Modulation par Card9 du microbiote intestinal et de sa production d’agonistes Aryl hydrocarbon receptor: mécanisme, potentiel thérapeutique et comme biomarqueur dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin – MARYLAND

Pour atteindre notre objectif, nous envisageons une approche intégrée allant de la souris à l'homme, en tirant parti de plusieurs technologies de pointe. Ces tâches sont respectivement:
- Tâche 0: gestion et coordination. La gestion et la coordination assureront une exécution rapide et interactive des différents travaux, ainsi que la communication, la publication et la valorisation appropriées des résultats.
- Tâche 1: Identifier les types de cellules impliqués dans les effets de Card9 sur la capacité du microbiote intestinal à produire des agonistes de l’AhR. Les contributions respectives des neutrophiles et de différents sous-ensembles de cellules présentatrices d’antigène concernant l’effet de Card9 sur la capacité du microbiote à produire des agonistes de l’AhR seront déterminées à l’aide de souris génétiquement modifiées (notamment créées dans le cadre du projet).
- Tâche 2: Identifier les effecteurs en aval de Card9 impliqués dans le phénotype Card9 - / -. À l'aide de la transcriptomique, de la métabolomique et de l'analyse du microbiote, nous identifierons les effecteurs situés en aval de Card9, tant du côté hôte que du côté du microbiote, responsables de la sensibilité des souris Card9 - / - dans les expériences de colite.
- Tâche 3: Pertinence chez l’homme: valeur pronostique de l’activité de l’agoniste de l’AhR dans les selles en tant que biomarqueur des MICI. Nous allons tirer parti d’une cohorte de MICI bien phénotypée avec un suivi longitudinal pour atteindre cet objectif.
- Tâche 4: Favoriser la diffusion et l’exploitation des résultats.

Caspase recruitment domain 9 (CARD9), un des nombreux gènes de susceptibilité aux MICI, code pour une protéine adaptatrice qui intègre les signaux en aval de récepteurs de l’immunité innée. CARD9 est particulièrement impliqué dans la réponse immune vis-à-vis des champignons, via une détection par les récepteurs C-type lectin. Nous avons précédemment montré que CARD9 est impliqué dans la restitution après une colite via la production d’IL22, une cytokine ayant des effets bien connus sur l’homéostasie intestinale, et les souris Card9-/- ont une sensibilité accrue à la colite. Dans la suite de cette étude, nous avons récemment montré que la délétion de Card9 avait des effets important sur la composition du microbiote bactérien et fongique et que le transfert du microbiote de souris Card9-/- microbiota vers des souris axéniques génétiquement normales était suffisant pour transmettre le défaut d’activation de l’IL22 et la sensibilité accrue à la colite observée chez les souris Card9-/-. Ce défaut était lié l’incapacité du microbiote de souris Card9-/- à métaboliser le tryptophane en ligands du recepteur aryl hydrocarbon receptor (AhR), comme les dérivés indoles. En fait, des données récentes suggèrent que les catabolites microbiens du tryptophane jouet un rôle dans la réponse immune muqueuse via AhR, qui module la production d’IL22 en retour. Chez l’homme, des mécanismes comparables semblent exister car nous avons montré que le microbiote de patients atteints de MICI présente une production altérée de ligands AhR, corrélé avec le génotype CARD9.

Les traitements actuels des MICI ne sont que suspensifs et ne ciblent que l’hôte. Notre projet apportera des données permettant de comprendre la dialogue hôte-microbiote dans des contextes physiopathologiques et ouvrira la voie au développement de nouveaux traitements ciblant à la fois l'hôte et le microbiote. De plus, les microorganismes et métabolites à potentiel thérapeutique ou biomarqueur seront identifiés. En effet, il est urgent de disposer de biomarqueurs dans les MICI afin de pouvoir suivre de près l'activité de la maladie et ainsi adapter le traitement avant l'apparition des symptômes cliniques. Ce projet offrira une occasions unique de renforcer les activiét d’enseignement en 2e et 3e cycle.
Le projet actuel est basé sur des données récemment acquises et déjà protégées par un brevet et vise à apporter de nouvelles découvertes dans la même voie. Les nouveaux brevets potentiels pouvant découler du projet seront déposés avant toute communication publique. Une fois le projet terminé, nous rechercherons une collaboration avec des partenaires industriels impliqués dans le développement de molécules dérivées du microbiote, de molécules anti-inflammatoires et de probiotiques afin de transférer nos résultats du laboratoire au patient. De plus, les biomarqueurs pouvant découler de ce projet pourraient représenter un diagnostic compagnon de grande valeur associé à un traitement potentiel.
À terme, les résultats pourraient être traduits du laboratoire au chevet du patient conduisant au développement de nouvelles molécules thérapeutiques dans les maladies humaines induites par des interactions anormales intestin-microbiote. L'identification de traitements plus ciblés dans ces maladies qui, pour la plupart d'entre elles, sont actuellement traitées par un immunosuppresseur non ciblé avec de nombreux effets indésirables, changerait la pratique médicale, profiterait largement aux patients et aurait des impacts socio-économiques majeurs.

