxième parasite de l’homme prévalent en Afrique capable de former des hypnozoïtes), mais aussi fournir des données fondamentales sur la quiescence cellulaire, un phénomène impliqué dans divers processus biologiques et pathologiques. En définitive, ce projet servira comme une première étape pour établir un centre d’excellence pour la recherche sur les hypnozoïte, et s’adressera éventuellement à d’autres aspects fondamentaux, cliniques et immunologiques de l’infection qui seraient le mieux étudiés chez les primates non humains.

Les infections bactériennes post-grippales contribuent fortement au tableau clinique des patients. Les traitements actuels manquent d’efficacité et la résistance aux antibiotiques est un problème majeur. Il est donc urgent de proposer de nouvelles thérapies innovantes. L’altération des mécanismes innés de défense immunitaire favorise la susceptibilité à l’infection bactérienne secondaire. Nous proposons que les désordres intestinaux au cours de la grippe sévère contribuent à l’altération des mécanismes de défense pulmonaire. Cette hypothèse repose sur des données solides et convergentes montrant que la grippe (souris) conduit à une inflammation intestinale et altère la composition et l’activité métabolique du microbiote intestinal, qui est connu pour jouer un rôle dans la réponse immune. Ces changements sont assez sévères pour induire une susceptibilité accrue à l’infection bactérienne pulmonaire comme le montrent nos expériences préliminaires de transfert de flore fécale. Notre projet a l’ambition de mieux cerner les relations poumon/intestin au cours de la grippe chez la souris et le primate non-humain et de restaurer les mécanismes de défense en manipulant le microbiote intestin. Notre défi est de décrire, comprendre et manipuler la physiologie intestinale pour favoriser la défense pulmonaire. Nous procéderons en 4 étapes. Nous définirons plus précisément la nature des désordres intestinaux, qui incluent inflammation, fonction de barrière et composition/activité métabolique du microbiote, au cours de la grippe sévère. Nous combinerons deux modèles expérimentaux : la souris et le macaque, qui représente un très bon modèle pour étudier la physiopathologie de la grippe. Les conséquences de la grippe sévère sur la myélopoièse (moelle osseuse) seront examinées. Nous combinerons des analyses ciblées, des approches non-biaisées (métabolomique) et des analyses multiparamétriques afin d’identifier les mécanismes conduisant aux désordres intestinaux et des marqueurs prédictifs de susceptibilité aux surinfections bactériennes. Nous déterminerons le lien causal entre l’inflammation pulmonaire due à la grippe, les désordres intestinaux et les perturbations de la myélopoièse. Afin de corréler la sévérité de l’inflammation pulmonaire aux désordres intestinaux et la myélopoièse, des anticorps (déplétion cellulaire) capables de réduire la pneumonie seront utilisés. Nous étudierons également la possibilité que la perte d’appétit, qui est l’une des caractéristiques de la grippe, a un impact sur la pathologie. Dans ces conditions (réduction de la pneumonie et de l’apport nutritionnel), la composition/activité métabolique du microbiote, l’homéostasie/barrière intestinale et la myélopoièse seront étudiées. Nous déterminerons les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels le microbiote intestinal altère la réponse immunitaire dans le poumon. Chez les souris colonisées (souris axéniques ou souris conventionnelles préalablement traitées aux antibiotiques), la myélopoièse et la fonction des cellules immunitaires pulmonaires seront déterminées au cours de l’infection par Streptococcus pneumoniae. Nous proposerons différentes stratégies afin de restaurer les mécanismes de défense pulmonaire au cours de la grippe sévère (souris). Le traitement à l’aide d’anticorps (réduction de l’inflammation) ainsi que des régimes riches en fibres et des probiotiques seront proposés afin de restaurer les perturbations microbiennes intestinales et de stimuler l’activité du microbiote. Chez les animaux traités, le profil bactérien, la myélopoièse et la capacité de défense contre l’infection par S. pneumoniae seront étudiés. Ce projet donnera de nouvelles informations sur l’axe poumon/intestin et pourrait conduire à la découverte de marqueurs prédictifs des surinfections bactériennes post-grippales. Il pourrait aussi aboutir à la mise en place de stratégies interventionnelles afin de contrôler ces surinfections.