Winning projects and candidates

La tuberculose demeure un problème majeur de santé publique à l’échelle mondiale, avec 1,23 million de décès en 2024 selon le dernier rapport de l’Organisation mondiale de la Santé (2025). Le succès de Mycobacterium tuberculosis (Mtb) repose en grande partie sur sa remarquable capacité à s’adapter aux stress environnementaux et à résister aux défenses microbicides de son hôte.

Chez de nombreux microorganismes, la production de métabolites dits « spécialisés » joue un rôle important dans les mécanismes d’adaptation et de virulence. Contrairement aux métabolites primaires, indispensables à la croissance, ces molécules ne sont pas essentielles mais confèrent un avantage sélectif permettant aux microbes de survivre dans des environnements hostiles. Pourtant, ce répertoire métabolique et son rôle potentiel dans la pathogénicité de Mtb restent encore très peu étudiés.

Lors de travaux préliminaires, nous avons utilisé une approche globale de métabolomique pour analyser les métabolites produits par des mycobactéries cultivées dans différentes conditions de stress in vitro. Ces analyses ont mis en évidence plusieurs signatures métaboliques inédites, encore non caractérisées sur le plan structural, associées aux conditions de stress et à la virulence de certaines souches. Parallèlement, grâce à des outils de genome mining dédiés à l’identification des voies de biosynthèse de métabolites spécialisés, nous avons identifié dans le génome de Mtb plusieurs clusters de gènes biosynthétiques (BGCs) susceptibles d’encoder des enzymes impliquées dans la production de ces molécules. Le projet TB-SPECIAL repose ainsi sur l’hypothèse que Mtb produit des métabolites spécialisés encore inconnus qui jouent un rôle clé dans les stratégies d’adaptation et de virulence du bacille.

Pour tester cette hypothèse, nous analyserons l’expression de ces BGCs en réponse à différents stress et étudierons le phénotype de souches mutantes correspondantes à l’aide de plusieurs bio essais cellulaires permettant d’évaluer le fitness bactérien, la survie et les propriétés immunomodulatrices dans les cellules hotes. Les métabolites produits par l’activation des BGCs les plus pertinents sur le plan physiologique seront ensuite identifiés grâce à une analyse globale et non biaisée des métabolites produits par la souche sauvage, comparée à ceux des souches mutantes correspondantes.

Les résultats de ce projet fourniront une base solide pour mieux comprendre le rôle des métabolites spécialisés dans la physiologie de Mtb et dans ses interactions avec l’hôte. La découverte de nouvelles molécules pourrait ouvrir la voie à des stratégies thérapeutiques ou diagnostiques innovantes. En particulier, cibler des mécanismes adaptatifs non essentiels pourrait fragiliser le pathogène sans exercer une forte pression de sélection, ce qui pourrait contribuer à améliorer la prise en charge des formes de tuberculose résistantes, persistantes ou latentes. Par ailleurs, certains métabolites spécialisés associés à la virulence ou spécifiques de certaines souches pourraient constituer de nouveaux biomarqueurs potentiels.

La tuberculose (TB) reste la principale cause de mortalité par maladie infectieuse dans le monde, alors que le traitement repose depuis plus de cinquante ans sur des schémas antibiotiques largement inchangés. La conception rationnelle de thérapies dirigées contre l’hôte constitue une approche complémentaire prometteuse, mais nécessite une compréhension mécanistique approfondie à travers des populations et des contextes épidémiologiques divers. Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont bien connues pour leur rôle dans les réponses antivirales, en raison de leur capacité à produire de grandes quantités d’interféron de type I (IFN). Cependant, leur rôle dans la TB humaine reste pratiquement inexploré.

Sur la base de nos travaux antérieurs montrant que SLAMF7 et SLAMF8 régulent l’activation des pDC et la production d’IFN de type I lors d’infections bactériennes, nous avons observé que ces récepteurs sont également surexprimés dans le sang total des patients atteints de TB et associés à la production d’IFN de type I/II. Nous formulons donc l’hypothèse que les récepteurs SLAMF définissent un état d’activation fonctionnellement distinct des pDC et d’autres cellules myéloïdes au cours de la TB, caractérisé par une reprogrammation métabolique et une production dysrégulée d’IFN de type I contribuant à l’immunopathologie plutôt qu’à la protection.

