Projets de recherche
NLRP3
La réponse inflammatoire est généralement bénéfique pour l’organisme car elle le protège efficacement contre les infections et permet la réparation des tissus lésés suite à une blessure. Cependant lorsque l’inflammation est chronique ou excessive, elle devient délétère engendrant des syndromes autoinflammatoires pouvant causer jusqu’à la mort du patient. L’inflammation est donc très finement contrôlée. Un nombre croissant d’études souligne le rôle de l’inflammation chronique dans la progression de pathologies multifactorielles aussi répandues que le diabète de type 2, la maladie d’Alzheimer, l’athérosclérose ou le cancer. Notre objectif est de comprendre les mécanismes moléculaires intervenant dans le déclenchement de l’inflammation, afin de proposer des thérapies anti-inflammatoires innovantes contre ces maladies, et d’identifier de nouveaux gènes de susceptibilité permettant d’améliorer la prévention et le diagnostique des pathologies autoinflammatoires.
Au niveau moléculaire, l’inflammation est déclenchée par une batterie de récepteurs reconnaissant des structures moléculaires spécifiques des microorganismes (PAMP, pathogen-associated molecular pattern) ou des signaux résultants des dommages cellulaires et du stress métabolique (DAMP, damage-associated molecular pattern). Ces récepteurs sont très divers quant à leur localisation cellulaire, la nature des PAMP et DAMP qu’ils reconnaissent, et à leurs voies de signalisation en aval. Ils constituent ainsi un réseau capable de déclencher une réponse adaptée à une grande variété de pathogènes et de lésions.
Nos recherches se concentrent sur le récepteur cytosolique NLRP3, impliqué dans la réponse à des pathogènes très divers (virus, bactéries, champignons et parasites) mais jouant également un rôle clé dans l’inflammation délétère en absence de pathogènes, dite stérile. En effet, NLRP3 a été initialement décrit pour son association génétique avec une forme d’autoinflammation héréditaire et a depuis été associé à de nombreuses pathologies multifactorielles communes. Suite à son activation, NLRP3 assemble un complexe oligomérique nommé inflammasome, formant une plateforme d’activation pour la caspase-1. La protéase caspase-1 contrôle alors la maturation et la sécrétion de cytokines proinflammatoires, et peut déclencher une forme proinflammatoire de mort cellulaire nommée pyroptose.
NLRP3 ne lie pas directement ses divers activateurs, et le mécanisme moléculaire d’activation de NLRP3 reste mal compris. Par un crible pharmacologique, nous avons récemment découvert que l’assemblage de l’inflammasome est contrôlé par des modifications post-traductionnels de NLRP3. Nous utilisons des approches de biochimie et de biologie cellulaire que nous combinons à l’analyse in vivo de souris transgéniques, et à l’étude des patients afin de mieux comprendre le mécanisme moléculaire de l’activation de NLRP3.
Cochline
La cochline est une protéine de la matrice extracellulaire exprimée dans un nombre de tissus restreints, incluant les organes lymphoïdes secondaires, ce qui suggère une fonction possible de la cochline dans l'immunité.
Nous avons décrit que la cochline est produite par les cellules dendritiques folliculaires stromales qui sécrètent la cochline dans la lumière des structures de la matrice extracellulaire de la rate et des ganglions lymphatiques. Ces structures sont appelées conduits et constituent un réseau tubulaire rempli de collagène ouvert sur la circulation sanguine efférente. La cochline s'accumule dans la lumière des conduits où elle est probablement piégée par son interaction avec le collagène.
Lors de l'inflammation, Cochline est clivée par la métalloprotéase inductible Aggrecanase-1, libérant le domaine N-terminal de Cochline LCCL dans la circulation sanguine. Le domaine LCCL est conservé dans le Limulus Factor C, un facteur antibactérien clé libéré dans l'hémolymphe lors d'une infection bactérienne, suggérant un rôle similaire de Cochline dans l'immunité antibactérienne chez les mammifères. En effet, suite à une infection intranasale par Pseudomonas aeruginosa à Gram positif ou Staphylococcus aureus à Gram négatif, la Cochline LCCL est libérée dans la circulation sanguine et s'accumule au site d'infection. Les souris Coch-/- présentent un défaut de contrôle de la croissance de P. aeruginosa et de S. aureus dans les poumons et de leur propagation à d'autres organes. Les souris Coch-/- présentent une survie réduite à l'infection. La sécrétion de cytokines et de chimiokines pro-inflammatoires, ainsi que le recrutement de macrophages et de neutrophiles sont réduits au site d'infection, des souris Coch-/-.
