Infection et Inflammation - U1173

La spondylarthrite (SpA) est un groupe de rhumatismes inflammatoires chroniques avec des manifestations axiales et périphériques. Une forte association de la spondylarthrite avec l’allèle HLA-B27 est connue depuis 50 ans, mais le rôle pathogène du HLA-B27 reste largement inexpliqué. La preuve du rôle pathogène du HLA-B27 dans la SpA a été apportée par le développement de rats transgéniques pour le HLA-B27 et la ?2-microglobuline humaine. Ces rats développent spontanément des manifestations cliniques ressemblant à la SpA périphérique et axiale de l'homme. Des études ont montré que l'axe IL-23/IL-17 jouait un rôle clé dans la SpA et la SpA du rat. Initialement, on pensait que les cellules IL-17+ avaient besoin de la signalisation IL-23 pour se différencier en un phénotype pathogène. Cependant, des données récentes ont remis en question cette hypothèse. En outre, on ignore quelle(s) population(s) de cellules productrice(s) d'IL-17 est/sont critique(s) dans les différentes formes de SpA. Nous aborderons cette question en utilisant de nouveaux rats rapporteurs il23r knock-in (KI). Alors que les rats il23r KI hétérozygotes et homozygotes reportent l'expression de l'IL-23R, les rats il23r KI homozygotes abrogent la signalisation de l'IL-23. Nos objectifs sont d'identifier les cellules IL-17+, leur localisation tissulaire et si elles dépendent de l'IL-23 au cours de la SpA périphérique et/ou axiale. Ensuite, nous déterminerons si la signalisation de l'IL-23 est requise pour développer la SpA chez le rat et la capacité des cellules IL-17+ identifiées à induire la SpA du rat. Nous transposerons ces résultats à la SpA humaine périphérique et axiale. Nous identifierons et analyserons le transcriptome des cellules IL-17+ dans les tissus liés à la SpA et testerons leur dépendance à l’IL-23. Ce travail sera réalisé afin de comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans la SpA et d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

La Résistance AntiMicrobienne (RAM) est une des plus grandes menaces de santé publique que l’humanité aura à affronter durant les prochaines décennies. Le Transfert Horizontal de gènes (THG) est considéré comme le plus important facteur dans la propagation actuelle de RAM chez les bactéries. La transformation naturelle (TN), l’un des trois mécanismes permettant le THG chez les bactéries, requiert que les cellules entrent dans un état différencié particulier appelé la compétence génétique. La capacité à induire la compétence pour la TN est reconnue chez plus d’espèces bactériennes que précédemment anticipé et s’étend maintenant jusqu’au pathogène humain Staphylococcus aureus. Il est important de préciser que la TN est à ce jour le seul mécanisme connu permettant la dissémination de SCCmec, un élément mobile génétique associé à la résistance aux ß-lactames dans les souches SARM. Le principal objectif du projet COLOSSUS sera de comprendre comment le pathogène humain S. aureus module son besoin de THG à travers le développement de la compétence pour la TN et finalement acquiert de nouveaux gènes de résistance aux antibiotiques ou de virulence in vivo. Pour atteindre un tel objectif, nous proposons de mener un projet multidisciplinaire s’appuyant sur la biochimie structurale, la biophysique, la génétique et la génomique, ainsi que des approches in vivo. Ce projet est articulé autour de deux principaux axes dans lesquels nous chercherons à déchiffrer, in vitro, le réseau complexe de régulation contrôlant le développement de la compétence chez S. aureus ainsi que de démontrer comment, où et quand cet important pathogène humain développe la compétence in vivo. Le projet COLOSSUS répondra à la fois à des questions de recherche fondamentale et clinique et génèrera des résultats importants expliquant l’émergence d’isolats cliniques de S. aureus hyper virulents et résistants aux traitements.

