Projets et candidats lauréats

La tuberculose active et contagieuse, causée par Mycobacterium tuberculosis largement présent dans le monde, est caractérisée par une inflammation incontrôlée dans le poumon. Les neutrophiles, qui sont reprogrammés lors de l’infection par M. tuberculosis vers la voie d’oxydation des acides gras dans les mitochondries, aggravent l’infection dans les poumons. Ils s’accumulent dans les granulomes qui sont des structures pluricellulaires hypoxiques mises en place pour freiner la multiplication des bacilles. L’hypoxie reprogramme les fonctions des neutrophiles. Par exemple, elle augmente la biosynthèse des gouttelettes lipidiques (GL). Dans les neutrophiles, les GL sont des plateformes essentielles à la production des oxylipines, dérivés d’acides gras polyinsaturés, qui jouent un rôle clé dans l’inflammation. Dans le cancer du poumon, les oxylipines dérivées des GL des cellules tumorales, reprogramment les neutrophiles qui deviennent suppresseurs de la réponse immunitaire, via l’expression du point de contrôle PD-L1. Or, nous venons de découvrir que lors de la tuberculose, des neutrophiles régulateurs freinent l’inflammation via l’expression de PD-L1 qui supprime les lymphocytes T. Ils s’opposent aux neutrophiles conventionnels producteurs d’IL-1b très inflammatoire.

Le projet FLING a pour objectif principal de comprendre comment l’hypoxie et les GL qui produisent les oxylipines, impactent les fonctions régulatrices ou inflammatoires des neutrophiles lors de la tuberculose. Pour cela le projet FLING adressera dans trois lots de travail (WP) complémentaires les questions suivantes. Dans le WP1 -Mois 0 à 24- nous comparerons, dans des neutrophiles humains du sang et murins de la moelle osseuse, la composition en GL et la biosynthèse des oxylipines en réponse à l’infection mycobactérienne, chez les neutrophiles conventionnels ou régulateurs. Dans le WP2 (Mois 6 à 30) nous décrypterons les mécanismes impliqués dans la reprogrammation des neutrophiles vers les fonctions régulatrices. Nous examinerons l’impact de l’hypoxie et du métabolisme des acides gras dans cette programmation.  Dans le WP3 -Mois 12 à 36- nous utiliserons le modèle murin C3HeB/FeJ -ou « souris de Kramnik » – pour moduler in vivo par des drogues la synthèse des GL et des oxylipines et analyser l’impact sur le développement des neutrophiles régulateurs et le devenir de l’infection.   

Le projet FLING apportera des connaissances nouvelles et originales sur la régulation de l’inflammation par les neutrophiles. A terme, le projet permettra de proposer de nouvelles approches thérapeutiques dirigées vers l’hôte qui font actuellement cruellement défaut, notamment pour les patients infectés par des souches hautement résistantes aux antibiotiques.

Contexte :

Les adolescents (10-19 ans) ont des besoins en santé spécifique, qui, s’ils ne sont pas correctement couverts, pourraient avoir un impact négatif sur leur santé à l’âge adulte. C’est particulièrement le cas de leurs besoins en Santé Sexuelle et Reproductive (SSR). La SSR est caractérisée par une diversité de défis à relever, telles que la prévention des grossesses précoces et des infections sexuellement transmissibles (ISTs) incluant le VIH, et les violences basées sur le genre (VBG), avec des questions spécifiques d’acceptabilité, d’accessibilité et d’adaptabilité des messages de promotion, des outils de prévention, et des services de soins SSR. Les adolescents vivant avec le VIH (AVVIH) sont particulièrement vulnérables aux enjeux de SSR et sous-dotés en outils améliorant l’information et l’accès aux outils et aux services SSR adaptés. En novembre 2024, le séminaire VIVRADO2 (Contrat d’initiation ANRS 0568), a rassemblé à Abidjan une cinquantaine d'experts pluridisciplinaires pour réfléchir à des solutions innovantes pour améliorer la SSR des AVVIH. Ces réflexions ont abouti au projet de recherche interventionnelle participative CONNECT.

Objectifs du projet CONNECT :

1/ Mettre en œuvre et évaluer une plateforme de coordination, par et pour les acteurs clés de la promotion de la SSR des adolescents en Côte d’Ivoire, permettant de renforcer les capacités des professionnels, identifier et référencer efficacement les services SSR adaptés aux AVVIH

2/ Développer et tester une application mobile, par et pour les AVVIH, afin d’améliorer le niveau de connaissances des AVVIH et les référencer efficacement aux services appropriés de SSR.

