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GBPs

Les protéines de liaison aux guanylates et l'immunité cytosolique contre les bactéries

 

Les protéines de liaison au guanylate, ou GBPs: Guanylate-Binding Proteins:

 

 

Par une approche de génomique fonctionnelle (crible large échelle par siRNA), nous avons identifié le rôle des GBPs dans l'activation de l'inflammasome chez la souris et l'homme. Les GBPs sont des protéines inductibles par l'Interféron qui ciblent les virus, les parasites et les bactéries cytosoliques, dont Francisella novicida. Elles agissent comme les chefs d'orchestre pour monter des réponses immunes ciblées contre ces pathogènes. Il existe 11 GBPs chez la souris et 7 GBPs chez l'homme et il reste encore beaucoup à apprendre sur ces puissants effecteurs antimicrobiens !

Nos principales réalisations dans le domaine des GBPs:

2015 : Découverte des Gbps murines en tant que protéines bactériolytiques inductibles par l'IFN, ciblant les bactéries cytosoliques et déclenchant l'activation de l'inflammasome Aim2. Les Gbps: nouveaux antibiotiques du cytosol du macrophage!

Ce projet a débuté avec la découverte que Francisella était détectée dans le cytosol des macrophages par le récepteur de l'inflammasome AIM2, détectant l'ADN double-brin. La question qui s'est posée à l'époque était de comprendre comment l'ADN génomique bactérien était libéré du cytosol d'une bactérie dans le cytosol de la cellule hôte. Nous avons émis l'hypothèse qu'un facteur inductible par l'IFN était impliqué et avons criblé une bibliothèque de siRNA de 500 gènes inductibles par l'IFN pour identifier Gbp2 et Gbp5 comme les facteurs requis pour déclencher l'activation de l'inflammasome Aim2 en réponse à F. novicida. Nous avons ensuite collaboré avec Petr Broz et Etienne Meunier pour valider ces résultats dans un modèle d'infection chez la souris et démontrer leur importance dans l'immunité innée.

Meunier*, Wallet* et al. Nat Immunol 2015

2017 : Les Gbps, au-delà des inflammasomes !

En 2017, des preuves de plus en plus nombreuses indiquaient un lien entre les Gbps et les inflammasomes. Nous avons utilisé un modèle murin de tularémie pour démontrer que les Gbps étaient des acteurs clés des réponses immunitaires innées contre F. novicida, de manière dépendante et indépendante des inflammasomes. Ce travail a également démontré que la plupart, sinon la totalité, de l'effet antibactérien de l'Interféron-gamma in vivo dans le modèle murin de tularémie dépendait des Gbps!

Wallet*, Benaoudia* et al. Plos Pathogens 2017

At this time, accumulating evidence were pointing to a link between Gbps and inflammasomes. We used a mouse model of tularemia to demonstrate that Gbps were key actors of immune innate responses against F. novicida in an inflammasome-dependent manner and independent manner. This work also demonstrated that most, if not all, of the antibacterial effect of IFN-gamma in vivo in this model was dependent on Gbps! Go Gbps!L'IFN-gamma contrôle la réplication de F.novicida d'une manière dépendante des Gbps

Vert : bactéries (Exprimant la GFP-Green fluorescent protein) se répliquant dans le cytosol du macrophage (noyau eucaryote marqué au DAPI-bleu). Pas de vert visualisé: la réponse immunitaire innée maintient les bactéries sous contrôle !

 

 

 

 

 

2018 : Les GBPs chez l'homme : Une histoire différente !

Dans le laboratoire, nous essayons autant que possible de travailler à la fois chez la souris et chez l'homme. Et parfois, la biologie fonctionne différemment ! En utilisant des macrophages humains primaires, des siRNA et la technologie CRISPR-Cas9, nous avons démontré que les GBPs sont également clés dans les cellules humaines infectées par F. novicida mais non pas pour déclencher l'inflammasome AIM2 mais pour déclencher l'activation de la caspase-4. En effet, la caspase-4 peut détecter le LPS atypique de F. novicida alors que son homologue murin, la caspase-11, ne le peut pas ! C'est potentiellement la raison pour laquelle F. novicida est si mortelle pour les rongeurs mais est avirulente chez l'homme immunocompétent. Lagrange et al. Nature Communications 2018

hGBP2 cible F. novicida dans le cytosol d'un macrophage humain primaire.

hGBP2 en vert cible les bactéries F. novicida cytosoliques (rouge) qui ont échappé au compartiment de dégradation phagolysosomale marqué par Lamp1 (Blanc). Le noyau du macrophage humain primaire est coloré en bleu par le DAPI.

 

 

 

Nos principaux collaborateurs sur les GBPs:

*Petr Broz's lab-Lausanne University, Switzerland

*Etienne Meunier's lab-IPBS-Toulouse, France

*Felix Randow's lab-MRC, Cambridge, UK

*Anders Sjöstedt's lab-Umeå University, Sweden