Le sepsis est une forme grave de défaillance des organes, avec un taux de morbidité et de mortalité élevés. Le dysfonctionnement cardiaque en est l'une des complications les plus courantes. La cardiomyopathie induite par le sepsis est complexe et se caractérise par de nombreuses dysfonctions intracellulaires. Les mécanismes sous-jacents conduisant à la mort des cardiomyocytes et à l’insuffisance cardiaque, dans le contexte du sepsis, restent mal connus. Avec l'émergence de bactéries résistantes aux antibiotiques, le nombre d'individus touchés par le sepsis d'origine bactérienne est appelé à augmenter considérablement, ce qui représente un besoin médical nouveau. Nous avons observé que les méningocoques produisent, grâce à leurs pili de type IV (PT4), des forces mécaniques à la surface des cellules endothéliales qui jouent un rôle majeur dans la sévérité du sepsis. Ces forces sont responsables de la libération, par les cellules endothéliales, de facteurs impliqués dans la sévérité du sepsis. Par conséquent, nous souhaitons identifier ces facteurs et définir leurs modes d'action moléculaire et cellulaire conduisant au décès du patient. Nous analyserons comment les facteurs libérés par les cellules endothéliales affectent le système cardiovasculaire, provoquant la mort lors d'une infection bactérienne. Nous avons défini deux objectifs: (1) L’identification des facteurs endothéliaux impliqués dans la létalité du sepsis; (2) La caractérisation des dysfonctionnements cardiaques induits par la septicémie à méningocoque. Notre consortium dispose d’outils uniques et de toutes les compétences pour étudier les conséquences du sepsis sur le compartiment cardiovasculaire. Bien qu’ambitieuse, l'utilisation d'une approche méthodologique étape par étape, soutenue par nos résultats préliminaires, devrait conduire à l'identification de facteurs endothéliaux clés impliqués dans les dysfonctionnements cardiovasculaires au cours du sepsis.

Le diagnostic du sepsis tel que pratiqué actuellement ne permet en aucun cas une prise en charge adéquate du patient. Tout doit être au préalable codifié selon des normes et recommandations publiées par les sociétés savantes avant que ne soit confirmé l’agent pathogène impliqué. Mais celui-ci n’est retrouvé que dans un cas sur 2, parfois 2 cas sur 3. Beaucoup d’essais employant les techniques de spectrométrie de masse ont permis d’identifier un certain nombre de marqueurs de l’hôte, mais leur confrontation en clinique reste anecdotique. Nous avons la possibilité de bénéficier de deux cohortes constituées (RHU Records) et d’une qui sera constituée au sein de l’IHU Prometheus. Grâce à la technologie révolutionnaire Orbitrap Astral permettant une profondeur d’analyse inégalée et des approches innovantes de préparation des échantillons, nous prévoyons une analyse protéomique très profonde des échantillons sanguins prélevés chez les patients en sepsis, afin d’identifier les marqueurs ou acteurs de l’hôte et de la bactérie responsable de cet état inflammatoire extrêmement sévère observé avec très peu d’agents pathogènes circulants. Le rôle des plus cruciales des protéines mises en évidence sera précisé par des expériences ciblées à l’aide de modèles pré-cliniques.

Une réponse inflammatoire incontôlée peut survenir suite à une infection et peut également être associée à un grand nombre de pathologies ; cependant il n’existe que très peu de médicaments pour contrôler une inflammation excessive. Notre laboratoire a identifié l’existence d’une endocytose du cuivre dépendante de CD44 dans les macrophages inflammatoires. Nous avons démontré que le cuivre(II) mitochondrial catalyse la réduction du peroxyde d'hydrogène par le NADH pour reconstituer le NAD+, un cofacteur enzymatique requis pour la biosynthèse de métabolites impliqués dans la régulation épigénétique. Nous avons synthétisé une petite molécule, dérivée de la metformine, le LCC-12, qui cible sélectivement le cuivre(II) mitochondrial. Des résultats solides valident que la chélation du cuivre(II) mitochondrial par le LCC-12 atténue le statut pro-inflammatoire des macrophages. Dans ce projet, nous allons tout d’abord mieux caractériser le mécanisme d'action du LCC-12 in vitro. Ensuite, la preuve de concept sera validée dans des modèles murins de pathologies inflammatoires. Ce projet, identifiant un nouveau médicament pour cibler le cuivre mitochondrial dans les macrophages, propose donc une nouvelle stratégie pour contrôler l'inflammation.