Méthodes :

Ce projet utilisera des méthodes mixtes, de recherche quantitative, qualitative, et de la science de la mise en œuvre, avec un schéma d’étude quasi-expérimental de type série chronologique, afin d’évaluer l’impact et le processus de mise en œuvre de chaque composante (plateforme et application) et leur articulation. La mise en œuvre de la plateforme de coordination commencera par une analyse des initiatives existantes, suivie d'un atelier de lancement avec les acteurs identifiés puis d’activités communes, telles que lister les services de SSR adaptés aux AVVIH en Côte d’Ivoire pour nourrir le contenu de l’application mobile. L'application mobile sera co-construite avec les pairs-éducateurs et testée par 300 AVVIH de 4 centres partenaires à Abidjan et Bouaké pendant un an. Son appropriation et son impact sur les connaissances et l’utilisation des outils et des services de SSR seront évalués via des questionnaires quantitatifs ainsi que des focus groupes et entretiens individuels semi-directifs.

Résultats attendus et perspectives :

Le projet CONNECT impliquera un engagement fort des parties prenantes tout au long du processus de recherche afin de concevoir des outils de promotion de la SSR, pérennes et transférables. Ce projet générera de nouvelles connaissances scientifiques sur la recherche interventionnelle en SSR pour les AVVIH, avec des retombées sociétales immédiates en Côte d’Ivoire, telles que :

• La mise en place d’une plateforme de coordination dédiée à la SSR, source de recommandations d’actions de Santé Publique pour promouvoir la SSR des adolescents
• Un prototype d’outil numérique en santé, validé et fiable, répondant aux besoins complets en SSR des AVVIH, permettant un déploiement à plus large échelle.
• Une documentation précise du processus et des facteurs contextuels de mise en œuvre
• Une meilleure connaissance et utilisation des outils et services de SSR par les AVVIH, permettant sur le long-terme de réduire les risques d’acquisitions d’ISTs, et de grossesses non désirées
• Un renforcement des capacités et une évolution des pratiques cliniques des professionnels de santé impliqués dans la prise en charge des AVVIH
• Un renforcement des partenariats avec les acteurs de la société civile, incluant les jeunes.

Ce projet aura ainsi des retombées scientifiques (publications), économiques (outil numérique), cliniques (plateforme de coordination) et sociétales (transfert de connaissances, recommandations politiques).

La tuberculose (TB) demeure l’une des maladies infectieuses les plus meurtrières au monde, et l’émergence de souches de Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) résistantes aux antibiotiques compromet l’efficacité des traitements actuels. De nouvelles stratégies thérapeutiques sont donc nécessaires. Au cours de l’infection, M. tuberculosis est soumise à un stress génotoxique généré par la réponse immunitaire de l’hôte et l’exposition aux antibiotiques. Pour survivre, la bactérie mobilise des mécanismes de réparation de l’ADN qui, tout en préservant l’intégrité du génome, favorisent l’émergence de résistances par leur activité mutagène. Pourtant, ces voies restent encore mal caractérisées et largement sous-exploitées comme cibles thérapeutiques. De plus, les processus moléculaires par lesquels le système immunitaire de l’hôte endommage l’ADN de M. tuberculosis sont toujours inconnus.

Le projet d’initiation TB-DNABREAK propose de tester si l’inhibition des voies de réparation de l’ADN de M. tuberculosis, combinée à l’induction du stress génotoxique induit par l’hôte, peut ouvrir la voie à une nouvelle approche thérapeutique innovante. Deux objectifs complémentaires seront menés : (i) développer une stratégie de criblage en cellule entière pour identifier de petites molécules inhibitrices de voies de réparation de l’ADN chez M. tuberculosis et (ii) exploiter une souche rapporteur de mycobactérie permettant de détecter les dommages à l’ADN subis par le pathogène au sein de l’hôte et de réaliser un criblage pilote de composés amplifiant les réponses génotoxiques immunitaires.

Le projet s’appuiera sur des approches de génétique moléculaire, des systèmes fluorescents innovants et du criblage à haut débit de petites molécules. La méthode de split-GFP bipartite sera utilisée pour détecter des interactions protéiques clés de la réparation de l’ADN et identifier des inhibiteurs, tandis qu’une souche rapporteur fluorescente de mycobactérie permettra de visualiser les lésions de l’ADN subies par la bactérie aussi bien in vitro que lors de l’infection et permettra un premier crible de petites molécules activatrices de la génotoxicité générée par l’hôte.

