Projet ANR-14-ACHN-0029 – HostTarget : Facteurs cellulaires cibles des bactéries: approches globales et mécanistiques
Programme : Accueil de Chercheurs de Haut Niveau (@RAction) 2014
Année de financement : 2014
Coordinateur du projet : Madame Cecile Arrieumerlou (INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE)
Partenaires : Laboratoire public
Montant : 399998.0 euros
Durée : 60 mois
Résumé : L'émergence de mécanismes de multi-résistante aux antibiotiques chez de nombreuses bactéries pathogènes constitue une menace croissante pour la santé humaine. L’absence de solutions thérapeutiques exige un effort urgent pour identifier de nouvelles cibles bactériennes ou proposer de nouvelles stratégies. Une approche prometteuse consiste à cibler l'hôte à la place de l'agent pathogène. En effet, lors d’une infection, les pathogènes détournent des facteurs cellulaires ou des mécanismes de défense de l'hôte à leur propre avantage. Cibler ces facteurs peut contribuer à bloquer la colonisation bactérienne ou à rediriger la réponse immunitaire de manière favorable pour l’hôte. Une infection résulte d’un grand nombre d’interactions moléculaires entre des facteurs microbiens et cellulaires. Pour cette raison, l'identification de cibles nécessite d’étudier ces interactions par des méthodes globales non biaisées. 
Le projet HostTarget est un programme de recherche ambitieux qui vise à identifier et caractériser de nouvelles cibles cellulaires des infections bactériennes avec comme finalité le développement de traitements anti-infectieux. Nous utilisons l'infection par la bactérie entéroinvasive Shigella flexneri comme modèle d’infection et utilisons les cribles à haut débit RNAi ou la phosphoprotéomique pour identifier les processus moléculaires impliqués dans l'invasion bactérienne des cellules épithéliales, la survie des cellules infectées et le contrôle de l'inflammation. Les interactions hôte/pathogène clés seront sélectionnées puis caractérisées au niveau moléculaire pour concevoir des stratégies de perturbation optimales au développement de traitements.
Le premier objectif consiste à identifier les composants cellulaires de l'hôte impliqués dans le processus d’internalisation de la bactérie S. flexneri dans les cellules épithéliales. Un crible RNAi ciblant le génome ainsi qu’une banque de microARNs ont déjà permis d’identifier de nombreux candidats. Des cribles secondaires centrés sur les différentes étapes du mécanisme d’internalisation seront réalisés pour délimiter leur rôle et permettre de sélectionner les cibles prometteuses qui seront caractérisées au niveau moléculaire. 
Le deuxième objectif sera de caractériser les mécanismes cellulaires qui contrôlent la survie des cellules épithéliales infectées, utilisées comme niche de réplication par les bactéries. Nous étudieront comment la protéine IpgD, sécrétée par S. flexneri, peut activer la protéine AKT et ainsi favoriser leur survie. Des expériences de phosphoprotéomique ont montré que les protéines de la voie de signalisation mTOR sont fortement enrichies dans le phosphoprotéome de cellules infectées, et que l'activation d’AKT est dépendante du complexe mTORC2. Comme mTORC2 et AKT sont des acteurs centraux des infections bactériennes et virales et sont, d’une manière générale, très impliqués dans les processus pathologiques, nous étudierons leur mode d'activation au cours de l'infection par S. flexneri. 
Enfin, nous étudierons les mécanismes de contrôle de l'inflammation de l'épithélium intestinal. Nous avons récemment montré qu’au cours des infections par des bactéries entéroinvasives, un mécanisme de communication cellulaire, passant par les jonctions gap, amplifie l'expression de cytokines inflammatoires comme l'IL-8. Notre projet vise à  identifier les protéines impliquées ainsi que les petites molécules médiatrices de cette communication cellulaire. Un crible RNAi a permis d’identifier près de 200 protéines impliquées dont TRAF6, TIFA et ATP1A1. Les rôles de ces protéines seront étudiés dans des modèles d’infection in vitro et in vivo. 
Ce projet aura de fortes retombées en recherche fondamentale et médicale. Il permettra d'identifier de nouvelles cibles de bactéries pathogènes et de mieux caractériser des voies de signalisation telles que mTOR, AKT, NF-kB et MAP kinase qui sont impliquées, au-delà des infections, dans le cancer, les troubles métaboliques et inflammatoires.