La relation entre microbiote intestinal et arthrites reste encore peu étudiée. Nos études récentes dans la spondyloarthrite (SpA) -séquençage haut débit des selles de 350 patients et témoins (T)- ont révélé une dysbiose intestinale spécifique de cette pathologie, caractérisée par une réduction de la diversité microbienne et de l'abondance de plusieurs taxa, contrastant avec l'abondance accrue de quelques espèces bactériennes, dont Ruminococcus gnavus, corrélées à l'activité de la maladie. Notre hypothèse est que les espèces bactériennes en expansion durant les phases actives de la SpA pourraient jouer un rôle pathogène direct. Cela concerne en particulier R. gnavus, dont le génome est hautement variable, comportant des souches déjà identifiées comme associées aux maladies inflammatoires de l'intestin ou au Lupus et présentant des gènes qui pourraient contribuer à sa pathogénicité par différents mécanismes. Certaines souches de R. gnavus ont notamment une activité mucolytique qui pourrait fragiliser la barrière épithéliale ou produisent des constituants pro-inflammatoires (polysaccharide de paroi, superantigènes B). Ce projet repose sur un Consortium de partenaires académiques collaborant activement. Ses buts sont 1) d'isoler des souches d'espèces bactériennes d'intérêt, de caractériser leurs gènes/produits spécifiquement associés à la SpA ; 2) de tester la pathogénicité de ces souches in vitro sur des cellules de patients ou de T ; 3) de caractériser in vivo leur rôle pathogène dans le modèle de SpA du rat transgénique HLA-B27 (rat-B27). La Tâche 1 concerne l'administration du projet, le suivi des réalisations, la valorisation et la propriété intellectuelle. Dans la Tâche 2, nous isolerons des souches de R. gnavus à partir d'échantillons (selles, biopsies intestinales) de patients atteints de SpA et de T. Ces souches seront caractérisées sur le plan génétique et metabolique pour identifier des propriétés spécifiques de la SpA potentiellement pathogènes. Ces données seront complétées par l'analyse des gènes et des voies métaboliques des métagénomes disponibles et par l'étude métabolomique de selles et de plasma de SpA et de T, pour en déduire des conséquences biologiques spécifiques de la SpA. La Tâche 3 testera in vitro le rôle pro-inflammatoire des gènes bactériens sélectionnés sur des lignées cellulaires grâce au système de criblage Metafun et celui des souches d'intérêt sur des organoides intestinaux et des "gut-on-chips" générés à partir de biopsies d'intestin ainsi que sur les monocytes et lymphocytes T intestinaux de 50 couples SpA/T. Les souches de R. gnavus associées à la muqueuse intestinale seront quantifiées par RT-q-PCR. La Tâche 4 testera la causalité des souches bactériennes chez le rat-B27 in vivo et in vitro. Les rats-B27 seront colonisés avec les souches -de R. gnavus ou d'autres espèces- isolées de SpA. Leur effet pro-inflammatoire sera testé sur des rats-B27 traités au sevrage avec des antibiotiques ou du polyéthylène glycol puis gavés quotidiennement durant plusieurs semaines avec les bactéries candidates puis sur des rats-B27 germ-free monoassociés avec les bactéries candidates. La réactivité des lymphocytes T de rats-B27 sera testée in vitro vis-à-vis des bactéries ayant servi à les gaver. En résumé, ce projet permettra la caractérisation approfondie de bactéries intestinales suspectes de pathogénicité dans la SpA. Il est conçu pour apporter une preuve de concept que le microbiote intestinal pourrait jouer un rôle pathogène direct dans le développement de la SpA en étudiant ses conséquences sur le métabolome, sur la réactivité des cellules immunes et épitheliales de l'intestin, et dans le modèle de SpA du rat-B27. S'il est démontré que des certaines souches de bactéries peuvent jouer un rôle causal dans la SpA, cela ouvrira la voie aux interventions thérapeutiques cherchant à corriger la dysbiose par la vaccination, les prébiotiques ou probiotiques, la phagothérapie, ou la transplantation fécale.

