Tefor Paris-Saclay

Les changements environnementaux liés au réchauffement climatique imposent de nouveaux défis à l’aquaculture, en particulier à cause des maladies infectieuses émergentes. La production rapide de vaccins efficaces, en particulier contre les virus, est donc essentielle pour une aquaculture durable, afin de prévenir les maladies infectieuses qui constituent une menace importante pour le développement de l’aquaculture et pour les écosystèmes aquatiques connectés aux élevages. Les poissons étant ectothermes, l’efficacité de leur réponse immunitaire adaptative varie avec la température du milieu, impactant à la fois leur capacité à maitriser les infections et la protection assurée par la vaccination. L’impact du changement climatique sur l’efficacité de leur vaccination est donc potentiellement considérable et il est urgent de comprendre les mécanismes mis en jeu, pour adapter le design des vaccins et des adjuvants aux nouvelles conditions environnementales. Les vaccins ARNm présentent des avantages intéressants dans cette perspective : ils peuvent être développés rapidement, sont a priori plus sûrs que les vaccins ADN, et sont formulés en nanoparticules dont les progrès rapides promettent une administration efficace par voie muqueuse. Nous avons développé, durant deux projets ANR précédents, un vaccin ARNm formulé en liponanoparticules (LNP), offrant une protection quasi complète de la truite arc-en-ciel contre la Septicémie Hémorragique Virale (SHV). Nous proposons de construire un cadre conceptuel solide pour le développement rapide de vaccins à ARNm contre les maladies infectieuses émergentes des poissons d'élevage. Nous caractériserons l'influence de la température sur la mise en place de la réponse immunitaire induite par le vaccin ARNm anti-SHV. Nous adapterons aussi la composition lipidique du véhicule de l’ARNm (LNP), et optimiserons des adjuvants micellaires pour vacciner efficacement à différentes températures.

Les interférons de type I (IFN) jouent un rôle essentiel dans la réponse à une infection virale, en établissant un état antiviral grâce à la régulation positive de centaines de gènes stimulés par l'IFN. À l’inverse, une activation inappropriée d’une réponse IFN peut être pathogène. Cette dichotomie est particulièrement bien illustrée par les interféronopathies de type I (T1I), maladies mendéliennes associées à une signalisation chroniquement augmentée des IFN de type I. La phosphorylation réversible des protéines représente un mécanisme de régulation cellulaire majeur, les membres de la famille des protéine tyrosine phosphatases (PTP) agissant pour maintenir la signalisation homéostatique des protéine tyrosine kinases en éliminant les fractions phosphate des protéines phosphorylées. Les phosphatases sont largement exprimées dans le système immunitaire et servent de régulateurs clés de la signalisation dans plusieurs types de cellules immunitaires. Dans le cadre d'un protocole en cours impliquant le dépistage agnostique de patients sans maladie caractérisée présentant des phénotypes de régulation positive de la signalisation IFN de type I, nous avons identifié une nouvelle T1I due à des mutations dans la protéine tyrosine phosphatase non-récepteur de type I (PTNP1), codant pour la protéine-tyrosine phosphatase 1B (PTP1B). S'appuyant sur nos données inédites génétiques, phénotypiques, ex vivo et in vitro, ce projet – dirigé par Yanick Crow et Jean-Pierre Levraud, experts dans les domaines complémentaires de la signalisation de l'IFN chez l’homme et le poisson zèbre – explorera la pathogenèse de la nouvelle T1I que nous avons identifiée, dans des cellules humaines et en établissant un nouveau modèle animal. L'interrogation de cette maladie mendélienne humaine due au dysfonctionnement de PTP1B permettra de mieux comprendre la signalisation des IFN de type I dans l'homéostasie immunitaire humaine.

