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Le projet MYCOCIDALTOX vise à développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour lutter contre la tuberculose (TB). Nous avons récemment identifié et caractérisé deux toxines associées à des systèmes toxine-antitoxine (TA) de Mycobacterium tuberculosis qui sont bactéricides en l’absence de leur antitoxine. Nous utiliserons un criblage ciblé de chimiothèques sur cellules entières pour identifier les composés capables de déstabiliser l’interaction toxine/antitoxine ou de stimuler la dégradation des antitoxines, déclenchant ainsi une létalité dépendante de la toxine. Les résultats obtenus seront validés in vitro et dans des cellules infectées, seuls ou en combinaison avec des antituberculeux standards.

Ce contrat d’initiation nous permettra d’établir la preuve de principe qu’utiliser des composés ciblant les systèmes TA bactéricides constitue une approche prometteuse pour le développement de nouveaux antituberculeux ; il constituera la base d’un futur projet plus ambitieux qui inclura des criblages plus volumineux, l’amélioration des composés par la chimie médicinale, des études de mode d’action et des validations précliniques dans des modèles animaux. Le ciblage des systèmes TA bactéricides pourrait aider à identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques à utiliser en complément des antibiotiques standard pour améliorer le traitement de la tuberculose, en particulier dans le contexte du nombre croissant de souches de M. tuberculosis résistantes aux antibiotiques.

Introduction : La majorité des nouvelles infections par le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) surviennent lors de rapports sexuels non protégés. Après l’exposition de l’épithélium stratifié (tel que du prépuce interne) à du sperme contenant des cellules infectées par le VIH-1, le virus envahit rapidement l’épithélium et cible les cellules immunitaires résidentes ; en particulier le virus cible les cellules de Langerhans (CL) présentatrices d’antigènes, lesquelles transfèrent ensuite le VIH-1 infectieux aux cellules T CD4+. Plusieurs protéines du liquide séminal (LS) peuvent diminuer ou augmenter la transmission muqueuse du VIH-1. De plus, nous avons découvert que le transfert du VIH-1 est inhibé par le « calcitonin gene-related peptide » (CGRP), un neuropeptide sécrété par les neurones périphériques innervant tous les épithéliums muqueux.

Justification du projet : En combinant transcriptomique, protéomique et tests fonctionnels, nous avons identifié trois protéines associées à l’inhibition de l’infection muqueuse par le VIH-1 : i) la thrombospondine 1 (TSP1) dont la sécrétion est stimuler par le traitement des CL par le CGRP, ii) la thrombine, l’inducteur de TSP1 et, iii) CD47, un récepteur de TSP1. La thrombine et CD47 sont respectivement augmentée et diminué dans des échantillons de liquide séminal (LS) d’individus infectés par le VIH-1 sous traitement antiviral (VIH-1+/ART) qui inhibent l’infection muqueuse par le VIH-1. Le TSP1 neutralise le VIH-1 en se liant à sa glycoprotéine d’enveloppe gp120 et affecte l’activation des intégrines lors de sa liaison au CD47. De plus, l’infection par le VIH-1 réduit l’expression de CD47 dans les lymphocytes T CD4+.

Modèle de travail et hypothèses : La thrombine induirait la sécrétion de TSP1 à partir des CL et cellules épithéliales, ce qui entrainerait l’inhibition du transfert du VIH-1 des CL et l’infection des lymphocytes T CD4+. De plus, les interactions TSP1-CD47 favoriseraient la formation de synapses virales dont le nombre seraient réduit par la diminution du CD47 dans les lymphocytes T CD4+ induite par le VIH-1. Cette diminution serait associée au relargage d’exosomes CD47low dans les LS. Ces exosomes ne permettraient plus de contrecarrer l’augmentation de TSP1 induit par une thrombine élevée.

Résultats préliminaires : Nous avons récemment découvert que ; i) les CL humaines sécrètent du TSP1 après un traitement à la thrombine et au CGRP ; ii) le prétraitement des CL par la thrombine et l’ajout de TSP1 lorsque les CL sont cultivées avec des lymphocytes T CD4+ inhibent tous les deux le transfert du VIH-1 des CL vers les lymphocytes T CD4+ ; iii) la thrombine induit la sécrétion de TSP1 à partir d’explants de tissus du prépuce interne ; iv) la thrombine est détectée dans les échantillons LS VIH-1+/ART qui inhibent la translocation du VIH-1, suite à la formation de synapses virales impliquant CD47, dans des modèles de prépuce interne.

Objectifs et approches expérimentales : Nous caractériserons les fonctions muqueuses anti-VIH-1 de l’interactome TSP1, à l’aide d’essais / modèles complémentaires que nous avons déjà établis : 1) Nous déterminerons les mécanismes permettant à la thrombine d’induire la sécrétion de TSP1 à partir des CL/cellules épithéliales, et au TSP1 d’inhiber le transfert du VIH-1 des CL et l’infection des lymphocytes T CD4+ ; 2) Nous évaluerons la contribution des interactions TSP1-CD47 à la formation de synapses virales, et déterminerons la capacité du LS VIH-1+/ART à limiter la production et entrée du VIH-1 dans les reconstructions muqueuses, ainsi que la formation des conjugués cellulaires CL-T et l’infection de lymphocytes T CD4+ dans les explants de tissus du prépuce interne.

Perspectives : Ces études élargiront notre compréhension des mécanismes endogènes fondamentaux contrôlant la transmission sexuelle du VIH-1 et décriront des nouveaux rôles régulateurs anti-VIH-1 joués par l’interactome de TSP1. Comme TSP1 a déjà servi de base pour le développement de peptides antiangiogéniques, nos études pourraient ouvrir la voie à la conception de formulations à base de TSP1 pour la prévention clinique de l’infection muqueuse par le VIH-1.