Pour tester cette hypothèse, DECODE-TB est un projet proof-of-concept de 12 mois structuré autour de trois objectifs complémentaires : 1) profilage immunométabolique haute dimension des cellules immunitaires circulantes à travers des cohortes internationales de TB ; 2) caractérisation fonctionnelle des pDC issues de patients TB ; et 3) analyse intégrative pour l’identification de signatures immunitaires, générant un jeu de données permettant l’identification computationnelle future de cibles thérapeutiques. En établissant un réseau unique de recherche translationnelle France-Argentine avec accès à des cohortes TB bien caractérisées dans des contextes épidémiologiques distincts, ce projet produira les données mécanistiques et cliniques préliminaires nécessaires pour soutenir une candidature à grande échelle ultérieure. L’objectif final est d’identifier les états de pDC dépendants de SLAMF comme cibles potentielles pour des stratégies dirigées contre l’hôte visant à renforcer l’immunité protectrice contre la TB.

La tuberculose demeure la première cause de mortalité infectieuse dans le monde, et le développement d’un vaccin réellement protecteur est freiné par une compréhension incomplète de l’immunité T. Bien que les lymphocytes T soient essentiels au contrôle de Mycobacterium tuberculosis (Mtb), leur efficacité reste limitée. Plusieurs études indiquent qu’ils sont fréquemment exclus du cœur des granulomes, là où se concentrent les macrophages infectés, mais les mécanismes responsables de cette ségrégation spatiale demeurent mal compris.

Ce projet vise à décrypter, en temps réel et in vivo, le comportement des lymphocytes T dans les granulomes tuberculeux pulmonaires. Pour cela, nous utiliserons la microscopie intravitale multiphotonique (MP-IVM), développée dans notre laboratoire en confinement ASB3 et unique en Europe, qui permet d’observer directement la migration, l’activation et les interactions cellulaires dans un poumon vivant infecté par Mtb. Nos recherches s’attacheront à analyser la dynamique des lymphocytes T CD4 et CD8 dans des modèles murins présentant des profils de susceptibilité distincts (C57BL/6 et Sp140⁻/⁻), à étudier le rôle de la matrice extracellulaire comme barrière régulant la migration et l’accès des lymphocytes T aux macrophages infectés, ainsi qu’à évaluer l’implication des vaisseaux spécialisés High Endothelial venules (HEVs) comme voies privilégiées de recrutement des lymphocytes T dans les granulomes et leur modulation par la vaccination.

L’originalité du projet repose sur la première application de la MP-IVM pulmonaire en environnement BSL3 au modèle tuberculose. En combinant imagerie intravitale, modèles murins génétiquement modifiés et collaborations internationales (IPBS Toulouse, UCSF, SSI Danemark), nous chercherons à identifier les verrous qui limitent l’efficacité des lymphocytes T contre Mtb. Ces travaux apporteront des connaissances inédites sur l’organisation et les contraintes du microenvironnement tuberculeux et ouvriront de nouvelles perspectives vaccinales et thérapeutiques visant à renforcer l’immunité T dans la tuberculose.

Chez les personnes vivant avec le VIH sous traitement antirétroviral, la persistance du virus dans les cellules infectées de manière latente constitue le principal obstacle à la guérison de l’infection. En effet, le principal réservoir latent est constitué de lymphocytes T CD4+ mémoire quiescents contenant des provirus intégrés mais transcriptionnellement silencieux. Lors de l’interruption du traitement, ces provirus latents ont la capacité de redevenir transcriptionnellement actifs, conduisant à un rebond viral rapide.

La terminaison prématurée de la transcription de l'ARN polymérase II est un mécanisme clé de régulation de l'expression provirale du VIH. Ce processus, dont on sait aujourd'hui qu'il se produit à des fréquences étonnamment élevées dans de nombreux gènes, limite la production de transcrits viraux complets et constitue ainsi une étape majeure dans la régulation de l'expression et de la latence des gènes du VIH. Nous avons récemment identifié le complexe PCF11/WDR82 comme un nouveau facteur cellulaire qui renforce la terminaison prématurée de la transcription dans les cellules latentes. Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes sous-jacents contrôlant cette étape clé.