Nos travaux mettent en évidence une fonction physiologique de Cochline en tant que facteur pro-inflammatoire de la circulation sanguine. De plus, notre étude identifie une nouvelle fonction pour les conduits agissant comme un réservoir de régulateurs immunitaires prêts à être libérés. Enfin, nos résultats suggèrent un rôle inattendu des cellules dendritiques folliculaires dans la régulation de l'immunité innée alors qu'elles étaient majoritairement décrites comme des modulateurs de l'immunité humorale favorisant l'activation et la maturation des lymphocytes B.
Réponse immunitaire au sepsis
Le sepsis, défini par la présence d’une défaillance d’organe mettant en jeu le pronostic vital causée par une réponse de l’hôte dérégulée face à une infection, est associé à une importante incidence et mortalité au niveau mondial et est reconnu comme une priorité de santé publique par l’OMS. Nos travaux ont largement participé à la meilleure description de la réponse immunitaire induite par le sepsis en démontrant qu’il s’agit d’un processus complexe et dynamique associant une phase pro-inflammatoire initiale responsable des défaillances d’organes et des décès précoces et la mise en place secondaire d’une phase d’immunosuppression profonde associée à près de 75% des décès. Cet état d’immunosuppression est illustré cliniquement par la difficulté des patients à éradiquer le foyer infectieux initial et leur susceptibilité à développer des infections secondaires à des germes opportunistes.
Nos recherches visent à décrire et comprendre les mécanismes physiopathologiques des altérations immunitaires post-sepsis par une approche de recherche translationnelle. Plus particulièrement, nous souhaitons identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la réponde de l’hôte et les marqueurs biologiques associés permettant une stratification des patients dans une approche de médecine personnalisée. Plusieurs mécanismes physiopathologiques seront étudiés.
En particulier, l’inflammasome NLRP3 est activé au cours de la phase initiale inflammatoire du sepsis mais peu de données sont disponibles concernant son rôle dans les mécanismes de l’immunosuppression post-sepsis ou dans des prélèvements issus de patients. Nous développons un programme de recherche translationnelle centré sur le rôle de l’inflammasome NLRP3 dans la réponse immunitaire du sepsis. En particulier, nous évaluons le rôle de l’inflammasome NLRP3 dans la physiopathologie du sepsis via (i) son hyper-activation au cours de la phase initiale du sepsis conduisant à l’organe cytokinique et aux défaillances d’organes et (ii) son inhibition lors de la phase d’immunosuppression conduisant au développement d’altérations immunitaires, au phénomène de tolérance à l’endotoxine et à un risque accru d’infections secondaires.
Nous remercions nos financeurs actuels et passés:
– IDEXLYON (2019-2021) : IDEX ANR-16-IDEX-0005 (in collaboration with Pr D Zamboni, University of Sao Paulo, Brazil)
– Fondation Finovi (2019-2021) : in collaboration with Dr V. Petrilli, CRCL, Lyon
– ERC — Consolidator grant (2014-2022) : ERC-2013-CoG_616986
– ANR — Young Investigator program (2013-2017) : ANR-13-JSV3-0002-01
– ANR : ANR-20-CE92-0024-01 (in collaboration with Pr A Nystrom, University of Freiburg, Pr O Schilling, University of Freiburg, Pr F Venet, University of Lyon)
– ANR : ANR-22 (in collaboration with Dr V. Petrilli, CRCL, Lyon, Dr L Boyer, C3M, Nice, and Dr R Ricci, IGBMC, Strasbourg)
Ce projet a reçu un financement de l’Union Européenne Seventh Framework Programme for research, technological development and demonstration sous le grant agreement no ERC-2013-CoG_616986.
CONTACT
Benedicte PY
benedicte.py@inserm.fr
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Tour Inserm CERVI, 6e étage
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