Crédits: Inserm/Bougdour, Alexandre

Des chercheurs du CNRS, de l’Inserm et de l’Université Grenoble Alpes viennent de décrypter les mécanismes déployés par le parasite Toxoplasma gondii pour pénétrer dans les cellules de ses hôtes. À l’aide d’une imagerie quantitative à haute vitesse et haute résolution, ils ont identifié un mouvement singulier du parasite qui lui permet de fermer derrière lui la porte qu’il a créée pour rentrer dans la cellule-hôte et s’y nicher. Ces travaux, à l’interface de la biologie cellulaire, de la parasitologie et de la biophysique, sont publiés dans Cell Host & Microbes le 28 juin 2018.

La toxoplasmose est une infection répandue causée par un parasite, nommé Toxoplasma gondii, dont la multiplication au sein d’un hôte s’accompagne de dommages tissulaires irréversibles. La contamination humaine passe principalement par l’ingestion de viandes peu cuites ou par les fruits et légumes mal lavés. Après avoir infecté le système digestif, il gagne les tissus profonds du système nerveux, par exemple, y persiste quasi incognito et s’y développe.

Pour ce faire, T. gondii a mis en place une stratégie invasive ingénieuse. Les scientifiques de l’Institut pour l’avancée des biosciences (CNRS/Inserm/Université Grenoble Alpes) ont réussi à reconstituer les étapes de la pénétration du parasite dans une cellule-hôte. T.gondii injecte dans la membrane d’une cellule, un complexe de protéines formant une porte par laquelle il s’engouffre en quelques secondes. Il effectue enfin une rotation sur lui-même pour refermer la porte derrière lui. La force de rotation lui permet également de s’isoler dans une vacuole, une petite poche qui lui sert de nid où il continue à se développer aux dépens de son hôte.

Cette étude pionnière dans son domaine lève le voile sur une des étapes de l’invasion qui constituerait probablement l’un des premiers « signaux » pour Toxoplasma gondii, lui indiquant qu’il peut engager la phase intracellulaire de son cycle. L’équipe cherche maintenant à comprendre en détail les propriétés mécaniques de cette porte qui ouvre et ferme les membranes des cellules.

© Isabelle Tardieux

Le parasite, une fois rentré dans la cellule, effectue une rotation qui lui permet de refermer la porte qu’il avait ouverte. Ce mouvement l’isole également dans une vacuole, une poche où il va nicher pour continuer à se développer.

©Inserm/Nabarra, Bernadette, 1989

Une équipe de chercheurs du CNRS, de l’Inserm et d’Aix-Marseille Université (AMU) au Centre d’immunologie de Marseille-Luminy, en collaboration avec le réseau d’immunologie de Singapour[1], a démontré que les mastocytes, des cellules-clés du système immunitaire, ne sont pas tous générés dans la moelle osseuse contrairement à ce qui avait été établi jusqu’à présent. Les scientifiques ont identifié, chez la souris, des mastocytes d’origine embryonnaire dotés de fonctions probablement différentes de celles des mastocytes présents chez l’adulte. Cette étude est publiée dans Immunity ce mois de juin 2018.

Les mastocytes sont des cellules du système immunitaire qui interviennent dans les processus inflammatoires. Ils constituent une première ligne de défense contre certains pathogènes et jouent également un rôle primordial dans la réaction allergique. Les recherches sur ces cellules ont jusqu’alors montré qu’elles étaient produites dans la moelle osseuse, tout comme la plupart des cellules du sang.

Dans cette étude, les chercheurs du CNRS, de l’Inserm et d’AMU ont identifié d’autres mastocytes générés durant la vie embryonnaire. Appelées « mastocytes primitifs » par les scientifiques, ces cellules sont produites par le sac vitellin, un organe extra-embryonnaire connu pour apporter des nutriments à l’embryon et générer certaines cellules du sang. Ces mastocytes primitifs sont produits à partir du 8e jour de développement embryonnaire chez la souris. Ils migrent ensuite vers ce qui sera le futur derme et y persistent jusqu’à la naissance, disparaissant au fur et à mesure que l’embryon commence à produire les autres mastocytes, appelés définitifs.