La dissémination et les épidémies de bactéries Gram-négatives multi-résistantes (BMR) n'ont cessé de s’intensifier dans les hôpitaux, devenant une priorité internationale de santé publique. En exploitant des collections uniques de données reposant sur le suivi longitudinal de patients dans trois hôpitaux différents pour surveiller l'acquisition de bactéries résistantes et les facteurs de risque potentiels, notre objectif est de caractériser et modéliser les facteurs qui façonnent l'acquisition et la transmission des BMR en milieu hospitalier. Les données consisteront en des échantillons rectaux hebdomadaires pour lesquels une analyse génomique des souches BMR colonisatrices et du microbiote sera effectuée, et des informations sur la dynamique des proximités entre les individus, recueillies par des capteurs. En combinant l'épidémiologie, la génomique, l'écologie et la modélisation mathématique, nous évaluerons le rôle de la dynamique bactérienne intra-hôte – notamment le transfert de plasmides et l'interaction entre BMR et le microbiome intestinal –, l'exposition aux antibiotiques et la transmission interhumaine, dans la propagation des BMR. Nous prévoyons (1) d'analyser l'acquisition de BMR dans les hôpitaux à l'aide de la génomique et de la métagénomique, (2) de développer des outils avancés de modélisation mécaniste multi-échelle et d'inférence statistique formalisant spécifiquement les phénomènes et intégrant les données à l'échelle génétique, écologique (intra-hôte) et épidémiologique (population) pour caractériser les transmissions, et (3) d'exploiter les simulations du modèle développé pour suggérer de nouvelles stratégies de contrôle optimisées. Ce projet multidisciplinaire impliquant des épidémiologistes, des microbiologistes, des cliniciens, des hygiénistes, des généticiens des populations et des modélisateurs contribuera à la compréhension de la dissémination de la résistance aux antibiotiques dans les hôpitaux, un milieu à haut risque pour un tel phénomène.

Le RSV est un agent majeur et ubiquitaire des infections virales respiratoires chez l’Homme. Il est responsable de plus de 33 millions de cas/an de bronchiolite chez l’enfant. Chez l’adulte, les infections par le RSV sont responsables d’une morbidité et d’une mortalité proche de celles de la grippe, touchant essentiellement les sujets âgés ou fragilisés. Il n'existe ni vaccins ni antiviraux spécifiques contre le VRS. Le développement de traitements spécifiques représente donc un enjeu de santé publique prioritaire, et dépend pour partie d’une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires de réplication virale. La réplication de génome viral et la transcription des ARNm du VRS ont lieu au sein d’inclusions cytoplasmiques (IBs) qui sont de véritables usines virales. Ces structures clés restent à l’heure actuelle des "boîtes noires". De nombreuses questions restent sans réponse concernant leur organisation et leur fonctionnement : Comment leur structure détermine-t-elle leurs fonctions clés (régulation de la synthèse de l'ARN viral, encapsidation, tri des ribonucléoprotéines virales et des ARNm) ? Quels sont les mécanismes de leur biogenèse ? Quelles sont les protéines cellulaires recrutées au sein de ces usines virales ? La formation de condensats par séparation de phase apparaît comme un nouveau principe pour expliquer l'organisation des cellules vivantes. Récemment, il a été démontré que les usines virales du VRS comme celles d’autres virus ANR négatif