Projet de recherche P7/41 (Action de recherche P7)
Comprendre (i) les mécanismes utilisés par les parasites pour perturber activement la réponse immunitaire et par conséquent se propager dans leurs hôtes, et (ii) les mécanismes par lesquels l’hôte équilibre la réponse immune inflammatoire pour éliminer ces parasites tout en évitant les lésions tissulaires associées à l’inflammation, représente un défi majeur pour les programmes de santé publique. Nous proposons d’utiliser les Trypanosomatidae (prototypes: les trypanosomes Africains Trypanosoma brucei, T. congolense, T. vivax et Leishmania donovani) comme organismes modèles pour investiguer le dialogue entre parasite et hôte.
Nos objectifs principaux sont (1) d’étudier comment les parasites contrecarrent la capacité de l’hôte (insecte ou mammifère) à éliminer le pathogène (résistance à l’infection) ; (2) d’investiguer comment les molécules dérivées du parasite et du vecteur parasitaire modulent la (patho)physiologie de l’hôte ; (3) d’analyser comment à son tour l’hôte essaie de contrôler la pathogénicité tissulaire due à l’infection parasitaire (tolérance de l’hôte à l’infection).
Ce projet est en continuité directe avec le programme de collaboration PAI P6/15 (Dialogue moléculaire entre parasite et hôtes : le modèle du trypanosome), qui fut fortement apprécié lors de l’évaluation ex-post de la phase VI des PAI. Ce nouveau réseau comprend 4 partenaires qui collaboraient déjà pour le projet P6/15, à savoir l’ULB (Dr. E. Pays/B. Vanhollebeke), la VUB (Dr. P. De Baetselier), l’ITG (Dr. J. Van Den Abbeele) et le LMUM (Dr. M. Boshart).
Les expertises scientifiques uniques et complémentaires de ces partenaires dans le domaine des trypanosomiases Africaines ont été renforcées par le goupe de l’ ITG du Dr. J-C. Dujardin, reconnu pour son expertise dans la biologie de Leishmania (en particulier, génomique and métabolomique). En outre, le groupe IEM du Dr. B. Ryffel contribuera au réseau par son expertise en matière d’immunopathologie de l’infection. Ces deux derniers partenaires permettront d’étendre la recherche à de nouveaux parasites, en accord avec les recommandations de l’évaluation ex-post PAI phase VI. De plus, cet apport fournira des outils originaux qui devraient contribuer au succès et à la visibilité internationale du réseau.
La phase VII du PAI donnera l’opportunité à de nouveaux jeunes chefs de groupe ayant émergé lors de la phase VI (Dr. B. Vanhollebeke, ULB; Dr. S. Magez, VUB; Dr. J. Van Den Abbeele, ITG) de consolider leur position scientifique, tant sur le plan national qu’international. En particulier, le Dr. B. Vanhollebeke va assumer le role de coordinateur scientifique, avec l’aide du Prof. E. Pays pendant la période restant avant la retraite de ce dernier (Juillet 2014). D’autre part, étant donné que le Prof. P. De Baetselier prendra sa retraite en Septembre 2015, le Prof. S. Magez assumera à ce moment la fonction de promoteur scientifique pour le partenaire VUB.
Work package 1: Comment les parasites s’adaptent-ils à la pression du système immunitaire et à la médication dans leurs hôtes ?
(1) L’ULB propose de détailler comment les espèces de trypanosomes qui infectent l’homme
(T. brucei gambiense) résistent à l’activité lytique de l’ApoL1. En outre, l’ULB et la VUB vont analyser le mécanisme qui permet à l’ApoL1 d’entrer dans les trypanosomes indépendamment du récepteur pour le complexe haptoglobine-hémoglobine (voie appelée TLF2).
(2) Les groupes ULB, ITG-1 and LMUM vont analyser les processus de signalisation et de différenciation cellulaire se produisant pendant le développement des trypanosomes dans leur hôte mammifère. Une attention particulière sera apportée à la machinerie endocytaire.
(3) Les groupes ITG-1 et LMUM vont se focaliser sur les adaptations métaboliques permettant aux trypanosomes de s’adapter au stress oxydatif et à la disponibilité des nutriments au cours des différents stades de développement dans la mouche tsétsé.
(4) En concertation avec l’ULB et LMUM, l’ITG-2 va analyser l’adaptation au stress oxydatif associée à la résistance naturelle aux antimoniaux de certaines souches de Leishmania donovani.
Work package 2: Comment des molécules dérivées du parasite ou du vecteur parasitaire modulent-elles la (patho)physiologie de l’hôte ?
(1) La VUB va déterminer comment des enzymes libérés par les trypanosomes (p. ex. des sialidases) peuvent endommager les cellules immunitaires et, en collaboration avec l’IEM, comment l’inflammation déclenchée par les trypanosomes contribue à l’anémie au cours de l’infection chronique.
