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Contrôle de la croissance d'Aspergillus fumigatus par les cellules épithéliales bronchiques humaines

Dernière mise à jour 25.07.2017 à 16h08

Axe de recherche : Infection Délégation territoriale : Île de France

Porteur du projet : Viviane BALLOY
Centre de recherche Saint Antoine - Equipe Cystic fibrosis: physiopathology and phenogenomics UMR_S 938-UPMC/Inserm

Contexte :
Les voies aériennes des patients atteints de mucoviscidose (CF), sont colonisées par différents pathogènes. Le rôle de Pseudomonas aeruginosa dans la progression de la pathologie est maintenant établi mais d’autres espèces microbiennes sont désormais décrites comme étant des facteurs aggravants. Parmi elles, Aspergillus fumigatus, dont la prévalence dans les expectorations de patients CF varie de 10 à 50% [1]  et dont la colonisation chronique est associée au développement d’une aspergillose bronchopulmonaire allergique dans 15% des cas mais surtout à une accélération du déclin de la fonction pulmonaire [6]. A. fumigatus est un champignon se présentant sous forme de spores qui peuvent être inhalées. Chez les patients atteints de mucoviscidose, ces spores vont germer et produire des filaments délétères pour le tissu pulmonaire. Nous avons observé que des cellules pulmonaires de sujets sains inhibent cette formation de filaments. Nous proposons d’étudier les mécanismes à l’origine de cette propriété bénéfique et qui pourrait être défectueux dans les cellules de patients.

Objectifs :
"L’objectif va être :
 i) D’identifier des protéines présentes à la surface des cellules épithéliales capables d’interagir avec les spores d’A. fumigatus d’une part, et les molécules du champignon pouvant être reconnues par les cellules épithéliales de l’hôte, d’autre part  impliqués dans l’activité anti-fongique.
2) D’étudier différents contextes dans lesquels cette activité anti-fongique peut être modulée. Nous allons tester l’effet de composants bactériens et fongiques et de différentes thérapies administrées aux patients CF (antibiotiques, potentiateurs, correcteurs, corticoïdes ..) sur la modulation de cette activité anti-fongique. 
3) De rechercher l’expression de ce phénotype par les cellules épithéliales de patients CF.
4) De tester la reconnaissance des spores de souches cliniques d’A. fumigatus isolées de patients CF présentant des réponses différentes au champignon comme des allergies broncho-pulmonaire allergique ou des colonisations asymptomatiques. Le but est de comprendre si l’interaction des cellules épithéliales avec ces différentes souches pourrait expliquer les différences pathologiques."

Perspectives :
"La mise en évidence d’une activité anti-fongique et surtout sa caractérisation devrait permettre de comprendre comment les cellules épithéliales bronchiques, qui sont la première barrière de défense contre les pathogènes, arrivent à défendre l’hôte vis-à-vis du champignon.
Il sera important par la suite d’étudier si : 
1- La surexpression de cette activité fongistatique permet d’augmenter le rapport efficacité/concentration des thérapies anti-fongiques utilisées classiquement dans la lutte contre les différentes formes d’aspergilloses. En effet, les molécules anti-fongiques sont souvent peu efficaces et responsables d’effets secondaires importants [5].
2- Cette activité anti-fongique peut être modulée in vivo dans un modèle murin d’infection à A. fumigatus, en l’inhibant par administration d’anticorps bloquant du récepteur cellulaire ou du ligand fongique ou en l’activant en surexprimant les partenaires impliqués dans la voie de la PI3 kinase.
3- Des polymorphismes nucléotidiques du récepteur identifié peuvent être trouvés et corrélés avec la fonction respiratoire et la fréquence des infections fongiques."

Résultats obtenus :
"Nous avons observé que les cellules épithéliales respiratoires étaient capables d’inhiber la formation de filaments d’A. fumigatus. Cette activité vis-à-vis du champignon est fongistatique, les cellules ne tuant pas les spores mais bloquant leur développement. Nous avons également observé que l’incubation des cellules avec un inhibiteur de PI3 kinase permettait aux spores d’émettre à nouveau des filaments. Nous avons ainsi montré que cette kinase avait un rôle dans l’activité fongistatique des cellules épithéliales.
Cette activité fongistatique n’est pas liée à l’internalisation des spores par les cellules épithéliales, et des résultats préliminaires indiquent qu’elle serait en lien avec l’adhésion des spores aux cellules. En effet, l’adhésion des spores aux cellules est diminuée en présence de l’inhibiteur de PI3 kinase.
Nous avons comparé l’expression des gènes exprimés par les cellules épithéliales infectées par A. fumigatus en présence ou non de l’inhibiteur de PI3 kinase. L’analyse du transcriptome des deux conditions nous a permis de sélectionner des gènes différemment exprimés pouvant être impliqués dans l’activité fongistatique."