Nous avons besoin d’approches nouvelles pour combattre les infections du cerveau. En réponse à une infection virale, la production d’interférons de type I (IFN) induit des centaines d’ISG (gènes stimulés par l’IFN). Bien que puissamment antiviraux, les IFN sont peu utilisés en clinique à cause de leurs effets indésirables, surtout dans le cerveau. Nous postulons que l’expression ciblée d’un sous-groupe d’ISG pourrait protéger le cerveau avec peu d’effets secondaires. Nous testerons cette stratégie dans des modèles animaux. Un crible in vivo par surexpression ciblée de ~60ISG sera conduit chez le poisson-zèbre. Ce vaste crible sera rendu possible par une nouvelle méthode basée sur les CRISPR, avec de nombreuses applications. Après expression dans les neurones ou la glie, l’innocuité et la protection virale seront mesurés. Puis, les meilleurs candidats seront testés in vitro et in vivo chez la souris via un transfert de gènes par AAV ciblant les cellules du cerveau, et leur effet antiviral sera testé dans des modèles d'infection par des virus neuroinvasifs à ARN+, ARN- ou ADN

Si de nombreuses études traitent des effets des perturbateurs endocriniens (PE) sur l’axe reproducteur, peu ont été consacrées à leurs effets sur le cerveau, notamment au cours du développement. Pourtant, des données expérimentales et épidémiologiques récentes suggèrent l'existence de liens entre des expositions aux PE, en particulier durant les phases critiques du développement du cerveau, et des altérations de fonctions cérébrales qui pourraient expliquer les troubles neurodéveloppementaux et cognitifs. Le manque de connaissance relative aux mécanismes et aux effets des PE sur le développement du cerveau et sur le comportement empêche d'en évaluer correctement les dangers et les risques. Des études antérieures menées par des membres de FEATS ont permis de mettre en évidence qu’un effet marquant des PE chez les poissons était leurs capacités à perturber l’expression précoce du gène cyp19a1b qui code pour l’aromatase cérébrale (aroB), l’enzyme responsable de la biosynthèse des neuroestrogènes. L'expression est ER-dépendante et est spécifique des cellules gliales radiaires (CGR). A l’aide d’embryons de poissons zèbres transgéniques cyp19a1b-GFP, nous avons développé un test de criblage original, sensible, spécifique et non invasif appelé EASZY. Ce bioessai permet une quantification fiable des activités oestrogéniques des substances, seules ou en mélange, dans le cerveau des poissons au cours du développement. Nos travaux ont révélé à l’aide de EASZY, qui fait partie intégrante de la stratégie de l'OCDE pour les PE (Document Guide 150), que de nombreux contaminants environnementaux (œstrogènes de synthèse, plastifiants, certains pesticides, produits de soins corporels, substances pharmaceutiques) sont capables d’altérer l’expression CGR-spécifique de aroB. Les CGR sont des cellules progénitrices de nouveaux neurones dont l’activité neurogénique peut être modulée par des stéroïdes. Si certaines études mettent en avant un lien entre perturbation de l’aroB, l’activité de neurogenèse et le comportement par des stéroïdes, très peu d’informations sont disponibles quant à l'effets des PE sur ces fonctions. A ce jour, les conséquences (éco)toxicologiques à court et long terme des perturbations de l’expression de aroB induites par les PE au stade embryonnaire restent à explorer. Ce point est primordial dans la perspective d’utiliser les données de EASZY dans une démarche d’évaluation des risques des substances qui agissent sur le cerveau. A ce titre, il existe un besoin urgent de développer des stratégies efficaces pour un dépistage plus efficace des substances neurotoxiques pour le développement du cerveau. Dans ce contexte, FEATS est un projet interdisciplinaire qui vise à étudier le rôle de aroB et les conséquences toxicologiques à court et à long-terme induites par les PE ciblant aroB au cours du développement précoce. Notre stratégie reposera sur la conduite d’expérimentations sur des modèles animaux originaux (modèles transgéniques cyp19a1b-GFP, cyp19a1b-GFP-Casper et knock-out cyp19a1b) exposés à un panel de substances choisi à priori pour leurs effets connus sur l’expression de l’aroB visant à explorer les conséquences de ces expositions à court et à long-terme sur la synthèse de neurostéroïdes, la neurogenèse, la neurotransmission et le comportement. Nous utiliserons des approches complémentaires combinant des analyses chimiques sensibles, de l’imagerie en fluorescence 2D/3D, des analyses transcriptomiques et des tests comportementaux chez les embryons ainsi que chez les juvéniles et les adultes. L’objectif est de fournir un ensemble cohérent de données permettant l’établissement de relations fonctionnelles et quantitatives entre perturbations de aroB et effets néfastes à travers des modèles mathématiques (PBPK, AOP) ce qui constitue un enjeu tant sur le plan fondamental que sur le plan réglementaire pour permettre une meilleure évaluation du risque des PE agissant sur le cerveau.