Winning projects and candidates

La tuberculose (TB) est l’une des infections opportunistes les plus fréquentes chez les patients VIH+ dans les pays à ressources limités. En Afrique et en Asie, la TB est aussi la principale cause de mortalité dans cette population. Le diagnostic de TB pulmonaire généralement repose sur la clinique, la radio et la détection de Mycobacterium tuberculosis (Mtb; BAAR) dans les prélèvements respiratoires notamment les crachats. La détection de BAAR dans les crachats est la méthode la plus utilisée pour diagnostiquer la TB pulmonaire et pour monitorer la réponse au traitement. Toutefois l’analyse des crachats est peu sensible et une forte proportion de TB est BAAR-. Bien que les tests de PCR-BK soient plus sensibles, de nombreux cas restent non confirmés. Le traitement anti-TB empirique (forte suspicion clinique de TB sans confirmation microbiologique) est un choix fréquent pour les cliniciens particulièrement chez les patients VIH+ sévèrement immunodéprimés. Ainsi d’autres outils sont nécessaires pour aider au diagnostic de la TB mais aussi pour évaluer la réponse au traitement chez les patients traités de façon empirique afin que les cliniciens puissent décider de continuer ou non le traitement anti-TB.

Les monocytes/macrophages sont des cellules immunitaires innées jouant un rôle important dans la pathogénèse de la TB. Les monocytes activés relarguent des formes solubles de récepteurs tels que CD14, CD163 et l’IL-1 récepteur antagoniste IL-1Ra, inhibiteur compétitif de la cytokine inflammatoire IL-1.

Dans une étude pilote chez des patients Cambodgiens inclus dans l’essai CAMELIA, nous avons montré que les concentrations plasmatiques d’IL-1Ra diminuent de façon spectaculaire après deux mois de traitements antituberculeux. L’objectif de cette étude preuve de concept est de démontrer que les concentrations d’IL-1Ra diminuent de façon significative dans les deux semaines qui suivent l’initiation du traitement anti-TB chez des adultes avec une TB documentée. Nous faisons l’hypothèse qu’en réponse à une diminution rapide de la charge mycobactérienne, les monocytes seront moins activés et que les concentrations plasmatiques de ces biomarqueurs vont décroître précocément après l’initiation d’un traitement efficace. 100 adultes avec une TB documentée seront inclus dans deux sites ANRS Cambodge (n=50) et Côte d’Ivoire (n=50). Nous mesureront les concentrations d’IL-1Ra avant traitement (BL), aux semaines 1 (S1), S2, S4, et S8. Deux autres marqueurs seront mesurés, l’IP-10 suggéré comme un possible biomarqueur prédictif de réponse au traitement anti-TB et sCD163 pour lequel nous avons montré une diminution modérée mais significative.

Population de l’étude : Adultes VIH+, naïfs d’ARV (n=60), adultes VIH- (n=40), tous avec une TB confirmée (BAAR+ et/ou Xpert MTB/RIF+). Le suivi clinique permettra de diagnostiquer des évènements: infections intercurrentes, IRIS et le devenir de la tuberculose. Des échantillons sanguins seront collectés à J0, S1, S2, S4 et S8 après le début du traitement anti-TB. Dans chaque pays le traitement anti-TB et les ARV seront administrés selon les recommandations nationales.

Objectif principal : évolution de la concentration d’IL-1Ra entre BL et S2

Objectifs secondaires :

• Evolution de la concentration d’IL-1Ra entre BL, S1, S2 et S8
• Evolution de la concentration de sCD163 et IP-10 entre BL, S1, S2, S4 et S8
• Impact de la survenue d’évènements sur l’évolution des biomarqueurs: TB-IRIS, guérison ou non de la tuberculose, souche de Mtb résistante.

Si nous démontrons que la diminution de la concentration d’IL-1Ra survient précocement après le début du traitement anti-TB, idéalement à S2 ou encore à S4, suivre ce biomarqueur pourrait être d’un intérêt majeur dans le futur, pour aider les cliniciens à décider d’arrêter ou non un traitement anti-TB empirique. Identifier des biomarqueurs précoces de réponse au traitement serait particulièrement intéressant pour les patients chez lesquels le diagnostic de TB reste difficile par ex tuberculoses pulmonaires BAAR- ou tuberculoses extrapulmonaires/disséminées chez des patients VIH+ très immunodéprimés.

L’immunodéficience observée chez les patients infectés par le VIH-1 est principalement due à la mort des lymphocytes T CD4 non infectés (cellules « bystander »). Les glycoprotéines de l’enveloppe (Env) de ce virus, exprimées à la surface des cellules infectées, ont un rôle majeur dans ce processus  puisqu’elles ont la capacité d’induire la mort par apoptose des cellules T CD4 non infectées voisines.