Les chercheurs s’accordent à dire que la raison d’être des mastocytes primitifs n’est sans doute pas d’ordre immunitaire, l’embryon bénéficiant déjà de barrières physiques et de l’immunité de sa mère. L’objectif pour les chercheurs est maintenant de comprendre pourquoi l’organisme produit deux vagues successives de mastocytes, ayant la même origine génétique mais a priori des fonctions différentes. Cette étude est aussi une invitation, pour la communauté scientifique, à appréhender ce sujet avec un oeil nouveau.

[1]Singapore immunology network (SIgN) est rattaché à l’Agency for science, technology and research de Singapore (A*STAR)

L’institut National de recherche Biomédicale (INRB) de Kinshasa et l’Inserm ont caractérisé la nature du virus Ebola à l’origine de la 9^ème épidémie sévissant actuellement en République Démocratique du Congo (RDC). La souche identifiée est la souche dite Ebola Zaïre.

Selon un dernier bilan publié par l’OMS, au 19/5/2018 le nombre de cas dus à l’épidémie actuelle en République Démocratique du Congo (RDC) s’élève 46 cas, (dont 21 confirmés), parmi lesquels 26 décès. Le risque pour la santé publique peut être considéré comme élevé en raison de l’extension possible en zone urbaine et dans les pays limitrophes.

Depuis l’épidémie qui a sévit en Afrique de l’Ouest en 2014, nous avons appris que la capacité de réaction des autorités sanitaires nationales et internationales est fondamentale pour accélérer la prise en charge et le déploiement de vaccins et de possibles traitements comme les antiviraux ou les anticorps neutralisants. Le déploiement de ces stratégies, actuellement en discussion par les autorités de la RDC et l’OMS, dépend de la caractérisation du virus responsable de l’épidémie. Cinq souches d’Ebola sont connues à ce jour.

La collaboration mise en place entre l’INRB et l’Inserm (UMR Inserm/IRD/Université de Montpellier), le transfert de technologies et l’échange de chercheurs entre les deux instituts ont permis la caractérisation génétique du virus circulant en RDC à Bikoro dans la province de l’Équateur et responsable de l’épidémie actuelle. La souche identifiée est la souche dite Ebola Zaïre.

L’approche utilisée par les chercheurs a fait appel à des techniques standards déployées sur place et à des techniques de nouvelle génération ne nécessitant pas l’isolement du virus vivant. La rapidité de déploiement de ces technologies est due au partenariat entre les deux instituts mis en place dans le cadre de la plateforme Reacting de l’Inserm et son programme de surveillance du réservoir du virus Ebola en Afrique, avec l’aide de l’IRD et de l’Université de Montpellier.

Reacting, plateforme coordonnée par l’Inserm, avec ses partenaires de l’alliance Aviesan (alliance pour les sciences de la vie et la santé), et soutenue par le Ministère de l’enseignement supérieur, de la recherche et de l’innovation est un consortium multidisciplinaire rassemblant des équipes et laboratoires d’excellence, afin de préparer et coordonner la recherche pour faire face aux crises sanitaires.

« Cette collaboration nous a permis de répondre rapidement à une urgence sanitaire, de faire en sorte que la nature du virus Ebola responsable de l’épidémie soit identifiée par des chercheurs de RDC et d’alerter les autorités sanitaires pour pouvoir déployer rapidement les traitements sur les sites » déclare le Pr JJ Muyembe, Directeur général de l’INRB.

« Je tiens à féliciter l’INRB pour cette avancée réalisée dans des conditions difficiles dans sa mission de veille et diagnostic, et pour l’excellence de notre collaboration. » déclare le Pr Eric Delaporte.

« Dans ce contexte de crise sanitaire, notre expérience passée en Guinée lors de l’épidémie d’Ebola en 2014, la structuration de la plateforme Reacting conduite sous la responsabilité du Pr Yazdanpanah, et les collaborations Nord/Sud mises en place nous ont permis de mieux nous préparer et de répondre rapidement. Je tiens à féliciter les Pr Delaporte et Muyembe pour cette avancée. Celle-ci ouvre la voie à la prise en charge des malades. », commente le Pr Yves Lévy, PDG de l’Inserm.

