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Mycobacterium tuberculosis (Mtb) expose à la surface de son enveloppe une grande diversité de MAMPs (Motifs Moléculaires Associés aux Microbes), reconnus par les récepteurs du système immunitaire inné (PRRs), notamment les lectines de type C. L’interaction MAMPs/PRRs conduit à la phagocytose des bacilles et/ou l’activation de voies de signalisation intracellulaires qui contribuent, selon les cas, à la mise en place d’une réponse immunitaire protectrice ou à la persistance des bacilles. Il s’agit donc d’un étape clef du processus infectieux. De nombreux travaux ont porté sur l’élucidation des bases moléculaires de la reconnaissance des ligands, sous forme isolée, par les PRRs, mais peu de choses sont connues sur la distribution des MAMPs à la surface des bacilles, et comment cette dernière impacte la liaison aux PRRs. Or, il apparait de plus en plus évident que la distribution spatiale des molécules à la surface des enveloppes bactériennes est hétérogène et dynamique.

Ainsi, nous avons montré récemment par l’utilisation de techniques d’imagerie moléculaire que l’organisation des MAMPs en nanodomaines est cruciale pour la reconnaissance sélective des espèces du complexe Mycobacterium tuberculosis (MtbC) par la lectine de type C DC-SIGN. En effet, bien que ces MAMPs soient également exprimés en surface des espèces n’appartenant pas au complexe tuberculosis (non-MtbC), ces dernières ne sont pas reconnues par la lectine. En étudiant deux espèces représentatives, nous avons observé que la densité des MAMPs et la taille des nanodomaines (> 0.02 µm² dans 90% des cas) est nettement supérieure pour l’espèce MtbC, favorisant ainsi une liaison efficace de DC-SIGN, et induisant un recrutement local de la lectine (phénomène de « clustering ») venant renforcer la force de l’interaction. Forts de cette observation, nous avons également mis en évidence des nanodomaines fonctionnels pour la reconnaissance par les lectines Mincle et Dectine-2, impliquées dans la réponse immunitaire à Mtb.

Sur la base de ces données, le projet MtFunDom a pour objectif de caractériser en détails les nanodomaines fonctionnels présents à la surface de l’enveloppe de Mtb, et impliqués dans la reconnaissance par les lectines de type C. Plus précisément, nous souhaitons définir la composition de ces nanodomaines, identifier les déterminants de leur formation et évaluer leur influence sur l’interaction des bacilles avec les récepteurs à la surface des cellules immunitaires. Pour ce faire, nous utiliserons des techniques d’imagerie moléculaire de pointe, avec une résolution de l’ordre de 20 nm, pour i) cartographier la distribution et ii) caractériser la dynamique des ligands de différentes lectines de type C (DC-SIGN, Mincle, Dectine-1, Dectine-2) à la surface de différentes espèces mycobactériennes (Mtb, espèces non-Mtb à croissance lente ou rapide) et de diverses souches mutantes spécialement construites.

Le projet MtFunDom devrait conduire à une meilleure compréhension des interactions moléculaires hôte/pathogène mises en jeu à l’interface bactérie/cellule immunitaire, permettant d’envisager à plus long terme le développement rationnel d’approches antituberculeuses basées sur l’immunomodulation.

L’infection chronique par le virus de l’hépatite B (VHB) est l’un des facteurs de risque majeur du développement du carcinome hépatocellulaire (CHC). Nos précédents travaux ont mis en évidence l’existence d’un épissage alternatif des transcrits viraux et de sa régulation en fonction de la sévérité de l’atteinte hépatique. Cette régulation par épissage alternatif contribue à la synthèse de la protéine HBSP que nous avons identifié au laboratoire. Nos travaux antérieurs ont montré que l’expression de cette protéine module la voie de signalisation du TNF-α, entrainant une inhibition de l’inflammation et la fibrogenèse hépatique dans un modèle de souris transgénique pour HBSP. Dans ce même modèle, nous avons récemment montré que l’expression de cette protéine virale impactait l’étape d’initiation de la carcinogenèse et en conséquence réduisait l’incidence du CHC induit chimiquement. Au cours de cette même étude, nous avons également révélé un second effet de la protéine HBSP au cours de la progression de la carcinogenèse, en favorisant la croissance tumorale après établissement du CHC. Nos données préliminaires suggèrent que cet effet résulte d’une modification du microenvironnement hépatique du CHC, et en particulier du recrutement et de l’activation des cellules myéloïdes de l’infiltrat immunitaire intra-hépatique.

Notre projet de recherche a pour objectifs de caractériser les mécanismes impliqués dans l’effet pro-tumoral de la protéine HBSP après établissement du CHC dans nos modèles expérimentaux, de déterminer si l’expression de la protéine HBSP dans le contexte du VHB peut impacter la composition du microenvironnement tumoral du foie et d’en caractériser les conséquences sur la classification, la progression et la survie des patients.

            Nous avons observé au stade précoce du CHC que la présence de la protéine HBSP favorise la croissance tumorale et génère un environnement altérant le rôle des cellules myéloïdes dans la réponse anti-tumorale. Après caractérisation histologique et moléculaire de cet environnement tumoral, nous évaluerons la contribution de la protéine HBSP sur la polarisation des cellules myéloïdes in vitro et in vivo. Cet effet sera également exploré dans un second modèle murin de carcinogenèse hépatique génétiquement induit. En parallèle, nous étudierons l’impact de la présence du VHB sauvage ou invalidé pour l’expression de la protéine HBSP dans la modification du microenvironnement et la progression tumorale. Nous pourrons également appliquer cette stratégie aux protéines HBx et HBc du VHB dans le futur. Enfin, nous corrélerons dans le foie tumoral de CHC de patients le profil d’expression des transcrits épissés et sauvages du VHB d’une part avec le profil transcriptomique du microenvironnement tumoral associé et d’autre part avec les données cliniques et biologiques.

L’ensemble de nos travaux permettra de mieux comprendre le rôle de la protéine HBSP du VHB au cours du CHC et pourrait conduire à une meilleure définition du dialogue existant entre le virus, les hépatocytes et le microenvironnement du CHC.