L’autophagie est une voie catabolique majeure impliquée dans de nombreuses fonctions cellulaires comme l’homéostasie et l’immunité. Notre équipe a montré que l’autophagie est nécessaire au déclenchement de l’apoptose induite par Env dans les lymphocytes T CD4 non infectés, suggérant que la dégradation de composés cellulaires par ce processus pourrait être responsable de l’apoptose.

Nos résultats préliminaires montrent qu’Env induit un stress oxydatif dans les cellules cibles non infectées et que ce stress est impliqué dans leur mort par apoptose. De plus, nous avons observé que plusieurs marqueurs des peroxysomes sont dégradés dans les mêmes conditions et que cette dégradation se réalise par voie autophagique. Les peroxysomes sont des organelles chargées de maintenir un état d’oxydation compatible avec la survie cellulaire. L’hypothèse que nous souhaitons étudier dans ce projet est que l’autophagie, induite par Env, conduise à la dégradation sélective des peroxysomes, appelée pexophagie, entraînant l’accumulation d’espèces réactives oxygénées dans les cellules cibles, et ainsi leur mort par apoptose.

Pour ce faire, nous étudierons l’effet de Env sur la dynamique d’expression des protéines du peroxysome (suivi par plusieurs techniques de biochimie) ainsi que leur co-localisation avec des protéines de la machinerie autophagique (microscopie à fluorescence confocale et électronique). Nous identifierons également les récepteurs de l’autophagie sélective impliqués dans ce processus et nous confirmerons le rôle de la pexophagie dans la survenue de l’apoptose induite par Env dans les lymphocytes T CD4 bystanders. Enfin, nous étudierons la capacité de différentes enveloppes, issues de patients infectés par le VIH-1, à induire la pexophagie et l’apoptose dans les cellules T CD4 bystanders. A plus long terme, nous souhaitons réaliser un crible protéomique afin de déterminer quelles sont les autres cibles sélectives de la dégradation autophagique induite par Env dans ces cellules.

Les résultats que nous obtiendrons permettront de progresser dans la compréhension des évènements conduisant à la déplétion des cellules T CD4 bystanders en réponse à l’enveloppe du VIH.

La transcription du VIH-1 est fortement dépendante del’enhancer endogène à ce virus. Cet enhancer est formé de plusieurs sites de liaison pour NF-kB présents au sein de son extrémité (LTR), qui rendent l’activation du promoteur HIV-1 dépendante de la voie de signalisation NF-kB. Des données récentes suggèrent également un rôle clé de l’environnement du site d’intégration de HIV-1, et de la présence dans le voisinage  d’enhancers de la cellule hôte. Ces enhancers favoriseraient l’intégration du génome virale tout en seregroupant spatialement. Or, l’activité des enhancers cellulaires est liée au métabolisme de petits ARNs non-codants produits à partir des enhancers (‘eRNAs’) et capables de réguler leurs regroupements spatiaux. A l’échelle moléculaire, les eRNAs pourraient réguler la liaison de facteurs clés de l’activation enhancer-dépendante des gènes, ou de HIV-1, tel que le facteur CTCF, cohésine ou encore YY-1.De façon intéressante, nos résultats montrent que la dé-régulation des eRNAs est observée après déplétion des facteurs d’adressage de ces ARNs à l’exosome, tels que l’hélicase MTR4 et ses co-acteurs ZFC3H1/PAXT et ZCCHC8/NEXT. De plus, nos travaux récents montrent que ces facteurs contribueraient largement à déréguler la latence du VIH-1, selon des mécanismes qui restent à être révélés.
 
De façon remarquable, nos résultats très récents démontrent un rôle clé des eRNAs dans le contrôle des contacts à longues distances, à la base des activations de gènesenhancer-promoteurs dépendantes. De plus, ces interactions s’avèrent être régulées en fonction de la dégradation des eRNAs selon l’adressage de l’exosome par MTR4, ZFC3H1 et  ZCCHC8. Ainsi, nous allons tester quels facteurs sont impliqués dans ces voies de régulation, dans le contexte de l’activation ou de la latence du VIH-1, et selon l’accumulation ou non des eRNAs aux enhancers endogènes capables d’activer le promoteur HIV-1 voisin. Ces informations devraient aider à mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de contrôle de la latence du virus, en fonction des eRNAs. Nos travaux pourraient également identifier un nouveau type de cibles thérapeutiques exploitables dans la modulation de la latence virale, selon l’adressage de ces eRNAs par l’exosome.