Projet ANR-15-CE18-0016 – TransEndotheliaTunnel : Vers la prévention de dysfonctions vasculaires et la délivrance de médicaments au travers des endothelia
Programme : Etude des systèmes biologiques, de leur dynamique, des interactions et inter-conversions au niveau moléculaire (DS0401) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Frank LAFONT (Centre d'Infection et d'Immunité de Lille)
Partenaires : Laboratoire public; Laboratoire public; Fondation de recherche
Montant : 388960.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 36 mois
Résumé : Nous avons découvert un phénomène biophysique d'ouverture transitoire de larges tunnels transcellulaires (TEM pour “transendothelial cell macroaperture”) dans les cellules endothéliales qu'induit la relaxation du  cytosquelette d'actine et que nous avons nommé "démouillage cellulaire". Nos travaux montrent qu'à la différence du démouillage d’un liquide, les cellules sont capables de limiter l’ouverture de ces tunnels par formation d'un anneau d'actomyosine et de promouvoir leur fermeture par la formation de voiles cytoplasmiques sous contrôle de la protéine à domaine I-BAR MIM. Nos travaux antérieurs nous ont permis de caractériser les premiers acteurs moléculaires et aspects biophysiques contrôlant les cycles d’ouvertures/fermetures. Nos travaux publiés et non-publiés ont aussi permis d'identifier des facteurs régulateurs et voies de signalisation critiques de la dynamique des TEMs. D’autre part, notre modèle physique de démouillage cellulaire implique un mécanisme de perception et régulation du cytosquelette d'actomyosine par la courbure membranaire que nous voulons étudier dans ce projet. Nous réaliserons un criblage original de composés chimiques modulateurs de l’ouverture/fermeture des tunnels transcellulaires dans le but de contrôler la perméabilité vasculaire. Ce mode d’ouverture transitoire de tunnels transcellulaires est exploité par des leucocytes pendant la diapédèse et est usurpé par certains pathogènes pour moduler la barrière endothéliale et promouvoir la formation de métastases septiques. L'absence de fermeture des TEM est associée à des hémorragies massives. Nous avons la preuve génétique que les toxines produisant des TEM sont des facteurs invasifs des Staphylocoques dorés. La définition des risques infectieux associés à la présence de ce type de facteurs est importante pour anticiper ces formes mortelles d’infection. Nous avons aussi engagé des investigations sur la caractérisation d'haplotypes chez des cohortes de patients atteints de thrombose veineuses et de saignements inexpliqués possiblement corrélés avec la formation de tunnels. La recherche de mutants et d'haplotypes possédant des défauts des régulateurs de la dynamique des TEM permettra de développer des outils de diagnostiques pour le développement d'une médecine personnalisée. La manipulation de la dynamique des TEM, nous permettra de cribler de nouvelles générations de composés modulateurs de la perméabilité vasculaire.
L'ensemble de ce programme sera réalisé par un consortium interdisciplinaire de scientifiques possédant des expertises complémentaires en imagerie, signalisation cellulaire, biologie vasculaire, microbiologie, biophysique, clinique, et informatique. F Lafont (coordinateur) est expert dans les interactions hôte-pathogènes et la mécanique cellulaire utilisant la microscopie à force atomique couplée à la microscopie de fluorescence. E Lemichez (Partenaire 2) est expert du mode d’action des toxines bactériennes ciblant l'endothélium. P Bassereau (Partenaire 3) est experte de la physique des cellules, spécialement dans l’établissement et l’analyse de modèles membranaires biomimétiques.
Nous devrions obtenir des résultats significatifs permettant la publication dans des journaux à comité de lecture à haut facteur d’impact, ainsi qu'au dépôt de brevets et potentiellement de soutenir l’activité de spin-off. Nos résultats auront un impact sur les dysfonctions vasculaires. Notre projet en rupture avec les concepts classiques de contrôle de la perméabilité vasculaire nous permettra de répondre à des questions importantes au-delà du domaine de l’infection. Nos résultats pourraient mettre en évidence des mécanismes moléculaires impliqués dans diverses maladies humaines liées aux dysfonctions vasculaires, bactériémie, infections métastatiques, oedèmes, formes idiopathiques de saignements spontanés ou provoqués et pathologies rénales.