Fusion de macrophages infectés par le VIH – Source : Inserm images  ©Inserm/Institut Curie/Gaudin, Raphaël/Bernaroch, Philippe

Le VIH-1 est majoritairement transmis lors de rapports sexuels non protégés. Dans ce cas, le virus pénètre au niveau des muqueuses génitales lors de contacts avec des sécrétions génitales infectées. Une équipe de chercheurs de l’Inserm, du CNRS et de l’Université Paris Descartes à l’Institut Cochin, soutenue par l’ANRS, a observé le processus d’infection d’une muqueuse par le VIH-1 in vitro. Ces observations permettent de visualiser pour la première fois en temps réel la formation de synapses virologiques, ces zones de contact entre les cellules infectées et les cellules épithéliales de la muqueuse génitale. La connaissance précise de la séquence des évènements infectieux est précieuse pour concevoir de nouvelles approches thérapeutiques visant à bloquer la formation des réservoirs viraux au niveau des muqueuses. Ces résultats sont publiés le 8 mai 2018 dans la revue Cell Reports.

En cas d’infection par le VIH par voie sexuelle, le virus présent dans les sécrétions génitales traverse les barrières épithéliales de la muqueuse génitale pour infecter des cellules immunitaires qui constitueront des réservoirs cellulaires du VIH. Des études précédentes ont suggéré que l’entrée du VIH dans l’organisme au niveau des muqueuses se fait efficacement suite au contact entre les cellules infectées présentes dans les sécrétions sexuelles et les cellules épithéliales recouvrant les muqueuses génitales. Cependant, les évènements permettant l’entrée du virus dans la muqueuse puis l’infection des cellules immunitaires insérées dans cette muqueuse restent mal compris. D’autres voies d’entrée du virus au travers des muqueuses ont par ailleurs été proposées dans la littérature. 

Afin d’étudier ce processus, l’équipe de Morgane Bomsel, chercheuse CNRS soutenue par l’ANRS a développé un modèle original in vitro permettant de suivre par vidéomicroscopie l’infection du VIH au niveau d’une muqueuse en temps réel. Les chercheurs ont ainsi reconstruit in vitro des tissus muqueux d’urètre pénien comprenant un épithélium, un stroma (tissus de soutien des cellules) dans lequel sont insérés des macrophages (type de cellules immunitaires qui caractérisent ce tissu). Des lymphocytes T issus de lignées cellulaires, infectés par le VIH et marqués par une fluorescence verte, capable de produire des virus fluorescents, ont été utilisés pour suivre la pénétration virale dans la muqueuse. 

Les chercheurs ont également pu apporter pour la première fois la démonstration que l’infection des macrophages par le VIH peut se faire via la formation de synapses virologiques entre les cellules T CD4+ infectées et la surface des cellules épithéliales de la muqueuse puis par transport transcellulaire (transcytose) du virus à travers l’épithélium.

Ces macrophages ainsi infectés produiront des virus pendant une à deux semaines puis resteront infectés de manière latente : ils deviendront ainsi ce qu’on appelle des réservoirs viraux. Ce sont ces réservoirs que l’on ne parvient pas à éliminer et qui empêchent l’éradication du virus in vivo. 

Le modèle de reconstruction de muqueuses in vitro développé par les chercheurs ainsi que la technique de visualisation utilisée, ont permis d’observer en temps réel une séquence d’évènements aboutissant à l’infection des cellules immunitaires cibles du VIH dans le tissu. Ces observations in vitro doivent maintenant être confirmées sur des modèles physiologiques plus complexes (en présence de cellules infectées issues de sécrétions génitales ou in vivo). La technique de visualisation dynamique mise au point par les chercheurs apporte des clés pour comprendre les phases très précoces de l’infection par le VIH par voie sexuelle. « Elle pourrait constituer un outil de choix pour évaluer l’efficacité de vaccins ou de médicaments qui bloqueraient la formation de synapses virologiques ou l’accès du virus aux réservoirs cellulaires ou leur réactivation » estiment les chercheurs en conclusion. 