simple brin présentaient les propriétés d’organelles liquides formées par séparation de phase. Le présent projet vise à élucider les mécanismes de biogénèse des usines du VRS et à progresser vers la compréhension de leurs relations structure-dynamique-fonction en revisitant ces questions clés dans le cadre des modèles de séparation de phase. Pour ce faire, nous avons réuni des compétences complémentaires et distinctes au sein de notre consortium. Nous revisiterons l'assemblage et la dynamique des IBs du VRS en combinant plusieurs systèmes modèles dans une approche interdisciplinaire : IBs en cellules infectées par des virus recombinants, pseudo-IBs résultant de l’expression transitoire de protéines virales ou IBs reconstitués in vitro à partir de protéines recombinantes. Nous identifierons les protéines cellulaires recrutées au sein des IBs en s’appuyant sur un modèle d’IBs artificiels assemblés en cellules. Les modifications post-traductionnelles (PMT) sont des éléments clés de la régulation des propriétés des organelles liquides. Nous identifierons les PMT des protéines virales et analyserons leur impact sur les propriétés et les fonctions des IBs dans nos différents modèles. Notre objectif est de définir les éléments qui contrôlent l’assemblage des IBs et d’identifier les mécanismes qui régulent leurs propriétés, leur organisation et leur fonctionnement. L'élucidation de la biogenèse, de la composition et du fonctionnement de ces compartiments clés dans la multiplication du VRS ouvrira la voie au développement de nouveaux antiviraux pour le traitement des infections par le VRS qui représentent un problème majeur de santé publique.

Le diagnostic précoce, facile et rapide de la COVID-19 est plus que jamais un enjeu majeur. L'analyse de l’air expiré est une technique innovante, non invasive, en temps réel, qui permet de détecter les composés organiques volatils (COV) dans l’air expiré et qui peut être utilisée pour le diagnostic et le dépistage à grande échelle. Notre consortium a déjà montré dans une étude avec analyse de l’air expiré par spectrométrie de masse que les patients atteints de COVID-19 sévère ont une "signature d’air expiré" discriminante, qui comprend au moins un ensemble de quatre COV supposés. Les nez électroniques (eNoses) sont des appareils portables d'analyse de l’air expiré constitués d'un ensemble de capteurs et d'un algorithme de traitement du signal qui sont déjà très employés dans des études cliniques à visée diagnostique en infectiologie. Notre projet vise à (i) fournir une identification formelle des COV spécifiques de la COVID-19, (ii) effectuer une étude approfondie des performances de différents nez électroniques et capteurs pour la détection de ces COV afin de sélectionner les plus performants pour le diagnostic de la COVID-19, en utilisant des expérimentations en laboratoire et des données provenant d'essais cliniques en cours, (iii) optimiser le logiciel eNaiR pour la détection de la signature des COV et la prédiction du statut COVID-19, et (iv) concevoir et mettre en en place les essais cliniques de validation dans des cohortes de patients indépendants (essais cliniques observationnels) avec les capteurs et la stratégie analytique optimisés. Ce projet réunit un consortium d'experts en sciences analytiques (spectrométrie de masse et eNoses), en traitement de données, en recherche clinique sur des patients atteints d'infections graves et en recherche clinique sur l'analyse de l'air expiré.

