Thèse en biologie moléculaire et cellulaire, Interaction Hôte-Pathogène, CNRS, Toulouse

Description du sujet de thèse

Caractérisation des mécanismes moléculaires de la présentation des antigènes lipidiques mycobactériens aux lymphocytes T.
La tuberculose est une maladie transmissible qui reste un problème de santé au niveau mondial ; c’est l’une des 10 premières causes de décès dans le monde et la première cause de décès due à un seul agent infectieux (se plaçant au-dessus du VIH/sida). Selon l’Organisation mondiale de la santé, 1,4 million de personnes sont mortes de la tuberculose en 2019 (1).

Il est donc urgent de développer de nouvelles stratégies vaccinales qui permettront la mise au point d’un vaccin contre la tuberculose plus efficace que le BCG. Dans le cadre de programmes internationaux soutenus par l’Union européenne (TBVAC2020) et la Fondation Bill & Melinda Gates, nous évaluons depuis plusieurs années une stratégie prometteuse qui consiste à utiliser des antigènes de Mycobacterium tuberculosis de nature lipidique dans des formulations vaccinales sous-unitaires (2-5).

Ces antigènes sont présentés aux lymphocytes T par les protéines de la famille CD1 (en particulier l’isoforme CD1b) à la surface des cellules présentatrices d’antigènes (CPA). Les principales étapes cellulaires de la présentation des antigènes lipidiques par CD1 sont connues. Cependant, les mécanismes moléculaires précis et les acteurs impliqués restent à définir.

Ce projet de thèse vise à identifier les acteurs et les mécanismes clés de la présentation des antigènes lipidiques par CD1b, en se concentrant sur les aspects les plus mal compris de ce processus, notamment l’identité des protéines intracellulaires requises pour la capture de l’antigène, le trafic vers les lysosomes, l’apprêtement en épitopes et le chargement sur CD1b. L’analyse détaillée de la composition protéique des lysosomes de la PCA nous a permis d’identifier de nouvelles protéines candidates potentiellement impliquées dans la présentation des antigènes lipidiques.

Ici, nous allons spécifiquement inactiver par la technologie CRISPR/Cas9 les gènes sélectionnés dans les lignées cellulaires modèles K562-CD1b ou THP1-CD1b (6). Le rôle des gènes ciblés sera évalué à différentes étapes de la présentation de l’antigène lipidique (capture, trafic, traitement, chargement) en utilisant différents tests :
– pour déterminer si l’antigène est correctement capté par CD1b et présenté à la surface de la PCA, les cellules seront i) pulsées avec des lipides antigéniques (Ac2SGL) et leur capacité à activer le clone T spécifique sera analysée ou ii) marquées avec l’anticorps dAbk11, qui reconnaît spécifiquement le complexe CD1b-Ac2SGL à la surface de la PCA (7).
– en l’absence d’activation des cellules T ou de reconnaissance des anticorps, la structure lipidique présentée par CD1b à la surface de la PCA sera étudiée, en utilisant une stratégie innovante que nous avons précédemment développée pour isoler les complexes CD1b: lipides. Cette stratégie est basée sur l’utilisation de PCA exprimant une forme clivable de la protéine CD1b. Après des conditions définies de clivage et de purification des complexes, les lipides seront extraits de la protéine CD1b clivée et analysés par HPLC/MS.
– enfin, le devenir de l’antigène (forme synthétique fluorescente à produire) sera analysé par microscopie confocale depuis sa captation par les cellules jusqu’à sa localisation dans les lysosomes, et son chargement sur CD1b (co-localisation par microscopie haute résolution). La fonction de certaines protéines cibles sera étudiée in vitro (protéine cargo, protéine de transfert de lipides, …) à l’aide de tests dédiés (8-10).

References :
1. https://www.who.int/teams/global-tuberculosis-programme/tb-reports/global-tuberculosis-report-2020
2. H. de la Salle et al., Assistance of microbial glycolipid antigen processing by CD1e. Science 310, 1321 (Nov 25, 2005).
3. M. Gilleron et al., Lysosomal Lipases PLRP2 and LPLA2 Process Mycobacterial Multi-acylated Lipids and Generate T Cell Stimulatory Antigens. Cell chemical biology 23, 1147 (Sep 22, 2016).
4. M. Gilleron et al., Diacylated sulfoglycolipids are novel mycobacterial antigens stimulating CD1-restricted T cells during infection with Mycobacterium tuberculosis. The Journal of experimental medicine 199, 649 (Mar 1, 2004).
5. G. Larrouy-Maumus et al., Protective efficacy of a lipid antigen vaccine in a guinea pig model of tuberculosis. Vaccine 35, 1395 (Mar 7, 2017).
6. S. Chandra et al., Mrp1 is involved in lipid presentation and iNKT cell activation by Streptococcus pneumoniae. Nature communications 9, 4279 (Oct 15, 2018).
7. F. Camacho et al., Selection of phage-displayed human antibody fragments specific for CD1b presenting the Mycobacterium tuberculosis glycolipid Ac2SGL. International journal of mycobacteriology 5, 120 (Jun, 2016).
8. L. Blanc et al., Mycobacterium tuberculosis inhibits human innate immune responses via the production of TLR2 antagonist glycolipids. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 114, 11205 (Oct 17, 2017).
9. D. Cala-De Paepe et al., Deciphering the role of CD1e protein in mycobacterial phosphatidyl-myo-inositol mannosides (PIM) processing for presentation by CD1b to T lymphocytes. The Journal of biological chemistry 287, 31494 (Sep 7, 2012).
10. L. F. Garcia-Alles et al., Crystal structure of human CD1e reveals a groove suited for lipid-exchange processes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108, 13230 (Aug 9, 2011).

Contexte de travail

Thèse CNRS collaborative avec impact sociétal : le projet proposé sera exécuté dans son intégrité dans le département « tuberculose et biologie des infections » de l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS, unité CNRS, Toulouse, France), dans l’équipe « Immunomodulation par les lipides et glycoconjugués mycobactériens » dirigée par le Dr J. NIGOU et en interaction avec l’équipe « Détection immunitaire et élimination des pathogènes » d’E. MEUNIER.

Informations complémentaires

Le/la candidat-e aura obtenu un Master durant lequel il/elle aura fait un stage de recherche en biologie cellulaire et moléculaire. Il/elle devra faire preuve de bonnes connaissances et compétences dans ces deux domaines.

La connaissance de la technologie CRISPR/Cas9 serait appréciée.Veuillez joindre à votre candidature vos CV, relevé de notes officiel de Master et une courte lettre de motivation ainsi que les coordonnées (email) de deux référents.

Pour postuler

Candidater sur le site emploi du CNRS.