Infections à Méningocoques sur Puces Microfluidiques: Intégration de l’Architecture Tissulaire – MeningoChip

La dissémination de micro-organismes pathogènes dans l'organisme dépend de leur capacité à franchir les barrières biologiques. Neisseria meningitidis (Nm) est une bactérie pathogène spécifique de l’homme responsable de la septicémie et de méningite bien que la bactérie soit communément trouvée comme commensale du nasopharynx humain chez un pourcentage important de la population humaine. Occasionnellement, cette bactérie s'engage dans un processus pathogène en plusieurs étapes lui permettant de traverser plusieurs barrières cellulaires : (i) l'épithélium du nasopharynx, (ii) l'endothélium pour atteindre la circulation sanguine, (iii) l'endothélium constituant la barrière hémato-encéphalique avant d’atteindre le liquide céphalo-rachidien. La progression de la pathologie repose donc sur la capacité de Neisseria meningitidis à rencontrer, franchir et s'adapter séquentiellement à des architectures tissulaires dans des microenvironnements spécifiques. L'objectif global du projet est donc de décrypter les mécanismes qui confèrent à cette bactérie la capacité de mener cette séquence pathogène en récapitulant à la fois la structure et la fonction des tissus cibles de Nm in vitro, afin d'étudier l'évolution des infections méningococciques. Aujourd'hui, notre compréhension du processus d'infection par Nm repose sur des modèles in vitro simplifiés (monocouches 2D de cellules endothéliales ou Transwell) ou bien sur un modèle de souris basé sur une xénogreffe de peau humaine in vivo en raison de la spécificité de Nm pour l'espèce humaine. L'émergence récente de nouvelles approches technologiques, y compris la microfluidique et les stratégies organo-culture sur puce, a permis la conception de tests in vitro tels que les réseaux microvasculaires 3D perfusables sur puce. En conséquence, nous proposons ici de récapituler à la fois la structure et la fonction des tissus cibles de Nm dans des plateformes microfluidiques supportant la génération d'un épithélium polarisé (WP1), d'un réseau microvasculaire 3D perfusable (WP2) et d'une barrière hémato-encéphalique fonctionnelle (WP3) . Ces dispositifs seront utilisés séparément ou en combinaison (WP4) fournissant un modèle d'infection in vitro intégré. Les deux partenaires de ce consortium qui travaillent en étroite collaboration possèdent des compétences et une expertise complémentaires et collaborent intensément depuis deux ans. Cette proposition représentera une étape importante dans la compréhension de la pathogénicité des infections causées par le méningocoque et fournira une plate-forme solide pour le criblage de petites molécules thérapeutiques. En outre, le développement d’une plate-forme intégrée permettra le transfert facile de la technologie à d'autres micro-organismes pathogènes, tels que Listeria monocytogenes, Plasmodium falciparum ou Trypanosome cruzi.