IHP Team Research projects

Les microsporidies sont des champignons parasites intracellulaires obligatoires capables d’infecter un très large spectre d’hôtes. Ces parasites sont impliqués en santé humaine et en santé animale, entraînant des pertes économiques importantes en apiculture, en sériciculture et en aquaculture. Leur appareil d’invasion est extrêmement sophistiqué et implique une structure originale, le tube polaire, permettant d’inoculer le contenu de la spore dans le cytoplasme de la cellule. L’intérêt d’étudier ces microorganismes est aussi lié à leur extrême réduction génomique, les rendant fortement dépendants de leur hôte. Les microsporidies sont également capables de moduler la réponse immunitaire. Le projet HACKERS comprend 2 axes de recherche. Le premier vise à décortiquer les processus de reconnaissance et d’invasion de la cellule et de caractériser les protéines parasitaires et les récepteurs cellulaires impliqués. Le second axe de recherche visera à explorer les mécanismes de piratage des fonctions cellulaires de l’hôte mis en place par le parasite. Ces 2 axes seront menés par des approches in vitro (cellules fibroblastiques et immunitaires), ex vivo (organoïdes) et in vivo (souris) dans des modèles d’imagerie dynamique intravitale innovants (pavillon de l’oreille et muqueuse intestinale). Deux espèces microsporidiennes seront étudiées, Encephalitozoon cuniculi, parasite de mammifères et Anncaliia algerae, parasite de vertébrés et d’invertébrés. Ce projet de recherche fondamentale permettra d’identifier des cibles thérapeutiques pour la lutte contre les infections microsporidiennes.

Microsporidia are obligate intracellular fungal-related parasites, infecting a wide range of vertebrate and invertebrate hosts. These parasites are involved in human and animal health, causing important economic losses in beekeeping, sericulture and aquaculture. Their invasion apparatus is highly sophisticated and involves a unique structure, the polar tube, which allows the injection of the spore content into the host cell cytoplasm. The interest in studying these microorganisms is also linked to their extreme genome reduction, making them highly dependent on their host. Microsporidia are also able to modulate the immune response. The HACKERS project includes 2 research axes. The first one aims at deciphering the cell invasion mechanisms and to characterize components at the host-parasite interface. The second axis of research will aim at exploring the hijacking mechanisms of host cellular functions by the parasite. These two axes will be carried out using in vitro (fibroblasts and immune cells), ex vivo (organoids) and in vivo (mice) approaches in innovative intravital dynamic imaging models (ear pinna and intestinal mucosa). Two microsporidian species will be studied, Encephalitozoon cuniculi, a mammalian parasite and Anncaliia algerae, a parasite of both vertebrates and invertebrates. This fundamental research project will identify therapeutic targets to fight microsporidian infections.

L’avènement des technologies « omiques » a révolutionné la compréhension des gènes codants et non codants des organismes, permettant notamment l’identification de petites protéines ou smORF-encoded polypeptides (SEPs) appartenant jusqu’alors au « dark proteome ». En effet, les gènes codant ces protéines ne respectent pas les critères couramment utilisés pour leur prédiction ce qui les rend difficile à identifier. Ces SEPs ont donc été négligées, mais des travaux précurseurs ont montré qu’elles ont des rôles biologiques essentiels (réponse au stress, régulation métabolique, pathologie…) et constituent de ce fait un nouveau pan de molécules cellulaires à explorer. Pour initier un axe de recherche sur leur implication dans les interactions hôtes/pathogènes, nous proposons de les étudier sur deux modèles biologiques d’organismes pathogènes, le premier eucaryote avec l’espèce microsporidienne Anncaliia algerae et le second procaryote avec une souche d’Escherichia coli adhérente-invasive. Ce projet a donc pour objectif d’identifier le répertoire des SEPs de pathogènes lors d’un processus infectieux en mettant en évidence leurs rôles dans ce processus. Les différentes SEPs identifiées pourraient donc être de nouvelles cibles pour le développement de thérapies ou de diagnostics spécifiques à ces deux modèles, mais également par transposition chez d’autres organismes pathogènes.
Contacts: PEYRETAILLADE Eric et WAWRZYNIAK Ivan

Nosema ceranae, un champignon microscopique, et l’ectoparasite Varroa destructor, sont deux principaux stresseurs biologiques des abeilles à l’origine de perturbations majeures dans les colonies. Le cycle de V. destructor comporte deux phases : une phorétique sur l’abeille adulte et une de reproduction. Cette dernière ayant lieu dans les cellules de couvain operculées, Varroa et sa progéniture vont alors se nourrir de l’hémolymphe et des corps gras des pupes d’abeilles affaiblissant leur système immunitaire et conduisant souvent à l’émergence d’abeilles malformées.  Chez les abeilles adultes, la maladie due à N. ceranae provoque des diarrhées et détruit les cellules du tube digestif. Le pollen, principale source de lipides et de protéines pour les abeilles, joue un rôle primordial dans le développement de ces pathologies et ainsi dans le maintien de la bonne santé des colonies. L’objectif de notre projet consiste à étudier l’impact d’une supplémentation pollinique des abeilles adultes exposées à Nosema et préalablement à Varroa durant les stades larvaires. L’effet de Varroa sur des larves d’abeilles élevées en laboratoire sera évalué sur leur croissance ainsi que sur le microbiote des abeilles émergentes. Les effets à plus long terme seront examinés, sur ces mêmes abeilles, quant à leur tolérance à Nosema, en conditions contrôlées de laboratoire et semi-contrôlées (sous tunnel). Nous nous intéresserons aux relations entre l’expression des gènes, une modulation du peptidome/protéome et les caractères phénotypiques. Nous souhaitons décrire comment les effets de ces stresseurs seront couplés aux interactions entre le nourrissement et la composition du microbiote. Ce projet interdisciplinaire repose sur les expertises complémentaires des partenaires et permet la mise en place d’un système expérimental unique, au service d’une étude complète, à l’échelle du cycle complet de l’abeille, de l’impact de la nutrition et de deux pathogènes observés tout au long de la saison apicole, en conditions de laboratoire et semi-contrôlées.

Coordinatrice : Angélique Vétillard, Laboratoire Evolution et Diversité Biologique CNRS IRD UMR 5174, Université Paul Sabatier, Toulouse ; Partenaire : Philippe Bulet, Institut pour l’Avancée des Biosciences Inserm U 1209, CNRS UMR 5309, Université Grenoble Alpes ; Responsable pour le LMGE : Hicham El Alaoui