Durant une année, ce projet d’initiation fournira des outils et des preuves de concept importants : un outil de criblage de molécules inhibitrices de la réparation de l’ADN chez M. tuberculosis, une souche rapporteur mycobactérienne pour la détection des dommages génotoxiques subis lors de l’infection, et de premières molécules candidates ciblant les voies de réparation bactériennes ou la réponse génotoxique de l’hôte. Ces avancées établiront les bases d’approches thérapeutiques anti-tuberculeuses innovantes, pensées pour maximiser l’élimination du pathogène tout en limitant l’acquisition de résistances aux antibiotiques.

Les macrophages jouent un rôle central dans la surveillance immunitaire grâce à leur capacité exceptionnelle de macropinocytose. Cette fonction, bien que cruciale pour l’échantillonnage de l’environnement, les expose en permanence à des agents infectieux, notamment les virus. Nos travaux récents ont identifié GAS7 (Growth Arrest–Specific 7) comme un régulateur clé de l’actine dans ces cellules. GAS7 contrôle les extensions membranaires (ruffles) et la micropinocytose via Rac1. Paradoxalement, GAS7 favorise donc à la fois l’internalisation de virus mais en même temps, confère aux macrophages qui l’expriment, une meilleure résistance aux infections virales. L’absence de GAS7 entraîne une hyperactivation de Cdc42 et une augmentation des taux globaux de traduction protéique, ce qui favorise la réplication de nombreux virus. Ainsi, GAS7 apparaît responsable d’un mécanisme constitutif de défense antivirale, distinct des réponses innées inductibles classiques.

Or, nos données révèlent que HIV-1 échappe à cette restriction, contrairement à HIV-2 et aux autres virus testés. De plus, nous avons observé que la protéine Gag de HIV-1 interagit avec GAS7 alors que celle de HIV-2 ne le fait pas. Cette singularité offre une opportunité unique de décrypter les bases moléculaires de la restriction GAS7 et de la résistance de HIV-1 à cette restriction.

Le projet s’articule autour de trois objectifs complémentaires :

1. Analyser la sensibilité différentielle de HIV-1 et HIV-2 à GAS7, en identifiant le ou les stades du cycle viral affectés par cette restriction. Des virus monocycles pseudotypés seront utilisés pour standardiser l’entrée et mesurer la production virale et la traduction de protéines.
2. Décrypter les bases phylogénétiques et structurales de l’interaction Gag–GAS7, en comparant des variants naturels de Gag issus de SIV et de HIV, et en utilisant des chimères de domaines capsidiques. Les interactions seront quantifiées grâce au système Split NanoLuc et validées fonctionnellement dans les macrophages. Enfin, la génération de chimères Gag HIV-1/HIV-2 permettra d’établir un lien de causalité entre interaction et résistance.
3. Évaluer l’impact de Gag de HIV-1 sur la biologie de GAS7, notamment sa localisation subcellulaire, son oligomérisation, sa régulation de la macropinocytose et la résistance croisée à d’autres virus. Des approches de microscopie confocale et électronique, d’immunoprécipitation et de tests fonctionnels d’internalisation seront mobilisées.

Méthodes et moyens :

le projet s’appuie sur des outils déjà maîtrisés (culture de macrophages primaires, imagerie en temps réel, immuno-EM, tests de traduction, Split NanoLuc, co-immunoprécipitations). Les constructions virales et les variants Gag proviennent de collaborations établies (ENS Lyon, Institut Pasteur, Institut Curie). Les approches de biologie cellulaire seront intégrées à des analyses structurales et évolutives.

Échéancier :

• Année 1 : réalisation complète de l’Aim 1 et premiers criblages NanoLuc (Aim 2).

• Année 2 : génération et tests des chimères Gag (Aim 2), poursuite des expériences sur GAS7/Gag (Aim 3). Rédaction et soumission d’un premier manuscrit.

• 18 mois : finalisation des études sur l’impact de Gag sur GAS7 (Aim 3).

Résultats attendus :

Le projet permettra de :

• Dévoiler le mécanisme moléculaire par lequel HIV-1 échappe à une restriction constitutive des macrophages.

• Identifier les déterminants structuraux de l’interaction Gag–GAS7 et leur rôle évolutif.

• Démontrer si HIV-1 Gag reprogramme activement la biologie de GAS7 pour faciliter sa réplication.

