CE34 - Contaminants, écosystèmes et santé 2021

Impact de stress environnementaux sur l’intégrité de la peau et ses conséquences sur la sensibilité à l’infection par le SRAS-CoV-2 – INTEGRSKIN

La peau comme barrière active : mécanismes de résistance au SARS-CoV-2, immunosurveillance cutanée et développement de modèles ex vivo innovants

Ce projet explore le rôle de la peau en tant que barrière physique et immunitaire face aux infections virales. Il combine des approches expérimentales et des modèles ex vivo de peau altérée pour décrypter les mécanismes de résistance au SARS-CoV-2, caractériser l’immunosurveillance cutanée et développer des outils transférables pour la recherche et l’innovation.

Comprendre la barrière cutanée et ses réponses immunitaires face aux agents infectieux

La peau constitue la première ligne de défense de l’organisme contre les agressions extérieures, combinant une barrière physique et une activité immunitaire complexe. La pandémie de SARS-CoV-2 a soulevé des questions majeures quant au rôle potentiel de la peau dans l’infection virale et la transmission. L’un des enjeux principaux du projet a été de déterminer si la peau pouvait représenter une voie d’entrée pour le virus. Bien que les kératinocytes expriment certains récepteurs et cofacteurs impliqués dans l’entrée du SARS-CoV-2, leur réelle permissivité à l’infection restait incertaine. Un second enjeu concernait la compréhension des mécanismes d’immunosurveillance cutanée, encore partiellement décrits. La peau abrite un réseau complexe de cellules immunitaires résidentes dont les interactions avec les kératinocytes jouent un rôle clé dans le maintien de l’intégrité tissulaire et la réponse aux agressions. Enfin, le projet visait à développer et standardiser des modèles ex vivo de peau humaine altérée, permettant de reproduire des conditions physiopathologiques pertinentes pour étudier les interactions entre barrière cutanée, agents infectieux et réponses immunitaires.

Le projet repose sur une approche multidisciplinaire combinant biologie cellulaire, immunologie cutanée et modélisation expérimentale.

Des cultures de kératinocytes humains ont été utilisées pour étudier l’expression des récepteurs viraux et évaluer leur permissivité à l’infection. Des analyses moléculaires et fonctionnelles ont permis d’explorer les étapes clés de l’entrée virale et de la réplication.

En parallèle, des modèles ex vivo de peau humaine ont été développés et caractérisés. Ces modèles incluent différentes formes de peau altérée, permettant de reproduire des conditions physiologiques et pathologiques variées. Leur fonction barrière a été évaluée à l’aide de tests de perméabilité et d’analyses structurales.

Des approches d’immunohistologie et d’analyse spatiale ont été mises en œuvre afin de caractériser les populations cellulaires présentes dans la peau et leurs interactions. Une attention particulière a été portée aux cellules immunitaires résidentes et à leur organisation dans le tissu.

Enfin, l’ensemble des modèles a été conçu dans une optique de robustesse, de reproductibilité et de transférabilité vers d’autres équipes académiques et industrielles.

 

Les travaux ont permis de démontrer que les kératinocytes présentent une faible permissivité à l’infection par le SARS-CoV-2, malgré l’expression de récepteurs et cofacteurs associés à l’entrée virale. Ces résultats suggèrent l’existence de mécanismes intrinsèques de résistance au sein de la peau.

Le projet a également permis de mieux caractériser la fonction barrière de la peau dans différents contextes d’altération, en mettant en évidence des variations significatives de perméabilité et d’intégrité tissulaire selon les modèles étudiés.

Par ailleurs, des avancées importantes ont été réalisées dans la compréhension de l’immunosurveillance cutanée, notamment à travers l’identification de populations cellulaires spécifiques et de leur organisation spatiale au sein du tissu.

Un autre résultat majeur réside dans le développement de modèles ex vivo robustes et standardisés, désormais utilisables pour étudier les interactions entre barrière cutanée, agents externes et réponses immunitaires.

Ces travaux ont conduit à plusieurs publications scientifiques, témoignant de la qualité et de l’impact des résultats obtenus.

 

Les résultats obtenus ouvrent plusieurs perspectives de recherche et d’innovation.

Une priorité concerne l’identification des mécanismes moléculaires responsables de la résistance des kératinocytes à l’infection virale. Leur compréhension pourrait permettre d’identifier de nouvelles cibles pour renforcer la barrière cutanée.

Le projet ouvre également des perspectives dans l’étude de l’évolution virale, en particulier pour anticiper l’émergence de variants présentant un tropisme cutané.

Les travaux sur l’immunosurveillance pourront être approfondis afin de mieux comprendre les interactions entre cellules cutanées et immunitaires dans différents contextes pathologiques.

Par ailleurs, les modèles ex vivo développés pourront être améliorés, notamment par l’intégration de composantes immunitaires supplémentaires, afin d’accroître leur pertinence physiologique.

Enfin, ces avancées offrent des opportunités de valorisation dans les domaines dermocosmétique et pharmaceutique, ainsi que des applications en santé publique.

 

Barthe M, Hertereau L, Lamghari N, Osman-Ponchet H*, and VM Braud*. 2023.Receptors and Cofactors That Contribute to SARS-CoV-2 Entry: Can Skin Be an Alternative Route of Entry? Int. J. Mol. Sci. 24(7), 6253. doi: 10.3390/ijms24076253

L'épidémie de SRAS-CoV-2 a provoqué la pandémie associée à la maladie pulmonaire aiguë sévère nommée COVID-19. L'entrée du virus dans les cellules dépend de la disponibilité des récepteurs du virus et des cofacteurs d'entrée à la surface des cellules de l’hôte. Ces récepteurs se sont avérés être exprimés dans la peau humaine, faisant de la peau la cible potentielle d'une invasion virale, en particulier dans des conditions de dysfonctionnement de la barrière cutanée. Les mesures de protection cutanée recommandées pour réduire la propagation du virus telles que l'utilisation prolongée de gants de protection et d'un masque facial, le lavage fréquent des mains avec des savons et des désinfectants provoquent une irritation, une dermatite de contact et une perturbation de la barrière épidermique, augmentant le risque d'infection cutanée par le virus.
Le projet évaluera l'impact du stress environnemental exacerbé par les mesures de protection et d'hygiène pendant la pandémie de Covid-19, sur l'intégrité de la peau et la surveillance immunitaire de la peau et fournira des méthodes innovantes in vitro de criblage de composés qui préviennent et traitent les lésions cutanées et modulent les récepteurs au SRAS-CoV- 2 dans la peau.
Le projet identifiera de nouveaux mécanismes immunitaires mis en place en réponse à des agressions externes et des mécanismes qui pourraient potentialiser ou empêcher l'entrée du SRAS-CoV-2 par la peau. De tels mécanismes représentent une nouvelle avenue thérapeutique potentielle, qui n'a pas été suffisamment abordée. En outre, les résultats fourniront de nouveaux tests de dépistage in vitro pour évaluer l'efficacité et l'innocuité des médicaments et des composés naturels qui préviennent et traitent les complications cutanées. Enfin, le projet identifiera les médicaments / composés potentiels pour prévenir / traiter les atteintes de la barrière cutanée et moduler les récepteurs viraux dans la peau pour réduire / bloquer l'entrée du virus.

Coordination du projet

veronique BRAUD (Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenariat

IPMC Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire
PKDerm Hanan Osman-Ponchet

Aide de l'ANR 522 581 euros
Début et durée du projet scientifique : octobre 2021 - 36 Mois

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