Impact de la réponse UPR (Unfolded Protein Response) sur la réponse immunitaire lors de l’infection aigüe et chronique par Toxoplasma gondii.

Toxoplasma gondii est un modèle pertinent pour l’étude des mécanismes impliqués dans la virulence des parasites apicomplexes, qui incluent Plasmodium, agent de la Malaria. Nos recherches sur les mécanismes assurant la dissémination et la survie du parasite au sein de son hôte pourront servir à long terme à développer de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les parasites de ce phylum. De plus, la toxoplasmose chronique est responsable d’encéphalites aigües lors de la réactivation des formes kystiques latentes présentes dans le cerveau des individus infectés souffrant d’immunodépression. Ainsi, l’étude des mécanismes régulant les interactions entre le parasite et le système immunitaire de l’hôte permettra de lutter contre l’établissement de la toxoplasmose cérébrale latente pour laquelle il n’existe actuellement aucun traitement. Préalablement aux expériences sur l’animal, des expériences menées in vitro ont permis de démontrer que l’infection par T. gondii stimule l’induction de la réponse UPR dans des cellules dendritiques. Par la suite, dans les souris, nous avons pu démontrer l’activation de la voie IRE1 de l’UPR dans les cellules dendritiques conventionnelles de type 1 (cDC1) lors de l’infection et que cette activation est essentielle pour monter une immunité protectrice contrôlant la dissémination parasitaire. Cependant, il reste à identifier par quels mécanismes la voie IRE1 stimule les fonctions des cDC1. En particulier, nous nous intéressons à la régulation par la voie IRE1 de l’activité de présentation antigénique sur les molécules CMH-I des cDC1, un processus nécessaire à l’activation des lymphocytes T spécifiques, amenant une protection à long terme contre une ré-infection, ainsi que le contrôle de la toxoplasmose chronique cérébrale. D’autre part, l’évaluation de la pathogénicité de certaines souches parasitaires mutantes peut aider à développer de nouvelles stratégies de vaccination contre cette infection, pour laquelle aucun vaccin n’est disponible chez l’Homme. En cela, nos recherches nécessitent des modèles in vivo pertinents qu’il n’a pas été possible jusqu’ici de remplacer par des tests in vitro.

Des études ont montré que l’induction de la voie IRE1 dans les cellules dendritiques est essentielle à la mise en place d’une réponse immunitaire protectrice contre certaines infections bactériennes et parasitaires par l’induction d’une réponse efficcace des Lymphocytes T (LT). Découvrir les mécanismes moléculaires sous-jacents permettra de proposer des thérapies ciblées visant à booster l’activation des LT spécifiques et bloquer l’installation de la toxplasmose latente cérébrale, pour laquelle il n’existe aucun traitements. Nos découvertes pourront également s’appliquer à d’autres agents infectieux comme Mycobactérium (agent de la tuberculose) et des virus respiratoires, qui ont été démontrés comme activant la voie IRE1 dans les cellules dendritiques lors d’une infection. D’autre part, l’évaluation de la pathogénicité de certaines souches parasitaires mutantes peut aider à développer de nouvelles stratégies de vaccination contre la toxoplasmose.

L’infection des souris est réalisée une seule fois en début d’expérience par injection intrapéritonéale d’une faible dose de parasites. Les prélèvements sont effectués post-mortem à un temps donné de l’infection, représentant la fin du protocole expérimental. Le foie, la rate, le cerveau sont prélevés ainsi que 100µL de sang par ponction cardiaque. Les souris ne reçoivent aucun traitement ou manipulation avant euthanasie.

Les souris sont infectées une seule fois par voie intra-péritonéale en début de protocole expérimental et ne sont soumises à aucun prélèvement. Le prélèvement des organes/sang ne se fait qu’après la mise à mort en fin de protocol expérimental. Les souris infectées par la souche parasitaire PRU sont euthanasiées 6 jours post-infection dans la majorité des procédures expérimentales, avant le développement de symptômes cliniques pouvant entrainer une souffrance de l’animal. Pour le modèle de la toxoplasmose chronique, les souris seront sacrifiées 3 semaines post-infection, mais à ce stade, elles ne développent aucun signe clinique, cette forme de toxoplasmose étant bégnine (certains symptômes neurologiques de changements comportementaux peuvent se développer à partir de 3 mois d’infection). Cependant, certaines souris peuvent développer (dans 15 à 20% des cas) une toxoplasmose aïgue (Jours 9-14 post-infection) corrélée à des changements de comportement : tremblement, diminution de l’exploration, et/ou d’aspect physique externe : poil hérissé, abdomen distendu. Les souris sont surveillées quotidiennement après l’infection et l’apparition de signes précoces de souffrance (point limite fixé est quantifié par une grille de score) entrainera leur euthanasie immédiate.

Afin d’évaluer la réponse immunitaire des souris infectées ainsi que la dissémination parasitaire, nos procédures impliquent le prélèvement d’organes vitaux comme la rate, le foie et le cerveau. Les animaux doivent donc être euthanasiés avant prélèvement et analyse de ces paramètres. De manière similaire, la génération de cellules dendritiques primaires à partir de la moëlle osseuse requiert le prélèvement des tibias et fémurs de la souris et ne peut donc se faire qu’après euthanasie de l’animal.

La souris est un modèle pertinent d’étude car il est un hôte naturel de T. gondii qui inclut 1) La possibilité d’induction d’une toxoplasmose aigüe et chronique chez la souris par des souches de T. gondii infectant l’Homme et la pertinence de ce modèle expérimental en ce qui concerne l’évolution de la maladie, 2) Les nombreuses connaissances et outils disponibles pour cette espèce. En particulier, de nombreux anticorps contre des cytokines, chimiokines, voies de signalisation pro-inflammatoires assurent la réalisation d’expériences clés pour l’étude de la réponse immunitaire. Aussi, l’existence de LT CD8+ reconnaissant spécifiquement des antigènes de T. gondii sur les cDC murines permettent l’étude de l’activité de présentation antigénique. Ces paramètres font de ce modèle expérimental un système de choix qui permet d’éviter le recours aux espèces plus sensibles.