Rôle des métaux dans la virulence mycobactériennes et les défenses contre la tuberculose – TB-MET

Deux banques (une banque pangénomique de siRNA et une banque Tocris de petits composés) ont été criblées pour leur capacité à altérer l’accumulation de zinc dans les vacuoles de phagocytose. Plusieurs hits ont été identifiés et sont en cours de caractérisation. La P-ATPase CtpC est en cours de clonage pour caractérisation biochimique et identification d'inhibiteurs.

Plusieurs hits ont été obtenus, qui sont en cours de caractérisation. Ils permettront de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans l'accumulation de zinc dans les vacuoles microbiennes dans les macrophages.

Nous allons maintenant caractériser les mécanismes impliqués dans l'empoisonnement des microbes par le zinc dans les macrophages, et continuer la caractérisation biochimique et moléculaire de CtpC et d'autres ATP-ases de M. tuberculosis.

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Une meilleure compréhension des interactions hôte-pathogène est nécessaire pour le développement de meilleurs traitements pour les maladies infectieuses. Les défenses immunitaires innées contre les agents pathogènes impliquent divers types de cellules phagocytaires, et divers mécanismes microbicides. Ces mécanismes comprennent l'acidification de la vacuole de phagocytose ou phagosome, la production d’espèces réactives de l’oxygène et de l’azote, la synthèse de peptides anti-microbiens et l'exclusion d’éléments nutritifs importants, tels que le fer le manganèse, des phagosomes.
Le rôle des métaux de transition dans les interactions hôte-pathogène a surtout été étudié dans le contexte du modèle NRAMP, selon lequel les cellules hôtes utilisent des chélateurs solubles (par exemple la lactoferrine) ou des transporteurs membranaires (par exemple NRAMP1) pour priver les microbes de nutriments métalliques vitaux (fer), ce qui limite leur développement. Dans ce contexte, les résultats récents de notre laboratoire ont ouvert un nouveau domaine de la recherche dans la métallobiologie des interactions hôte-pathogène et, plus généralement, des domaines émergents de « l'immunologie nutritionnelle » et de la « virulence nutritionnelle ». En effet, nous et d’autres avons récemment montré que les cellules phagocytaires utilisent également le mécanisme inverse - l'empoisonnement des cellules microbiennes par l'accumulation de métaux de transition (zinc et cuivre) à l'intérieur des vacuoles - pour restreindre la croissance des pathogènes. Conformément à ces résultats, des microbes tels que E. coli et le bacille de la tuberculose M. tuberculosis nécessitent différents membres de la famille des P-ATPase, des pompes d'efflux de métal, pour résister à l'empoisonnement au métaux à l'intérieur des vacuoles et survivre dans les phagocytes.
Le projet TB- MET vise à comprendre, pour la première fois, les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans l'accumulation de zinc dans les phagosomes, et à déterminer le rôle de des P-ATPases dans la physiologie et la virulence de M. tuberculosis. Pour ce faire, nous avons réuni trois partenaires très complémentaires : le laboratoire de O. Neyrolles (IPBS , CNRS - Université de Toulouse) , qui a récemment fait des découvertes pionnières sur le rôle du zinc dans l'intoxication microbienne dans les macrophages et le rôle de la P-ATPase CtpC dans la virulence de M. tuberculosis , le laboratoire de Elisabeth Mintz et Patrice Catty (CEA , Grenoble) , qui possède une expertise et une reconnaissance internationales dans le domaine de la biologie et de biochimie des P-ATPases eucaryotes et procaryotes, et le laboratoire de Priscille Brodin, qui est reconnu internationalement pour son expertise dans l'utilisation de criblage à haut débit de produits chimiques, de mutants et de siRNA dans le domaine de la génomique chimique mycobactérienne. Grâce à une combinaison de génétique microbienne, de biochimie des protéines, de biologie cellulaire, de génomique fonctionnelle et par des approches de criblage à haut débit, ce projet vise à: i ) élucider les mécanismes d'action de plusieurs P-ATPases de M. tuberculosis et leur fonction dans la physiologie et la virulence des mycobactéries in vitro et in vivo , ii ) identifier des inhibiteurs potentiels de ces P-ATPases et évaluer leur potentiel en tant que nouveaux médicaments antituberculeux , iii ) identifier les partenaires cellulaires et moléculaires impliqués dans l'intoxication microbienne par le zinc dans les macrophages humains.
Le projet TB- MET permettra pour la première fois de comprendre les mécanismes cellulaires et microbiennes qui sous-tendent ces concepts nouvellement décrits d'intoxication métallique et de désintoxication dans les défenses de l'hôte contre les agents pathogènes et la virulence microbienne. Il favorisera également la conception de meilleures stratégies de contrôle de la tuberculose et d'autres infections.