NA

La communauté microbienne dans le tractus gastro-intestinal humain est fondamentale pour la santé et la nutrition de l’hôte. La perte de l’équilibre fragile de cet écosystème complexe, nommé dysbiose, est impliquée dans de nombreuses pathologies, incluant les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). Les MICI sont causées par la combinaison d’une prédisposition génétique, d’une dysbiose du microbiote intestinal et de facteurs d’environnement. Une meilleure compréhension des interactions entre gènes, microbiote et environnement st donc d’une importance majeures pour proposer de nouvelles stratégies de prévention ou de traitement. Caspase recruitment domain 9 (CARD9), un des nombreux gènes de susceptibilité aux MICI, code pour une protéine adaptatrice qui intègre les signaux en aval de récepteurs de l’immunité innée. CARD9 est particulièrement impliqué dans la réponse immune vis-à-vis des champignons, via une détection par les récepteurs C-type lectin. Nous avons précédemment montré que CARD9 est impliqué dans la restitution après une colite via la production d’IL22, une cytokine ayant des effets bien connus sur l’homéostasie intestinale, et les souris Card9-/- ont une sensibilité accrue à la colite. Dans la suite de cette étude, nous avons récemment montré que la délétion de Card9 avait des effets important sur la composition du microbiote bactérien et fongique et que le transfert du microbiote de souris Card9-/- microbiota vers des souris axéniques génétiquement normales était suffisant pour transmettre le défaut d’activation de l’IL22 et la sensibilité accrue à la colite observée chez les souris Card9-/-. Ce défaut était lié l’incapacité du microbiote de souris Card9-/- à métaboliser le tryptophane en ligands du recepteur aryl hydrocarbon receptor (AhR), comme les dérivés indoles. En fait, des données récentes suggèrent que les catabolites microbiens du tryptophane jouet un rôle dans la réponse immune muqueuse via AhR, qui module la production d’IL22 en retour. Chez l’homme, des mécanismes comparables semblent exister car nous avons montré que le microbiote de patients atteints de MICI présente une production altérée de ligands AhR, corrélé avec le génotype CARD9. Les objectifs du présent projet sont de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la modulation du microbiote par Card9 et d’évaluer le potentiel comme biomarqueur de l’activité agoniste AhR fécale au cours des MICI. Pour cela nous utiliserons des animaux gnotoxeniques, la technologie cre-lox, des approches transcriptomiques, métabolomiques et de séquençage haut débit, ainsi qu’une cohorte de patients atteints de MICI bien phénotypée. Pour atteindre ces objectifs, un partenariat national a été construit entre quate partenaires académiques impliquant trois institutions : INSERM, INRA et Université Pierre et Marie Curie.
Nous avons établis une approche intégrée allant de la souris à l’homme et s’appuyant sur des technologies de pointe. Les taches principales du projet sont: (Tache 1) identifier les types cellulaires impliqués dans les effets de Card9 sur la capacité du microbiote à produire des agonistes AhR; (Tache 2) identifier les effecteurs de Card9 impliqués dans le phénotype des souris Card9-/- ; (Tache 3) évaluer la relevance chez l’homme au cours des MICI. Ces résultats apporteront une meilleure compréhension du dialogue hôte-microbiote en situation physiologiques et pathologiques. Plus spécifiquement, nous nous attendons à identifier (i) de nouveaux moyens de moduler le microbiote intestinal et sa capacité à produire des agonistes AhR, (ii) des microorganismes et des métabolites microbiens activant AhR, et (iii) de nouveaux biomarqueurs pronostiques dans les MICI. Globalement, ce projet aboutira à la mise en évidence de nouvelles stratégies thérapeutiques et de monitoring dans les MICI avec un impact potentiel dans les nombreuses autres pathologies impliquant une dysbiose.