Les Spondyloarthrites (SpA) sont des maladies inflammatoires chroniques articulaires conduisant à une ankylose osseuse. L’antigène HLA-B27 du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I est le principal facteur génétique associé aux SpA. Il se lie à la ß2-microglobuline humaine (hß2m) pour présenter des peptides antigéniques aux cellules T CD8 +. Malgré 46 ans d’études, le mécanisme par lequel HLA-B27 prédispose aux SpA reste incompris. Certaines hypothèses spéculent sur la présentation de peptides particuliers aux cellules T CD8 +, d’autres sur des fonctions non-canoniques de HLA-B27. Les partenaires 1 et 2 ont produit des drosophiles transgéniques exprimant HLA-B27 en association avec hß2m ; ce modèle animal simple pouvant faciliter l'identification d'effets non-canoniques d’HLA-B27. Les drosophiles qui co-expriment hß2m et l'allèle HLA-B27 associé aux SpA - mais pas l’allèle témoin HLA-B7 non-associé - montrent un phénotype d’ailes ainsi qu'un adressage de HLA-B27 bien replié à la surface cellulaire. Le partenaire 1 a montré que ce phénotype était dû à une perturbation de la signalisation médiée par la superfamille TGFß et en particulier par les BMP. Chez la drosophile, HLAB27/hß2m lie et réprime un des récepteurs de type 1 (BMPR1), Sax, induisant une augmentation de signalisation BMP. Les partenaires 1 & 2 ont montré que cette interaction était conservée avec l’orthologue humain ALK2 à la surface des cellules immunitaires de patients atteints de SpA. L’hypothèse d’une voie BMP altérée chez les patients atteints de SpA est aussi cohérente avec des données de la littérature et produites par le partenaires 2 montrant une dérégulation des ligands ou effecteurs de la voie BMP, dans les cellules dendritiques de rat transgénique HLA-B27 ou dans le sérum des patients. Le rôle pathogène de HLA-B27 dans les SpA pourrait donc résulter d’une dérégulation de la signalisation TGFß/BMP, au carrefour entre l’inflammation et l’ossification. La superfamille TGFß contient également des régulateurs clés de l’homéostasie intestinale. Les SpA sont fréquemment associées à une maladie in?ammatoire intestinale et les liens mécanistiques entre HLA-B27 et ces maladies qui estent inconnus pourraient résulter d’une dérégulation de la signalisation BMP dans les cellules immunitaires ou intestinales. Chez la drosophile, lors d’une infection, les BMP régulent l’adhérence et la prolifération des hémocytes (macrophages). De plus, les hémocytes sécrètent une BMP qui permet la régénération intestinale. Le partenaire 1 a montré que l’expression d’HLA-B*27:05 dans les hémocytes induisait spécifiquement une diminution de la longévité des mouches. Nous faisons l’hypothèse qu’une perte d’homéostasie intestinale, consécutive à une dérégulation de la voie BMP par HLA-B27 dans les hémocytes serait à l’origine de cette létalité. Ce projet sera réalisé par un Consortium déjà engagé dans une collaboration. Notre objectif est de comprendre la dérégulation de la voie TGFß/BMP induite par le HLA B27. La Tâche 1 sera d’identifier les récepteurs de la superfamille TGFß qui interagissent avec HLA-B27 et de caractériser leurs effets chez la drosophile et sur les cellules de patients atteints de SpA. La Tâche 2 vise à caractériser le peptidome associé à l'HLA-B27 chez la drosophile et à le comparer à celui du rat et de l’Homme afin d’identifier des peptides spécifiques du caractère pathogène de la molécule. La Tâche 3 vise à caractériser le rôle d’HLA-B27 sur les hémocytes et l’homéostasie intestinale. HLA-B27 sera exprimé dans les hémocytes ou les cellules intestinales de drosophile pour étudier son impact sur la régénération intestinale. La drosophile est un nouveau modèle permettant d’étudier les effets non-canoniques de HLA-B27. Il est complémentaire du modèle de rat transgénique et des cellules des patients également utilisés par le consortium. Les résultats de ce projet pourraient avoir des retombées thérapeutiques importantes pour les patients atteints de SpA.

