Dialogue entre les adipocytes et les lymphocytes T, acteurs clés de l’immunité dans le tissu adipeux
Le rôle métabolique et endocrine du tissu adipeux (TA) est établi. Le TA est composé majoritairement d’adipocytes mais aussi de cellules immunitaires, surtout connues pour contrôler l’homéostasie métabolique du tissu. L’activité immunitaire du TA est associée à la sécrétion de cytokines et de métabolites qui modulent la fonction immune. L’obésité, caractérisée par une accumulation de TA au niveau sous-cutané ou viscéral, est associée à une inflammation locale du TA. Pourtant, le TA peut être infecté par différents pathogènes et il constitue un site d’accumulation de lymphocytes T (LT) CD8 spécifiques de ceux-ci, qui protègent contre une réinfection. Ces données incitent donc à préciser lors d’une infection les interactions entre adipocytes et LT-CD8 du TA.
Le projet sera réalisé dans l’équipe CoVir qui développe divers projets visant à décrypter les propriétés anti-infectieuses du tissu adipeux. Il s’inscrit dans le cadre d’un consortium établi pour un projet ANR (INSERM, CNRS, Institut Pasteur de Lille). L’objectif du projet de l’équipe est d’étudier la contribution locale des adipocytes et des LT-CD8 résidants dans le TA au cours de l’infection par le virus de la grippe dans un modèle de primate non-humain (PNH). Le PNH présente des réponses métaboliques et immunitaire proches de l’homme. En complément des approches in-vivo chez le PNH, nous allons développer un modèle 3D de co-culture pour cibler l’interaction entre adipocytes et LT-CD8, sans interférence des signaux inflammatoires, métaboliques extérieurs au TA. Ce projet bénéficie de l’expertise historique développée dans l’institut (IMVA-HB UMR 1184/I IDMIT, dirigée par R. Le Grand) concernant l’étude des infections virales dans le modèle préclinique de PNH. Les plateformes de l’IDMIT mettent à disposition des équipements et une expertise en histologie, en cytométrie (LFC), de détection des cytokines/chimiokines (L2I) et pour le bien-être animal (ASW).
Le projet de thèse se concentrera sur les approches in vitro. Nous comparerons les interactions entre adipocytes et les LT, en étudiant la réponse métabolique et immunitaire de chacune de ces fractions. En effet, les cellules adipocytaires présentent une activité métabolique forte mais exercent une activité immunitaire propre (par la production de peptides microbicides) et une activité immuno-modulatrice. Concernant les cellules immunitaires, leur activité fonctionnelle est dépendante de leurs fonctions métaboliques et il est crucial d’évaluer les modifications immuno-métaboliques des cellules immunitaires en présence d’’adipocytes. Le modèle organoïde nous permettra d’évaluer : (i) l’impact du contexte d’obésité à celles dans un contexte de normalité métabolique, (ii) l’impact de pathogènes viraux sur chacune de ces deux fractions. A moyen terme, ce modèle permettra de tester des stratégies de modulation des fonctions du TA au cours des pathologies métaboliques ou des infections virales.
Modèle d’organoïdes cérébraux complexes reproduisant la niche tumorale du glioblastome et sa composante immunitaire pour le développement d’une médecine personnalisée
Le glioblastome, responsable de 3 500 décès annuels en France, est une tumeur cérébrale extrêmement agressive et résistante aux traitements actuels. Les essais cliniques d’immunothérapie n’ont montré que des effets transitoires, soulignant l'importance de comprendre les mécanismes de résistance et de développer des stratégies thérapeutiques mieux ciblées.
Nous avons développé un modèle innovant d’invasion de cellules souches de gliome dans des organoïdes cérébraux immunocompétents et vascularisés, dérivés de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) (Raguin et coll. Soumis). Ce modèle reproduit fidèlement la niche tumorale du glioblastome, incluant la cooptation vasculaire, la reprogrammation de la microglie en macrophages associés aux tumeurs et la récurrence tumorale après radiothérapie.
L’objectif de ce projet de thèse est de dériver un modèle d’organoïdes cérébraux universel pour le transfert aux cellules de gliomes issues de patients et des lymphocytes afin d’optimiser l’approche d’immunothérapie (cellules CAR-T).
Il s’agira de créer un modèle universel d’organoïdes cérébraux humains immunitairement "silencieux" en supprimant l’expression du système HLA classes I/II dans les iPSC (CRISPR/CAS9 pour les gènes ß2M et CIITA). Par ailleurs, il s’agira d’élucider les mécanismes d’immunosuppression induits par l’irradiation, tels que la reprogrammation des cellules microgliales/macrophages et l’implication de la sénescence. Différentes approches visant à rendre le microenvironnement tumoral plus propice à l’immunothérapie seront explorées, comme en activant la voie de l'interféron de type I par modification génétique ou via des agonistes de la voie cGAS/STING. Par la suite, l'utilisation de cellules CAR-T ciblant un antigène surexprimé par les cellules de glioblastome (CD276/B7-H3) sera étudiée. Ce modèle pourra être utilisé en médecine personnalisée, en co-cultivant les cellules tumorales, les monocytes et les cellules CAR-T des patients.
Ce projet offre des perspectives innovantes pour le traitement personnalisé du glioblastome via l'immunothérapie et pourrait représenter une avancée majeure dans cette approche thérapeutique.
Suivi par imagerie in vivo multiplexée de la dissémination du pathogène et de la dynamique des réponses immunitaires dans un modèle de tuberculose
Cette thèse a pour objectif de mettre en place un suivi multiparamétrique par imagerie médicale à la fois de la colonisation d’un pathogène donné suite à une infection mais également de la dynamique des réponses immunitaires associées à cette infection, le tout à l’échelle de l’organisme entier. Cela pourrait fournir un outil innovant et non invasif permettant de mieux comprendre les liens entre la dynamique dans le temps et dans l’espace des réponses immunitaires et la bio-distribution du pathogène dans l’organisme, et potentiellement fournir de nouveaux biomarqueurs associés à différentes maladies.
Pour ce faire, cette thèse s’appuierait sur la pathologie de la tuberculose qui représente un enjeu majeur de santé publique à ce jour dans le monde. L'objectif principal est de déterminer la relation entre la dissémination de Mycobacterium tuberculosis et les réponses immunitaires associées à travers tout le corps au cours de l'infection tuberculeuse, de l'infection précoce à la tuberculose latente ou active, grâce à des protocoles d'imagerie multiplexée innovants. Le but de cette étude est de fournir des corrélations dans le temps et dans l'espace entre la charge bactérienne locale et plusieurs infiltrations de cellules immunitaires (macrophages activés et sous-ensembles de lymphocytes T) survenant après l'infection et détectées au fil du temps par imagerie. Ces résultats pourraient alors fournir, avec une invasivité minimale, des biomarqueurs prédictifs de la progression de la maladie et pourraient également offrir des informations précieuses sur les cibles immunitaires potentielles pour de futures stratégies préventives ou curatives basées sur la modulation du système immunitaire. Pour ce faire, cette thèse tirerait parti du modèle préclinique de tuberculose chez le primate non humain développé en France et de notre expertise en imagerie in vivo des pathogènes et des cellules immunitaires dans ce modèle. Il est à noter que la caractérisation plus approfondie des cellules immunitaires dans les échantillons d'intérêt (guidés par imagerie) sera évalué par des technologies de transcriptomique spatiale ou unicellulaire sur des échantillons de tissus, afin de fournir des informations supplémentaires sur la physiopathologie de la tuberculose et l'efficacité des traitements potentiels.