Crédit: Fotolia

Dans un travail publié dans la revue Science Translational Medicine, Guy Gorochov et son équipe du centre de recherche CIMI (Inserm / Sorbonne Université) et du département d’Immunologie de l’hôpital Pitié-Salpêtrière, AP-HP, révèlent que nos anticorps IgA jouent un rôle de chef d’orchestre du microbiote intestinal. Ils préviennent effectivement la colonisation intestinale par la flore buccale et favorisent la présence de certaines bactéries, totalement innocentes d’un point de vue infectieux, mais jouant un rôle bénéfique.

Notre pacte avec les microbes, autrement appelé symbiose, nous les rend indispensables à une vie normale. Obésité, cancer, auto-immunité, s’accompagnent au contraire de dysbiose, c’est-à-dire d’un dérèglement de l’écosystème bactérien au profit de l’action de « mauvaises » bactéries. Jusqu’à une période récente, l’anticorps IgA que nous sécrétons massivement dans notre tube digestif (66 mg/kg/jour) était considéré comme un moyen de défense empêchant le passage de germes potentiellement dangereux à travers la barrière intestinale alors que ses effets potentiels sur l’écologie microbienne abritée par l’homme restaient flous. C’est précisément ce qu’ont voulu comprendre les chercheurs.

Il n’est pas possible d’inactiver un gène chez l’homme pour élucider sa fonction, comme cela est réalisé chez la souris. Pour évaluer l’impact de l’IgA sur le microbiote, les auteurs ont donc tiré profit d’une situation clinique de déficit immunitaire se traduisant par l’absence quasi-complète d’IgA dans le sang et les sécrétions. Les cibles bactériennes habituelles de l’IgA dans la population générale ont été par ailleurs déterminées en purifiant la partie du microbiote fécal naturellement recouverte d’IgA chez des sujets sains, une approche originale mise au point par Martin Larsen dans le laboratoire. Puis, les microbiotes totaux ou fractionnés ont été analysés dans une approche dite métagénomique, consistant à séquencer simultanément l’ensemble des génomes bactériens présents au sein d’un échantillon. Enfin, les données métagénomiques ont été rapprochées des paramètres cliniques et biologiques des patients, pour évaluer l’impact des perturbations microbiennes sur le système immunitaire.

Le travail publié aujourd’hui révèle que l’IgA joue un rôle d’organisateur du microbiote intestinal. L’IgA prévient la colonisation intestinale par la flore buccale tout en favorisant la présence de certains commensaux, totalement innocents d’un point de vue infectieux, mais jouant un rôle bénéfique.

Ce travail a aussi permis de percer un vieux mystère en expliquant pourquoi le déficit en IgA (affectant 1 sujet caucasien sur 500) ne s’accompagne pas plus souvent d’infections mortelles. L’étude montre en effet que l’IgM, un autre type d’anticorps, peut en partie suppléer l’IgA dans ses fonctions d’interaction avec le microbiote. Une compensation toutefois incomplète car les patients présentant un déficit en IgA souffrent d’infections respiratoires, mais également d’auto-immunité et d’atopie. Ces symptômes soulignent bien les rôles spécifiques, et non strictement anti-infectieux, joués par l’IgA.

Ces conclusions ont été obtenues grâce au concours de 21 patients déficitaires en IgA, suivis au sein des hôpitaux de l’AP-HP. Outre l’avancée fondamentale dans la compréhension du rôle de l’IgA dans l’établissement d’un équilibre physiologique indispensable à la santé, l’article ouvre la voie à de nouvelles perspectives thérapeutiques par supplémentation orale en IgA chez ces patients déficitaires.

Pour terminer, cette étude illustre comment l’analyse de la réponse anticorps anti-microbiote peut être un moyen commode d’étudier l’interface entre l’hôte et son propre microbiote, et donc l’empreinte immunitaire de ce dernier à l’échelle du corps entier. L’étude des signatures sérologiques individuelles anti-microbiote représentant un nouveau bio-marqueur pour l’étude des associations microbiote/maladie qui se révèlent actuellement au grand jour, notamment dans le domaine du cancer.