Grâce à leur capacité de survie au sein des macrophages, les mycobactéries pathogènes sont capables d’échapper au système immunitaire, établissant ainsi un processus infectieux. Pour résider dans le macrophage, les mycobactéries expriment divers facteurs de virulence, dont les lipides associés à leur enveloppe. Ces derniers jouent un rôle clé dans la modulation de la réponse immune. Nous avons récemment caractérisé plusieurs lipides spécifiques de Mycobacterium abscessus (Mabs) agissant comme facteurs majeurs de survie intracellulaire et de modulation de la réponse innée. Mabs est une espèce mycobactérienne émergente, à croissance rapide, responsable d’infections pulmonaires et extrapulmonaires. Des infections pulmonaires sévères sont associées à un déclin de la fonction pulmonaire chez les patients atteints de mucoviscidose. Mabs présente un morphotype lisse (S) ou rugueux (R) selon la présence (chez S) ou l’absence (chez R) de glycopeptidolipides (GPL) à la surface du bacille. Le variant S est reconnu comme la forme colonisante capable de produire des biofilms tandis que le variant R provoque une intense réponse inflammatoire et une exacerbation de la pathologie pulmonaire. S’ajoutant aux GPL, nous avons également caractérisé une nouvelle entité lipidique, le glucosyl diacyl-dihydroxy-nonadecane (GDND). Un mutant du transporteur probable de GDND, MmpL8MAB, n’établit plus le contact phagosome-cytosol et devient incapable de survivre dans différents modèles cellulaires et animaux. Nous avons aussi identifié un second locus génomique présentant des analogies avec le locus des GPL, codant vraisemblablement pour un lipide de type "GPL-like". La délétion d’un gène de synthèse de ce lipide conduit à une forte atténuation Mabs in vivo, chez la souris et le zebrafish. Ces résultats suggèrent que ces lipides complexes sont des immuno-modulateurs potentiels, conditionnant la physiopathologie et le devenir de l’infection par Mabs. Dès lors, Mabs représente donc un modèle particulièrement attrayant pour étendre nos connaissances sur la variabilité structurale du répertoire lipidique chez les mycobactéries pathogènes. La découverte et la caractérisation de nouveaux lipides permettront de mieux comprendre comment ils bénéficient à la mycobactérie en modulant les réponses innées et adaptatives de l’hôte et en contribuant à la virulence de Mabs, dont le processus infectieux est différent de celui causé par M. tuberculosis. SUNLIVE permettra 1) d’établir le lipidome de Mabs avec une attention particulière sur la détermination structurale des lipides majeurs de l’enveloppe; 2) de décrire le rôle de ces lipides complexes (en particulier le GDND, GPL, GPL-like) dans la physiopathologie mycobactérienne et l’immuno-modulation en étudiant leurs propriétés biologiques dans le macrophage, grâce à la production de mutants dans la synthèse et/ou le transport des lipides et/ou grâce à l’utilisation des lipides purifiés couplés à des billes; 3) d’évaluer le rôle de ces lipides, ou des mutants correspondants, dans la physiopathologie de Mabs grâce à différents modèles animaux complémentaires (zebrafish et souris “Kramnick”). Ce projet de 3 ans est étayé par de nombreuses données préliminaires originales, générées par les 4 partenaires. Il intègre une approche multidisciplinaire faisant appel à des techniques innovantes afin de caractériser de nouveaux déterminants de virulence de l’une des espèces mycobactériennes les plus résistantes aux antibiotiques. SUNLIVE apportera un éclairage nouveau quant à l’adaptation des mycobactéries environnementales devenant des pathogènes chez l’homme. Nous anticipons que l’identification d’une signature lipidique spécifique à Mabs ouvrira également la voie vers des stratégies novatrices, notamment dans le diagnostic et la prévention d’infections sévères, souvent fatales chez les patients atteints de mucoviscidose, en adéquation avec les objectifs de l’Axe 3.6 “Immunology, Infectiology and Inflammation”.

