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Interaction hôte-microbiote intestinal

Pamela Schnupf
Description de l'équipe

Notre recherche est axée sur la compréhension de l'influence de certains agents du microbiote intestinal sur le système immunitaire de l'hôte, aussi bien en conditions normales que pathologiques. Notre laboratoire se spécialise en particulier dans l'étude du cycle de vie singulier des Bactéries Filamenteuses Segmentées intestinales, de leur interaction avec l'hôte, et de leur capacité à stimuler le système immunitaire pour promouvoir une résistance aux pathogènes, à la fois large et ciblée.

Le microbiote intestinal participe pleinement au fonctionnement du système immunitaire intestinal, indispensable au rôle barrière de la paroi intestinale. La contribution spécifique de chaque espèce bactérienne à la résistance à la colonisation demeure largement méconnue.

Les bactéries filamenteuses segmentées sont des commensaux courants chez de nombreux vertébrés, dotées d'une capacité unique à stimuler le système immunitaire. Chez la souris, les bactéries filamenteuses segmentées déclenchent une réaction inflammatoire contrôlée dès le début de la vie, favorisant l'induction des cellules Th17, une réponse IgA, et une réactivité immunitaire renforcée. Les bactéries filamenteuses segmentées préparent le système immunitaire de l'hôte à combattre un large éventail de pathogènes, aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur de l'intestin, et jouent un rôle crucial dans la réaction de sevrage, prévenant l'imprégnation pathologique du système immunitaire.

Cependant, cette réponse immunitaire accrue peut aggraver ou atténuer la sévérité de la maladie dans un nombre de modèles murins de maladies. La présence des bactéries filamenteuses segmentées dans l'intestin sert alors de biomarqueur pour la réactivité immunitaire globale, la résistance aux pathogènes et la susceptibilité aux maladies.

Les effets immunomodulateurs marqués des bactéries filamenteuses segmentées sont liés à leur attachement étroit à l'épithélium de l'intestin grêle, agissant comme un "signal de danger" sans causer de dommages intestinaux. Bien que leur étude soit complexe en raison de leur résistance à la culture in vitro, le succès récent de la mise en place d'un système de culture des bactéries filamenteuses segmentées in vitro a permis d'éclairer leur cycle de vie. De nombreux aspects des bactéries filamenteuses segmentées restent à explorer, avec des détails moléculaires encore à révéler.

 

 

L'objectif global de notre laboratoire est d'établir une vue complète du cycle de vie des bactéries filamenteuses segmentées et de comprendre comment leur interaction intime avec l'hôte conduit à leurs puissants effets immunomodulateurs. Nos principaux objectifs de recherche sont donc de :

  1. Développer des techniques de manipulation génétique des bactéries filamenteuses segmentées.
  2. Caractériser le cycle de vie des bactéries filamenteuses segmentées sur les plans morphologique et moléculaire.
  3. Analyser l'interaction bactérie-hôte au niveau cellulaire et moléculaire.
  4. Identifier les facteurs de l'hôte impliqués dans l'activation immunitaire médiée par les bactéries filamenteuses segmentées.
  5. Mieux comprendre comment les contraintes de niche ont façonné l'évolution du génome des bactéries filamenteuses segmentées.
  6. Développer les bactéries filamenteuses segmentées comme nouveau vecteur de vaccins contre les pathogènes diarrhéiques.
Publications clés
Metwaly A, Jovic J, Waldschmitt N, Khaloian S, Heimes H, Häcker D, Ahmed M, Hammoudi N, Le Bourhis L, Mayorgas A, Siebert K, Basic M, Schwerd T, Allez M, Panes J, Salas A, Bleich A, Zeissig S, Schnupf P, Cominelli F, Haller D. Diet prevents the expansion of segmented filamentous bacteria and ileo-colonic inflammation in a model of Crohn's disease. Microbiome. 2023; Mar 31;11(1):66. doi: 10.1186/s40168-023-01508-y. PMID: 37004103 ; PMCID: PMC10064692.
Nkamba I, Mulet C, Dubey GP, Gorgette O, Couesnon A, Salles A, Moya-Nilges M, Jung V, Gaboriau-Routhiau V, Guerrera IC, Shima T, Umesaki Y, Nigro G, Krijnse-Locker J, Bérard M, Cerf-Bensussan N, Sansonetti PJ, Schnupf P. Intracellular offspring released from SFB filaments are flagellated. Nat Microbiol. 2020; Jan;5(1):34-39. doi: 10.1038/s41564-019-0608-1. PMID: 31819216 ; PMCID: PMC6927800.
Schnupf P, Gaboriau-Routhiau V, Cerf-Bensussan N. Modulation of the gut microbiota to improve innate resistance. Curr Opin Immunol. 2018; Oct;54:137-144. doi: 10.1016/j.coi.2018.08.003. PMID: 30205357 .
Schnupf P, Gaboriau-Routhiau V, Sansonetti PJ, Cerf-Bensussan N. Segmented filamentous bacteria, Th17 inducers and helpers in a hostile world. Curr Opin Microbiol. 2017; Feb;35:100-109. doi: 10.1016/j.mib.2017.03.004. PMID: 28453971 .
Schnupf P, Gaboriau-Routhiau V, Gros M, Friedman R, Moya-Nilges M, Nigro G, Cerf-Bensussan N, Sansonetti PJ. Growth and host interaction of mouse segmented filamentous bacteria in vitro. Nature. 2015; Apr 2;520(7545):99-103. doi: 10.1038/nature14027. PMID: 25600271 ; PMCID: PMC5102327.
Financements & subventions