Nous présentons ici des données préliminaires montrant que PCF11/WDR82 joue un rôle central dans le recrutement de cofacteurs impliqués à la fois dans la terminaison de l'ARN Polymérase II et dans la dégradation des ARNs nucléaires naissants. Dans ce projet, nous utiliserons une combinaison d'approches cellulaires, biochimiques et moléculaires pour valider et caractériser le rôle de PCF11/WDR82 dans le contrôle de la transcription du VIH. Nous allons : 1) identifier et caractériser fonctionnellement les partenaires de PCF11/WDR82 ; 2) caractériser l’architecture du complexe et sa dynamique de recrutement sur les provirus latents 3) quantifier l’impact de PCF11/WDR82 sur la terminaison prématurée et la dégradation des RNA viraux. 

Des études récentes ont souligné l'implication potentielle de facteurs de terminaison prématurée de la transcription dans le maintien de la latence du VIH au sein des réservoirs de lymphocytes T infectés chez les personnes sous traitement antirétroviral. Notre projet vise à élucider les mécanismes moléculaires par lesquels PCF11/WDR82 pourrait induire cette répression transcriptionnelle des provirus latents.

L’infection par le virus de l’hépatite B (VHB) demeure un défi majeur de santé publique touchant plus de 250 millions de personnes qui présentent un risque élevé de développer des maladies hépatiques graves, telles que la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire (CHC). La persistance de l’infection par le VHB est principalement due à l’ADN circulaire covalemment clos (ADNccc), un épisome nucléaire stable qui sert de matrice pour la transcription virale. Si les traitements antiviraux actuels permettent de contrôler efficacement la réplication virale, ils ne permettent pas d’éliminer l’ADNccc, soulignant ainsi l’urgence de développer des stratégies ciblant ce réservoir viral.

L’ADNccc du VHB est organisé sous la forme d’un minichromosome, associé à des histones et des protéines non-histones, et sa transcription est finement régulée par des facteurs viraux et cellulaires. Il a été montré que l’un des rôles majeurs de la protéine régulatrice virale HBx est de dégrader le complexe smc5/6 responsable de la répression transcriptionnelle de l’ADNccc, cependant les mécanismes moléculaires de l’établissement de cette répression restent mal compris. Des travaux antérieurs ont montré que, en l’absence d’HBx, la transcription de l’ADNccc est éteinte suite à l’établissement d’une chromatine réprimée caractérisée par le recrutement de SETDB1 et HP1 et par le dépôt de la marque répressive H3K9me3.

L’objectif principal de ce projet est d’élucider les mécanismes conduisant à la répression épigénétique de l’ADNccc médiée par SETDB1 et de déterminer si elle dépend du complexe SMC5/6 ou représente une voie indépendante de restriction du virus par la cellule. Parallèlement, nous utiliserons la technique de « single-molecule footprinting » (SMF) afin d’analyser l’architecture de la chromatine et l’occupation par les facteurs de transcription et par la Pol II des promoteurs du VHB à l’échelle de la molécule d’ADN unique, permettant ainsi de comprendre et de cartographier l’hétérogénéité qui existe au niveau des promoteurs et les interactions fonctionnelles entre les facteurs contrôlant la transcription virale.

Nos études préliminaires ont identifié KAP1 comme un facteur cellulaire recruté sur l’ADNccc du VHB, suggérant que KAP1 pourrait médier la répression transcriptionnelle via le recrutement de SETDB1. Ce projet vise donc à étudier les bases moléculaires responsables de la répression transcriptionnelle de l’ADNccc dépendante de KAP1, à déterminer si KAP1 est responsable du recrutement de SETDB1, à identifier les cofacteurs cellulaires responsables de son recrutement et à définir son interaction fonctionnelle avec le complexe SMC5/6. En utilisant le single-molecule footprinting, nous cartographierons le positionnement des nucléosomes, l’occupation par les facteurs de transcription et la liaison de l’ARN polymérase II sur les promoteurs du VHB à l’échelle de la molécule unique, dans des contextes de transcription active (HBV wt) ou réprimée (HBV X-).

En intégrant des approches biochimiques, moléculaires et de single-molecule, ce projet génèrera des connaissances très précises de la régulation épigénétique et transcriptionnelle de l’ADNccc du VHB. Il déterminera les mécanismes de régulation transcriptionnelle à l’échelle de la molécule unique intégrant ainsi la complexité de la régulation transcriptionnelle. Il permettra également d’identifier de nouveaux mécanismes cellulaires contrôlant l’expression des gènes viraux et contribuera au développement de thérapies ciblées intégrant toutes ces paramètres.