Rôle des cellules dendritiques plasmacytoïdes dans l’immunité antibactérienne et la vaccination chez la souris

Salmonella enterica est une bactérie intracellulaire qui infecte les humains et les animaux et constitue une menace majeure pour la santé publique, étant l’une des principales causes de maladies d’origine alimentaire dans le monde. De la gastro-entérite auto-limitée à la bactériémie mortelle, chaque année elles touchent plus d’un milliard de personnes. L’augmentation des résistances aux antibiotiques souligne le besoin urgent de nouvelles stratégies, notamment de vaccins, dont il n’existe actuellement aucun pour les souches non typhiques. Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont des cellules immunitaires innées reconnues pour leur rôle dans les réponses antivirales. Cependant, leur contribution à la défense contre les bactéries a été sous-estimée et reste peu comprise. Nos travaux récents montrent que Salmonella peut activer ces cellules et induire une inflammation. Dans ce projet, nous utiliserons un modèle murin pour comprendre comment ces cellules contribuent à la défense contre Salmonella et comment elles peuvent participer à la réponse immunitaire après vaccination. Nous déterminerons d’abord leur fréquence, leur activation et leur statut métabolique lors de l’infection. Ensuite, nous évaluerons le rôle des pDC dans les réponses antibactériennes in vivo, présentant un déficit sélectif de ces cellules, ainsi que l’importance de certains récepteurs pour cette réponse. Nous utiliserons également deux plateformes vaccinales afin de comparer comment les pDC contribuent à l’immunité protectrice selon différents modes d’activation immunitaire, depuis la stimulation induite par le pathogène jusqu’à la délivrance d’antigènes via des micro-technologies.

Les infections bactériennes chroniques représentent un fardeau majeur pour la santé publique, avec des niveaux élevés de morbidité et de mortalité, ainsi que des impacts économiques et sociaux importants. L’absence de vaccins efficaces et la dépendance actuelle aux antibiotiques rendent le contrôle de ces maladies particulièrement difficile. Le développement de stratégies visant à stimuler la réponse immunitaire de l’hôte constitue une approche prometteuse pour améliorer la protection contre les infections, comme la salmonellose, tout en réduisant les effets secondaires et la durée des traitements antibiotiques. Ce projet permettra d’identifier de nouveaux mécanismes et cibles pour développer des stratégies alternatives renforçant l’immunité contre les bactéries intracellulaires, avec pour objectif ultime de réduire l’infection et d’améliorer la santé publique. Salmonella sera utilisé comme pathogène modèle, avec la possibilité d’étendre cette approche à d’autres bactéries intracellulaires d’intérêt médical. Ces travaux ont des implications thérapeutiques importantes, notamment face à la hausse des souches bactériennes multirésistantes. En outre, considérant la salmonellose comme une maladie zoonotique, les résultats pourraient également être pertinents pour la médecine vétérinaire, s’inscrivant dans le concept One Health qui favorise une approche intégrée de la santé humaine et animale pour une meilleure prévention et prise en charge des maladies. Enfin, l’analyse fonctionnelle et phénotypique des pDC lors d’infections bactériennes intracellulaires est encore très limitée. Ce projet sera l’une des premières études à explorer le rôle des pDC murines au cours d’une infection bactérienne intestinale, avec un objectif mécanistique clair.

Les animaux ne seront pas soumis à des procédures chirurgicales. 1- Le gavage des souris sera effectué avec les salmonelles selon le schéma expérimental suivant : pour l’immunisation avec les salmonelles atténuées, l’administration sera réalisée trois fois, à une semaine d’intervalle, tandis que le challenge avec la souche sauvage sera effectué une seule fois sur des souris vigiles. Les gavages seront pratiqués sur souris vigiles pour maintenir le réflexe de déglutition 2- L’injection intrapéritonéale des biopuces (10 secondes par injection) sera réalisée une à trois fois, à une semaine d’intervalle, sur des souris vigiles. 3- Dans certaines expériences, nous préleverons du sang chez les souris immunisées ou infectées. Cela sera réalisé une fois par semaine dans le cadre du schéma d’immunisation, et une seule fois chez les souris infectées, juste avant mise à mort, sur des animaux anesthésiés sous gaz (isoflurane). 4- Pour certains expériences, les pattes arrière des souris dépourvues de pDC sont irradiées, tandis que le reste du corps est protégé par un écran en plomb (« shield »). Les souris « shield » sont préalablement anesthésiées sous kétamine et xylazine afin d’éviter tout mouvement pendant l’irradiation. Une fois l’irradiation terminée, les souris sont immédiatement reconstituées par injection intraveineuse avec les cellules de moelle osseuse du donneur.

Les effets indésirables de courte durée attendus (incluent le stress, un inconfort léger et la douleur modérée) sont les anesthésies sous gaz nécessaires à l’injection des biopuces, aux prélèvements rétroorbitaux ainsi qu’aux injections intrapéritonéales et gavages sur des souris vigiles. Dans des études précédentes, nous avons démontré que l’injection de ces bioparticules n’induit aucun effet nuisible et est bien tolérée. Le procédé de génération de chimères de moelle osseuse est considéré comme présentant un niveau de douleur léger. Pour la procédure impliquant une infection par les salmonelles, les symptômes classiques de la maladie chez la souris, seront observés chaque jour dès le début de l’infection (signes extérieurs : perte de poids, pelage hirsute, yeux tirés larmoyants, posture voûtée, dos rond, prostration, anorexie). Une mortalité aiguë peut survenir sans signes cliniques dans les infections fulminantes chez les individus très sensibles.

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure et les tissus d’intérêt seront prélevés en vue d’analyses immunologiques (cytométrie en flux, mesure des cytokines et des anticorps), moléculaires (séquençage de l’ARN en cellule unique (scRNA-seq)) et microbiologiques (charge bactérienne).

En raison de la nature et de la complexité des interactions cellulaires au cours des réponses immunitaires, le recours à un modèle organisme est indispensable pour approfondir nos connaissances des réponses des pDC. Le modèle murin est le modèle idéal pour effectuer les expérimentations prévues dans ce projet. Son infection orale par Salmonella enterica Typhimurium est en effet connue pour mimer une infection systémique par les salmonelles chez l’homme et est donc idéale pour évaluer le rôle fonctionnel des cellules immunitaires in vivo et leur impact sur l’efficacité vaccinale dans un modèle préclinique. Le modèle murin permet également d’étudier les réponses immunitaires spécifiques aux antigènes bactériens et modèles utilisés dans le cadre de ce projet et d’analyser précisément les populations immunitaires et leur état d’activation, grâce au grand nombre d’anticorps disponibles sur le marché pour cette espèce. Afin de limiter les variations expérimentales qui seraient dues à des différences d’âge, les souris seront utilisés à l’âge adulte entre 6 et 8 semaines. Cet âge est suffisant pour que le système immunitaire soit mature et que les animaux soient de taille suffisamment grand pour faciliter les manipulations requises pour la procédure.