Au-delà du cas du VIH, ces résultats fourniront des connaissances fondamentales sur les mécanismes immunitaires constitutifs et positionneront GAS7 comme un acteur inédit et prometteur dans les défenses antivirales. Ils pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques, visant à renforcer l’immunité innée ou à bloquer les mécanismes d’évasion virale.

Contexte: Le virus Zika (ZIKV) est un arbovirus tératogène avec un fort potentiel d’émergence. ZIKV persiste dans le tractus génital masculin des mois après la clairance systémique, permettant ainsi sa transmission sexuelle prolongée. Outre sa contribution à la propagation de la maladie, la persistance de virus infectieux dans le sperme constitue une menace pour les femmes enceintes et leurs fœtus, l'exposition au sperme infecté augmentant le risque d'infection congénitale. Il est donc crucial de comprendre les raisons de l’excrétion séminale prolongée du ZIKV.

Résultats obtenus: Grâce à nos modèles uniques combinés à des analyses in vivo, nous avons démontré que ZIKV infecte le testicule humain et se réplique de manière persistante dans les cellules germinales testiculaires (TGC), qui constituent le principal réservoir du virus dans le sperme des hommes infectés (Matusali et al, JCI 2018; Mahé et al, Lancet Infect Dis 2020). Nous avons révélé que les TGC humaines ne déclenchent pas de réponse antivirale lors de l’infection par le ZIKV ou après stimulation par le PolyI:C, et qu'une sous-population de TGC n'exprime pas le récepteur de l'interféron de type I (IFN) (Kuassivi et al, Front Immunol 2022), soulignant les caractéristiques immunitaires innées particulières de ces cellules réservoir.

Objectifs: L'objectif de ce projet est d'approfondir notre compréhension des mécanismes précoces qui permettent au ZIKV de persister dans les TGC. Nos objectifs spécifiques sont d'élucider les facteurs cellulaires (WP1) et viraux (WP2) qui permettent au ZIKV de se répliquer dans les TGC sans déclencher de réponse antivirale de l'hôte ni de mort cellulaire pendant la phase aiguë, favorisant ainsi une réplication virale prolongée.

Notre projet repose sur l'utilisation de TGC humaines primaires et de techniques que nous maîtrisons parfaitement.

Dans le WP1, nous allons:

1. Décrypter les mécanismes de la faible réponse antivirale des TGC au ZIKV. Nos données préliminaires montrent que les TGC expriment de faibles niveaux de MAVS, une protéine essentielle pour activer la réponse antivirale innée lors de l’infection par ZIKV. A l’inverse, les TGC expriment des niveaux élevés de protéines d'autophagie connues pour interagir avec MAVS et la réplication du ZIKV. Nous déterminerons le rôle de l'autophagie sur les réponses innées et la réplication du ZIKV dans les TGC.
2. Déterminer la capacité des populations de TGC infectées par ZIKV à répondre à l'activité antivirale des IFN-I/III. Nos données préliminaires montrent une réponse limitée des TGC à l'IFN-I exogène et l’absence d'expression de son récepteur dans une population de TGC. Nous étudierons l'expression et la signalisation des récepteurs des IFN-I/III dans les TGC, et nous déterminerons l'effet du traitement par IFN-I et III sur la réplication du ZIKV pour révéler d'éventuelles cellules réservoirs résistantes aux IFN.

Dans le WP2, nous utiliserons des chimères ZIKV/DENV pour identifier les protéines virales responsables du tropisme de ZIKV pour les TGC et de sa réplication non-cytopathique. Nos données préliminaires montrent en effet que le virus de la Dengue (DENV) n'infecte pas les TGC, ce qui en fait un contrôle idéal. Ces résultats établiront les bases d'une compréhension approfondie des interactions moléculaires entre le ZIKV et ses cellules réservoirs, et fourniront un modèle prédictif pour évaluer le potentiel d'autres virus émergents à persister dans les TGC.

Résultats attendus: À la fin de ce projet de trois ans, nous espérons dévoiler de nouveaux mécanismes régissant les réponses antivirales et la survie des cellules germinales testiculaires infectées par ZIKV. Au-delà de ZIKV, les découvertes et les modèles générés offriront une base solide pour anticiper la capacité d'autres virus émergents à établir des infections similaires et ainsi persister dans le sperme. Dans l'ensemble, ce projet approfondira notre compréhension des mécanismes précoces de la persistance virale dans un réservoir cellulaire clé. Ces avancées pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies de prévention de la transmission sexuelle prolongée du ZIKV et d'autres virus émergents.