La tuberculose, qui reste un problème majeur de santé publique, résulte majoritairement d’une infection par la bactérie Mycobacterium tuberculosis (Mtb), pathogène hautement adapté à l’homme et strictement limité à celui-ci. L'hypothèse actuelle suggère que Mtb a émergé et évolué à partir d'un pool ancestral de souches mycobactériennes disposant d'un réservoir environnemental et partageant des caractéristiques communes avec les souches de Mycobacterium canettii. Des cas de tuberculose humaine causée par M. canettii ont été détectés, mais ils sont rares et limités à la Corne de l’Afrique. Chez la souris, un défaut de persistance a été observé pour M. canettii comparativement à Mtb. En outre, un défaut de réplication a été mis en évidence in vitro dans différents types de macrophages murins et humains. Les mécanismes responsables de ces différences n’ont pas été élucidés et le devenir intracellulaire de M. canettii reste peu étudié.
L’objectif de ce projet est de caractériser les interactions entre M. canettii et les macrophages alvéolaires qui jouent un rôle clé lors d’une infection pulmonaire. Pour cela, nous utiliserons un modèle cellulaire de macrophages alvéolaires murins appelé cellules MPI (pour Max Planck Institute). Ces cellules présentent un phénotype et des fonctionnalités très proches des macrophages alvéolaires primaires lorsqu’elles sont cultivées en présence de GM-CSF. Au cours de ce projet, nous étudierons le devenir intracellulaire de la souche M. canettii STB-K, la plus éloignée génétiquement de Mtb, dans les MPI et nous le comparerons à celui de la souche contrôle de Mtb H37Rv.
La première partie de ce projet sera consacrée à caractériser les paramètres clés de la survie intracellulaire tels que l’internalisation, la réplication, et la maturation du phagosome pour la souche STB-K, comparativement à H37Rv, dans les cellules MPI. Pour cela nous disposons au laboratoire des souches STB-K et H37Rv exprimant constitutivement la GFP (Green Fluorescent Protein). (M1 à M4).
L’autophagie étant impliquée dans la clairance de Mtb, nous étudierons l’impact de cette voie de dégradation sur le devenir intracellulaire de STB-K, comparativement à H37Rv. Nous analyserons la co-localisation des bactéries avec LC3, marqueur clé des vésicules d’autophagie, par microscopie confocale de type STED. Cette technologie de pointe permet d’obtenir une résolution proche de celle de la microscopie électronique. Afin de distinguer la voie canonique d’autophagie de la voie non canonique (LC3 associated Phagocytosis ou LAP), nous analyserons également la co-localisation des bactéries avec des marqueurs spécifiques de la LAP tels que Rubicon et NOX2 (M4 à M7).
La caractérisation des voies de l’autophagie et l’identification des acteurs impliqués dans le devenir intracellulaire de STB-K seront réalisées par une analyse transcriptomique (RNAseq) et protéique (WBlot) à partir de cellules infectées par STB-K, comparativement à H37Rv (M4 à M12). De plus, nous évaluerons l’impact de chacune de ces voies sur la clairance bactérienne en transfectant les MPIs avec des siRNAs spécifiques préalablement à l’infection (M7 à M10).
Nous étudierons également à l’aide de siRNA le rôle de l’E3 ubiquitine ligase Smurf1 dans l’adressage de STB-K vers les voies de l’autophagie, des études antérieures ayant établi un lien entre Smurf1 et l’adressage de Mtb à ces mêmes voies (M11-M12).
Enfin nous évaluerons la réponse immunitaire innée induite par STB-K par analyse transcriptomique et par dosage cytokinique (M10 à M12).
Cette étude permettra (i) de caractériser le devenir intracellulaire de M. canettii dans des macrophages alvéolaires ainsi que la réponse immunitaire innée induite par l’infection, en prenant comme modèle d’étude la souche STB-K, et (ii) de déterminer l’impact des voies d’autophagie sur la clairance de la bactérie.