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Biologie intégrative des interactions hôte-pathogène

Mathieu Coureuil - Anne Jamet
Description de l'équipe

Dans le domaine des interactions hôte-pathogène et de la modélisation des maladies, il est largement admis que l'issue d'une infection résulte de la combinaison de nombreux facteurs, notamment le potentiel de virulence des micro-organismes, la manipulation des voies de signalisation et les réponses immuno-métaboliques de l'hôte. De plus, des facteurs évolutifs et écologiques jouent également un rôle dans l'issue des infections. C'est pourquoi nous adoptons une approche intégrative combinant observations cliniques, microbiologie fondamentale et clinique, biologie moléculaire, immunologie, biologie cellulaire et biologie structurale, afin d’identifier les déterminants bactériens influençant l'issue des infections et de développer des marqueurs diagnostiques ainsi que de nouvelles cibles thérapeutiques.

Dans cette optique, nous concentrons nos recherches sur des organismes modèles colonisant les muqueuses et la peau, notamment Neisseria meningitidis et Staphylococcus aureus. La force de ces modèles réside dans leur capacité à coloniser une proportion significative de la population humaine, avec plus de 20 % des individus porteurs de N. meningitidis ou de S. aureus, ainsi que dans la gravité extrême des maladies qu'ils peuvent provoquer. Nous abordons deux questions principales :

  • Comment les bactéries exploitent-elles les réponses de l’hôte pour provoquer des maladies ?
  • Comment l’adaptation bactérienne à l’hôte influence-t-elle la virulence ?

Deux axes de recherche principaux sont développés :

  • Le premier axe se concentre sur les mécanismes et les conséquences de l'interaction des pathogènes bactériens extracellulaires avec les cellules endothéliales, en utilisant Neisseria meningitidis comme paradigme. Ce pathogène, après invasion de la circulation sanguine depuis le nasopharynx, établit une forte interaction avec les capillaires sanguins. Cette interaction est associée à la survenue de méningites et de Purpura fulminans. Notre objectif est de fournir une vision cohérente de la pathogenèse méningococcique en disséquant l'interaction entre les méningocoques et les cellules endothéliales aux niveaux moléculaire, cellulaire et tissulaire.
     
  • Le second axe vise à apporter de nouvelles perspectives sur la pathogenèse de Staphylococcus aureus, une des bactéries responsables des infections les plus graves dans les pays occidentaux. Nous nous consacrons particulièrement à l'étude des facteurs de virulence associés aux infections chroniques et avons lancé des projets de recherche translationnelle impliquant des cohortes d'enfants atteints d'infections chroniques à S. aureus (incluant la mucoviscidose et les dermatoses génétiques). L'adaptation bactérienne explique pourquoi les bactéries persistent dans les sites infectés malgré la réponse immunitaire et les traitements antibiotiques. Nos deux principaux objectifs sont :

    i) identifier les mutations génétiques modulant la toxicité bactérienne et l'inflammation, grâce à des analyses protéogénomiques non biaisées sur des isolats cliniques de S. aureus adaptés à l'hôte ;
    ii) étudier l'impact de l'adaptation de S. aureus in vitro et in vivo, en se concentrant sur la réponse immunitaire de l'hôte et les issues des maladies.
Publications clés
Ding X, Robbe-Masselot C, Fu X, Léonard R, Marsac B, Dauriat CJG, Lepissier A, Rytter H, Ramond E, Dupuis M, Euphrasie D, Dubail I, Schimmich C, Qin X, Parraga J, Leite-de-Moraes M, Ferroni A, Chassaing B, Sermet-Gaudelus I, Charbit A, Coureuil M, Jamet A. Airway environment drives the selection of quorum sensing mutants and promote Staphylococcus aureus chronic lifestyle. Nat Commun. 2023; Dec 8;14(1):8135. doi: 10.1038/s41467-023-43863-2. PMID: 38065959 ; PMCID: PMC10709412.
Ramond E, Lepissier A, Ding X, Bouvier C, Tan X, Euphrasie D, Monbernard P, Dupuis M, Saubaméa B, Nemazanyy I, Nassif X, Ferroni A, Sermet-Gaudelus I, Charbit A, Coureuil M, Jamet A. Lung-Adapted Staphylococcus aureus Isolates With Dysfunctional Agr System Trigger a Proinflammatory Response. J Infect Dis. 2022; Sep 28;226(7):1276-1285. doi: 10.1093/infdis/jiac191. PMID: 35524969 .
Barnier JP, Meyer J, Kolappan S, Bouzinba-Ségard H, Gesbert G, Jamet A, Frapy E, Schönherr-Hellec S, Capel E, Virion Z, Dupuis M, Bille E, Morand P, Schmitt T, Bourdoulous S, Nassif X, Craig L, Coureuil M. The minor pilin PilV provides a conserved adhesion site throughout the antigenically variable meningococcal type IV pilus. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021; Nov 9;118(45):e2109364118. doi: 10.1073/pnas.2109364118. PMID: 34725157 ; PMCID: PMC8609321.
Le Guennec L, Virion Z, Bouzinba-Ségard H, Robbe-Masselot C, Léonard R, Nassif X, Bourdoulous S, Coureuil M. Receptor recognition by meningococcal type IV pili relies on a specific complex N-glycan. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020; Feb 4;117(5):2606-2612. doi: 10.1073/pnas.1919567117. PMID: 31964828 ; PMCID: PMC7007569.
Virion Z, Doly S, Saha K, Lambert M, Guillonneau F, Bied C, Duke RM, Rudd PM, Robbe-Masselot C, Nassif X, Coureuil M, Marullo S. Sialic acid mediated mechanical activation of β2 adrenergic receptors by bacterial pili. Nat Commun. 2019; Oct 18;10(1):4752. doi: 10.1038/s41467-019-12685-6. PMID: 31628314 ; PMCID: PMC6800425.
Financements & subventions