Interactions entre les macrophages et les cellules Natural Killer dans les infections par les bactéries intracellulaires – MANKIND

Les maladies infectieuses sont responsables d'environ 30% de la mortalité mondiale. Les interactions entre les phagocytes et les lymphocytes sont clefs pour orchestrer des réponses antimicrobiennes efficaces. Dans ce projet, nous nous focalisons sur les communications croisées entre les macrophages infectés et les cellules Natural Killer (NK) et sur le rôle central de l'IFN-gamma dans le contrôle des infections avec des bactéries intracellulaires. Grâce à des stratégies hautement innovantes de vectorologie, nous réaliserons deux cribles génomiques CRISPR/Cas9 dans les cellules primaires humaines pour décrypter 1) les mécanismes moléculaires contrôlant l'activité microbicide de l'IFN-g dans les macrophages contre les bactéries cytosoliques 2) le réseau de régulation qui contrôle la sécrétion d'IFN-g dans les cellules NK en réponse aux cytokines (IL-12 et IL-18) produites par les macrophages infectés.
Francisella novicida est une espèce proche de Francisella tularensis, l'agent de la tularémie. F. novicida est une bactérie pathogène qui se réplique dans le cytosol du macrophage. Cette bactérie y active l'inflammasome AIM2, la sécrétion d'IL-12 et d'IL-18. Les cellules NK sont des cellules répondant de manière très précoce et synergistique à ces deux cytokines pour produire de grandes quantités d'IFN-g. De manière surprenante, la régulation des voies de signalisation de ces deux cytokines ainsi que les mécanismes sous-tendant cette synergie d'action sont très mal connus.
L'IFN-g active les réponses antimicrobiennes des phagocytes et bloque la réplication des bactéries intracellulaires. Alors que les mécanismes restreignant la croissance des bactéries se répliquant dans des compartiments vacuolaires sont relativement bien connus, les mécanismes par lequel l'IFN-g bloque la réplication des bactéries dans le cytosol de la cellule hôte restent énigmatiques.
Le manque de connaissances sur la synergie IL-12/IL-18 et sur les activités bactériostatiques et bactériolytiques du cytosol du macrophage est particulièrement frappant dans les cellules humaines. Le système CRISPR/Cas9 nous offre aujourd'hui un outil extraordinaire pour étudier ces problématiques de façon non biaisée.
Cependant, cette approche est associée à un certain nombre de verrous technologiques en particulier pour délivrer de façon efficace et sûre l'enzyme Cas9 dans les cellules primaires humaines. Dans ce projet, nous développerons des stratégies innovantes de vectorisation pour surpasser ces verrous technologiques. Grâce à ces développements technologiques, nous réaliserons deux cribles génomiques pour comprendre: 1) comment l'IL-12 et L'IL-18 synergisent dans les cellules NK pour induire l'IFN-g 2) comment l'IFN-g tue les bactéries cytosoliques dans les macrophages infectés par F. novicida. Les cibles les plus intéressantes seront caractérisées plus en détail dans les cellules humaines et dans un modèle intégré de tularémie chez la souris qui permet d'étudier dans un contexte physiologique le cross-talk entre le macrophage infecté et la cellule NK.
Ces cribles devraient identifier les mécanismes bactériolytiques du cytosol de la cellule hôte et révéler la complexité des voies de signalisation contrôlant la production d'IFN-g. Les nouveaux vecteurs développés dans ce projet pourraient faciliter une utilisation sûre de la technique CRISPR/Cas9 en clinique humaine. Les résultats des cribles devraient eux établir les fondations permettant le développement de nouvelles thérapies ciblant les bactéries intracellulaires ou les maladies auto-inflammatoires associées à une production d'IFN-g dérégulée.