La maladie rénale chronique (MRC) affecte 10 à 15% des adultes et est associée à un risque élevé de progression vers l’insuffisance rénale terminale, de maladie cardiovasculaire et de mortalité. Peu de traitements sont disponibles pour ralentir la progression de la MRC et réduire ses complications. L'intérêt pour la composition du microbiote intestinal dans la MRC a surgi en raison de son rôle dans la production des toxines urémiques. La fermentation des protéines alimentaires par le microbiote intestinal conduit à la production de déchets métaboliques, appelés toxines urémiques, normalement éliminées par les reins. Ces toxines favorisent la progression de la MRC, l’insulino-résistance et l’inflammation. Cependant, les relations entre les caractéristiques du microbiote intestinal, la production de toxines urémiques et la progression de la MRC n’ont jamais été explorées prospectivement chez l’homme. L’objectif général du projet CKD_Microbiome est d’étudier le rôle et les mécanismes de la toxicité liée au microbiote intestinal dans la progression de la MRC et l’impact potentiel du régime alimentaire sur cette relation. Il inclut un volet observationnel et un volet expérimental. Le volet observationnel du projet est une étude ancillaire de la cohorte CKD-REIN, qui a inclus 3033 patients adultes avec une MRC stades 3-5 (débit de filtration glomérulaire estimé [DFGe] < 60 mL/min/1.73m²) dans 40 consultations de néphrologie représentatives nationalement entre 01/2014 et 03/2016. Le suivi des patients est en cours et durera 5 ans, avec un recueil annuel de données cliniques et biologiques. L’étude CKD_Microbiome est basée sur un sous-échantillon de 240 patients avec un recueil simultané d’échantillons de sang et de selles, deux fois à 3 ans d'intervalle - aux suivis à 2 ans et 5 ans - ainsi que de données sur l’alimentation. Des protocoles standardisés seront utilisés pour extraire et séquencer l’ADN à partir des échantillons de selles, et déterminer la présence et l’abondance de chaque espèce microbienne et leur fonctionnalité pour tous les échantillons. En parallèle, les toxines urémiques liées et non liées aux protéines seront mesurées dans le sang. Grâce à ces échantillons uniques, nous pourrons étudier les relations transversales et longitudinales entre la composition et les fonctionnalités du microbiote et le niveau de fonction rénale et la vitesse de son déclin sur 3 ans, pour tester l’hypothèse (objectif primaire) selon laquelle le microbiote intestinal aggrave la progression de la MRC par la production de précurseurs des toxines urémiques. Ce volet observationnel évaluera également l’effet modulateur potentiel des profils alimentaires sur ces relations (objectif secondaire). Dans le volet expérimental du projet, nous explorerons la causalité de la relation entre les espèces microbiennes identifiées et la production de toxines urémiques en étudiant l’impact de la transplantation de microbiote fécal de patients avec des niveaux élevés vs bas de toxines urémiques chez des souris traitées sur leur production de toxines urémiques. Le consortium CKD_Microbiome réunit 5 équipes complémentaires apportant les expertises en métagénomique et bioinformatique (SD Ehrlich, INRA), analyse des toxines urémiques (JC Alvarez, ZA Massy, UVSQ), épidémiologie et biostatistique (B Stengel, INSERM U1018, S Wagner, CIC, SD Ehrlich, INRA U1367), nutrition (S Wagner, CIC, D Fouque, INSERM U1060), néphrologie et recherche expérimentale (L Koppe, D Fouque, INSERM U1060), ainsi que les capacités opérationnelles nécessaires pour mener à bien ce projet. Le projet CKD_Microbiome ouvrira de nouvelles pistes conceptuelles et mécanistiques, basées sur les tests du microbiome ‘toxique’ développés chez l’animal, et améliorera la compréhension de la toxité du microbiote dans la MRC. Il permettra d'identifier de nouveaux biomarqueurs de progression de la MRC et de concevoir des interventions visant à modifier le microbiote pour diminuer sa toxicité.