Topic description
La maladie de Crohn (MC) est une maladie inflammatoire chronique de l'intestin (MICI) qui constitue un véritable problème de santé publique puisqu'elle est en incidence croissante et qu'aucun traitement curatif n'est disponible à ce jour. Cette maladie touche des individus prédisposés génétiquement pour lesquels la réponse immunitaire aux pathogènes intestinaux est exagérée, dans un contexte où le microbiote intestinal est lui-même dysbiotique. Cette dysbiose se traduit par une diminution drastique de certaines espèces commensales, nécessaires au maintien de l'homéostasie intestinale, au profit de pathobiontes au caractère invasif exacerbé qui affectent l'épithélium intestinal par des attaques répétées et échappent au système immunitaire grâce à leur internalisation dans les cellules hôtes.Cette colonisation entraîne une inflammation massive et incontrôlée qui provoque des lésions tissulaires perpétuant le phénomène inflammatoire caractéristique de la maladie.
Parmi les espèces pathogènes impliquées, les Escherichia coli adhérents invasifs (AIEC) sont retrouvés fréquemment dans la flore intestinale des personnes atteintes de MC et ils participent activement à la pathogénèse de cette maladie. Ces bactéries sont considérées comme une cible thérapeutique prometteuse pour développer des traitements curatifs contre la MC. Cependant, du fait de la tolérance aux antibiotiques observée chez les AIEC, des stratégies de ciblage plus raffinées doivent être envisagées, dirigées notamment contre des facteurs de virulence non essentiels.
Récemment, un facteur important pour l'invasion des épithéliocytes intestinaux ainsi que pour la survie et la réplication intramacrophagiques a été identifié chez les AIEC, la protéine IbeA. Initialement découverte chez les NMEC responsables de la méningite néonatale, IbeA a longtemps été décrite comme une protéine associée à la membrane bactérienne et interagissant avec des récepteurs de surface des cellules hôtes pour faciliter leur invasion. Nos récents travaux ont conduit à une remise en cause profonde de ce postulat puisque nous avons démontré qu'IbeA était une flavoprotéine soluble homologue aux oxydoréductases FAD-dépendantes, et que son importance pour l'invasion et la survie intramacrophagique était plutôt liée à une capacité de résistance au stress oxydant à l'intérieur des cellules phagocytaires de l'hôte.
Dans ce contexte, le projet de thèse proposé a pour but de caractériser plus en avant la fonction biologique d'IbeA et d'identifier les mécanismes rédox qu'elle coordonne pour permettre la survie des bactéries dans les macrophages, i.e. dans des conditions de stress oxydant accrues.
Ce projet s'articulera autour de 4 axes de recherche complémentaires:
1) Étude in vitro de l'impact de la délétion d'IbeA sur la résistance au stress oxydant des AIEC;
2) Modèles in cellulo d'infection de macrophages par des AIEC WT ou KO pour étudier l'impact d'IbeA sur les processus d'invasion et de survie;
3) Recherche de partenaires d'interaction d'IbeA pour identifier les réseaux protéiques lui permettant d'assurer sa fonction biologique;
4) Utilisation d'un modèle in vivo d'infection aux AIEC chez le zebrafish (déjà développé au laboratoire) pour étudier la réponse immunitaire/inflammatoire aux AIEC et les processus rédox IbeA-dépendants mis en jeu
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Crohn's disease (CD) is a chronic inflammatory bowel disease (IBD) that constitutes a real public health problem due to its constantly increasing incidence and absence of curative treatment. This disease affects genetically predisposed individuals who mount an exacerbated immune response to intestinal pathogens, in a context of intestinal dysbiosis. This dysbiosis results in a drastic reduction in certain commensal species, necessary for the maintenance of intestinal homeostasis, in favor of pathobionts with exacerbated invasive properties. These pathobionts affect the intestinal epithelium by repeated attacks and escape the immune system thanks to their internalization in host cells. This colonization leads to massive and uncontrolled inflammation which causes tissue damage and perpetuates a high inflammatory state characteristic of the disease.
Among the pathogenic species involved, adherent invasive Escherichia coli (AIEC) are frequently found in the intestinal flora of people with Crohn's disease and they actively participate in the pathogenesis of the disease. These bacteria are considered as a promising therapeutic target for developing curative treatments for CD. However, due to the antibiotic tolerance observed in AIEC, more refined targeting strategies should be considered, in particular those directed against non-essential virulence factors.
Recently, an important factor for invasion of intestinal epitheliocytes as well as for intramacrophage survival and replication has been identified in AIECs, the IbeA protein. Initially discovered in NMECs responsible for neonatal meningitis, IbeA has long been described as a protein associated with the bacterial membrane and interacting with surface receptors from host cells to facilitate their invasion. Our recent work has led to a profound questioning of this postulate since we demonstrated that IbeA is a soluble flavoprotein homologous to FAD-dependent oxidoreductases, and that its importance for invasion and intramacrophage survival was rather linked to its capacity to promote resistance to the oxidative stress encountered within host phagocytic cells.
In this context, the proposed thesis project aims to further characterize the biological function of IbeA and to identify the redox mechanisms it orchestrates to enable enhanced survival within host macrophages, i.e. in a highly hostile and oxidative environment. This project will revolve around 4 complementary research axes:
1) In vitro study of the impact of IbeA deletion on AIEC's resistance to oxidative stress;
2) In cellulo models of macrophage infection by AIEC WT or KO to study the impact of IbeA deletion on invasion and intracellular survival;
3) Identification of IbeA's interacting partners to characterize protein networks enabling its biological function;
4) Use of an in vivo model of infection by AIEC in zebrafish (already developed in the laboratory) to study the immune/inflammatory response to AIEC and the IbeA-dependent redox processes at play
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Début de la thèse : 01/10/
WEB :
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
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