(2) Les groupes VUB, TIG-1 et IEM vont chercher à savoir comment les parasites déclenchent la destruction des cellules B (qu’ils soient injectés par seringue ou par la mouche tsétsé), et quelles sont les cascades de signalisation intracellulaire qui conduisent à ce dommage immunopathologique, ainsi que les conséquences en matière de vaccination.
(3) L’ITG-1 et l’ITG-2 vont rechercher comment l’infection par les trypanosomes modifie l’environnement des glandes salivaires de la mouche tsétsé. Avec la VUB, l’ITG-1 va détailler comment des composants immunomodulateurs de la salive de l’insecte vecteur (identifiés par l’ITG-1) influencent le développement du parasite et la réponse immune innée de l’hôte mammifère au site de morsure par la mouche.
Work package 3: Quels sont les mécanismes contrôlant la pathogénicité tissulaire au cours de l’infection parasitaire ?
(1) L’ULB va étudier comment des molécules immunomodulatrices libérées par les trypanosomes, préalablement identifiées par le réseau, influencent la résistance ou la tolérance à l’infection, et en collaboration avec la VUB et l’LMUM, va essayer de comprendre comment ces molécules influencent le métabolisme de l’arginine et les circuits de signalisation (cAMP, autophagie..) impliqués dans les réponses inflammatoires ou anti-inflammatoires (induction ou inhibition précoce de l’IL-10, TNF,…).
(2) L’ULB va étudier la capacité des ApoLs à moduler l’activation des cellules myéloïdes et l’inflammation. Dans ce cadre des souris transgéniques originales (ApoL KO et exprimant l’ApoL1) seront utilisées.
(3) La VUB va continuer à identifier les mécanismes par lesquels la réponse immune anti-trypanosome (en particulier la réponse médiée par les sous-populations distinctes de cellules dérivées des monocytes, identifiées lors du programme P6/15 : à la fois sous-populations « résidentes » et « recrutées »), contribue à l’inflammation du foie et du cerveau, ainsi qu’à l’anémie lors de l’infection chronique. Cette recherche bénéficiera de l’expertise de l’IEM en ce qui concerne les modèles murins de pathologies humaines telles que l’inflammation des poumons, ainsi que la réponse à l’infection et la neuropathologie. A ce sujet, la VUB a identifié un marqueur potentiel des cellules de Kuppfer, qui est actuellement utilisé pour générer des souris transgéniques (knock-in) où le marquage ou l’élimination de ces cellules myéloïdes particulières permettra d’étudier leur rôle dans l’apparition de dégâts liés à l’infection par les trypanosomes. En outre, nous exploiterons l’expertise unique de l’ITG-1 en matière d’infection murine par des mouches tsétsé parasitémiées, afin d’évaluer la contribution des sous-populations de cellules myéloides à la tolérance dans un environnement relativement naturel. Enfin, nous produirons des Nanobodies®, à savoir des anticorps à domaine unique dérivés de camélidés, identifiés par la VUB comme outils efficaces pour cibler les cellules inflammatoires in vivo, afin de tester l’activité in vivo et in vitro de molécules sélectionnées en collaboration avec l’ULB et l’IEM, pour tracer les cellules exprimant ces molécules par microscopie ou imagerie in vivo, etc.
(4) L’ITG-2, en collaboration avec la VUB, va étudier la réponse de l’hôte à l’infection par des souches naturelles de L. donovani possédant différents niveaux de résistance aux antimoniaux, de façon à identifier les facteurs de l’hôte qui sont essentiels pour le contrôle de ces différentes lignées cliniques.
Expertise spécifique des partnenaires
ULB: biologie moléculaire des trypanosomes, mécanismes de résistance des trypanosomes aux composants de l’immunité innée
VUB: immunopathogénicité des trypanosomes, diversité moléculaire et fonctionnelle des cellules B et cellules myéloïdes (monocytes, macrophages, DCs) utilisée comme senseur in vivo des réponses inflammatoires et comme cible pour intervention thérapeutique
ITG-1: transmission du trypanosome à la mouche tsétsé, biologie moléculaire de la mouche tsétsé
ITG-2: génomique et métabolomique comparative (biologie des systèmes intégrés) pour étudier les mécanismes de résistance de Leishmania aux traitements médicamenteux et à la réponse immune
LMUM: biochimie de l’AMP cyclique et de la PKA, mécanismes de signalisation au cours du cycle de développement du trypanosome et lors des interactions hôte-parasite, métabolisme énergétique et son controle au cours du cycle de développement parasitaire
IEM: immunopathologie des poumons, du cerveau et de l’intestin causée par différents pathogènes (Plasmodium, Listeria, Mycobacteria, Toxoplasma, …), génération et fourniture de modèles murins spécifiques (souris KO), gestion de la plateforme génomique et transcriptome Affimetrix GENOTRANS.
