Guidage mécanique et chimique des cellules immunitaires: des tests biophysiques quantitatifs pour étudier les mécanismes d'infection – recrute

Nous fabriquons des dispositifs microfluidiques ad-hoc et nous développons des substrats patternés avec une imprimante à protéines optique (Société Alvéole)

1- Nous avons mis en évidence et modélisé un nouveau mode de migration de lymphocytes en milieu peu adhésif.
2- Nous avons déchiffré un mécanisme de mécanotaxie contrôlé par les intégrines.
3- Nous avons des résultats préliminaires d'haptotaxie in vitro avec des cellules primaires issus de patients humains et de souris infectées.

Le projet poursuit les objectifs initiaux.

Articles en préparation.

La réponse immunitaire de défense contre une invasion d’agents pathogènes repose sur des mouvements complexes et sophistiqués des leucocytes à l’échelle de l’organisme. Les leucocytes sont guidés par des stimuli chimiques, appelées chimiokines, qui peuvent être solubles (chimiotaxie) ou adsorbées sur une matrice (haptotaxie). Cependant, si chimio- et haptotaxie sont connues depuis longtemps, la distribution des chimiokines in vivo est toujours mal connue et les mécanismes chimiques orchestrant la chimiotaxie d’une réponse immunitaire sont encore peu élucidés. Plus récemment, il est apparu que les cellules immunitaires sont aussi guidées par des stimuli mécaniques comme le stress hydrodynamique exercé par le flux sanguin. Le rôle physiologique et le fonctionnement mécanistique de ces phénomènes de mécanotaxie sont encore très peu élucidés. Dans ce projet nous proposons de développer une étude in vitro de certains processus chimio- et mécano-tactiques impliqués dans le recrutement des leucocytes lors d’une réponse immunitaire, grâce à des dispositifs micro-fabriqués customisés (utilisant microfluidique et micro-fonctionnalisation de surface par « impression de protéine »). Notre approche in vitro vise à un contrôle quantitatif des stimuli et une analyse quantitative des phénotypes par vidéomicroscopie.

Dans une première partie du projet, ces essais quantitatifs in vitro seront mis à profit pour étudier les propriétés de cellules T et de neutrophiles à l’échelle de la cellule unique (mécanotaxie, haptotaxie et transmigration). Dans une deuxième partie du projet, des applications de ces essais seront explorées via des collaborations avec des immunologistes et des médecins. Avec les immunologistes, nous combinerons des analyses in vitro et des observations in vivo. Une première tache s’intéressera au trafic des cellules T dans les ganglions et à leur guidage hapto-tactique par des cellules dendritiques. Une seconde tache s’intéressera aux déficiences des propriétés de migration, guidage et transmigration des cellules immunitaires d’un organisme (murin) infecté par la coqueluche. Les tests fonctionnels in vitro permettront d’affiner le phénotypage des populations de lymphocytes T mémoires induites par l’infection et à terme de renforcer les moyens technologiques pour tester de nouvelles formulations de vaccins. Enfin, avec les médecins, l’idée est de mettre à profit l’aspect quantitatif de nos tests de migration/guidage pour explorer des possibilités nouvelles en diagnostic et traitement personnalisé. Les échantillons de patients seront issus de patients des hôpitaux de Marseille ayant un déficit d’adhésion leucocytaire (LAD), des traitements anti-intégrines (sclérose en plaque), des immunodéficiences communes variables (CVID), ou de l’athérosclérose sans facteur de risque.

La participation de la compagnie Alvéole (développeur de l’imprimante à protéine ») implique une motivation importante de recherche de débouchés applicatifs. Les nouveaux substrats fonctionnalisés pour les cellules immunitaires devraient créer une demande de la part des laboratoires de recherche fondamentale en immunologie. Notre exploration d’applications diagnostiques et thérapeutiques livrera par ailleurs un premier screening des pathologies intéressantes pour de la valorisation. Le consortium de ce projet, qui comprend des physiciens, des industriels, des immunologistes et des médecins, réunit toutes les compétences nécessaires à ce projet multidisciplinaire ambitieux.