Ecosystems and Immunity
Composition de l'équipe
Directeur de recherche
Chargé(e) de Recherche
Ingénieur
Doctorant(e)
Activities
L'équipe Ecosystèmes et Immunité.
De gauche à droite : M. Rodolphe Pontier-Brès (Ingénieur d'études), Dr Dorota Czerucka (Directeur de Recherche), Dr François Sénéca (Chargé de Recherche) et M. Alexandre Perrone (Doctorant). © CSM
Interactions entre les cnidaires et les agents pathogènes : vers une meilleure compréhension des maladies humaines. © CSM
L'anémone Exaiptasia pallida , ici vue de profil, nous sert de modèle pour étudier les mécanismes de réponses immunitaires des invertébrés marins. © CSM
Vue au microscope de la bouche de l'anémone Exaiptasia pallida. © CSM
L'anémone Exaiptasia pallida infectée par des bactéries pathogènes.© CSM
Ibidem. © CSM
L'anémone Exaiptasia pallida sécrète constamment du mucus sur sa surface corporelle. © CSM
Le développement de résistances contre les antibiotiques constitue un réel problème en santé publique et incite les recherches de nouvelles stratégies pour combattre les infections bactériennes. Par ailleurs, les changements climatiques provoquent le réchauffement et l’acidification des océans ce qui entraine non seulement leurs détérioration mais également l’émergence de nouvelles bactéries pathogènes pour l’homme ou pour les animaux marins comme les coraux. Les recherches de l’équipe Ecosystèmes et Immunité sont axées sur une meilleure compréhension de la relation hôte-pathogènes dans divers modèles afin de définir des nouvelles stratégies pour combattre les infections et mieux comprendre les mécanismes de virulence chez ces nouvelles bactéries pathogènes (Schéma 1).
Notre équipe est pluridisciplinaire et formée de personnes issues de la recherche médicale et de la recherche en écologie moléculaire marine. Notre projet de recherche se situe à l’interaction entre la microbiologie intestinale sur l’humain et l’immunité innée d’un invertébré et exploite les atouts d’un modèle émergeant : l’anémone Aiptasia pallida.
Axe biologie médicale
La microflore gastro-intestinal ou « microbiote » est un écosystème extrêmement complexe qui coexiste en équilibre avec l’hôte. Lorsque cet équilibre est rompu, c’est à dire on induit une dysbiose par exemple lors de l’antibiothérapie, des désordres cliniques peuvent apparaître tels que les diarrhées infectieuses, les ulcères, les maladies inflammatoires de l’intestin, le syndrome du côlon irritable et enfin le cancer du colon. En outre le microbiote joue un rôle vital dans le bon fonctionnement du système immunitaire qui a « appris » à différencier les bactéries bénéfiques des bactéries pathogènes. Une des stratégies pour combattre les infections consiste à mieux comprendre la réponse immunitaire de l’hôte qui permet d’éliminer les bactéries pathogènes.
Les probiotiques sont définis comme étant des micro-organismes vivants (bactéries ou levures), qui lorsqu’ils sont ingérés exercent un effet bénéfique sur la santé de l'individu. Dans le cas des infections bactériennes, le développement de la résistance aux antibiotiques incite la recherche de nouvelles stratégies médicamenteuses. L’administration des probiotiques pourrait constituer une approche thérapeutique visant à diminuer la consommation d’antibiotiques. D’autre part les probiotiques pourrait jouer un rôle immunostimulant et participer ainsi à la lutte contre les infections bactériennes.
Parmi les probiotiques la levure Saccharomyes boulardii CNCM I-745 (Ultra-levure) bénéficie de études cliniques qui montrent son efficacité dans la prévention des rechutes aux Clostridium difficile lors de l’antibiothérapie. Nous étudions l’effet de cette levure sur la dysbiose, ses interactions avec d’autres microorganismes non-pathogènes ou pathogènes et son effet immuno-modulateur faisant intervenir les réponses aux niveaux des cellules immunitaires présentent dans la lamina propria.
Axe biologie marine
On sait aujourd’hui que les Cnidaires possèdent leurs propres microbiotes et que certaines bactéries pathogènes sont à l’origine du blanchissement des coraux, qui se rapprocherait de la dysbiose chez l’homme. Nous utilisons l’anémone de mer Aiptasia pallida comme modèle pour mieux comprendre les relations Hôtes/ Pathogènes. Pour cela, l’étude de l’anémone de mer s’avère être un excellent modèle car l’animal peut être comparé à un tube digestif ouvert à l’une de ses extrémités. Cette petite anémone tropicale est capable de vivre avec ou sans algues symbiotiques et de se reproduire très rapidement en culture de façon asexuée. Malgré cette apparente simplicité, son système immunitaire inné est similaire à celui des Vertébrés, l’Homme compris. Par example, Aiptasia pallida possède de nombreux gènes connus chez l’homme pour être impliqués dans la défense immunitaire contre les bactéries pathogènes comme par exemple Toll/TLR, Myd88, les recepteurs NOD-like, IL-1R, TNF et le complément C3. Elle a également conservé les cibles cellulaires de certaines toxines bactériennes comme par exemple les GTPases.
L’anémone Aiptasia pallida est par conséquent un organisme de choix pour l’obtention d’une meilleure connaissance des relations cnidaires/ bactéries dans le contexte des pathologies coralliennes et pour découvrir des stratégies antimicrobiennes pouvant aider l’homme. Cette étude permettra à la fois de comprendre la réponse de l’anémone vis à vis des pathogènes humains provenant de la mer, mais également de mieux appréhender certaines pathologies coralliennes dues à des bactéries. Les résultats de ces études auraient donc des conséquences dans le domaine de la gestion environnementale mais aussi celle des pathologies humaines liées aux infections bactériennes du tube digestif.
Notre équipe est pluridisciplinaire et formée de personnes issues de la recherche médicale et de la recherche en écologie moléculaire marine. Notre projet de recherche se situe à l’interaction entre la microbiologie intestinale sur l’humain et l’immunité innée d’un invertébré et exploite les atouts d’un modèle émergeant : l’anémone Aiptasia pallida.
Axe biologie médicale
La microflore gastro-intestinal ou « microbiote » est un écosystème extrêmement complexe qui coexiste en équilibre avec l’hôte. Lorsque cet équilibre est rompu, c’est à dire on induit une dysbiose par exemple lors de l’antibiothérapie, des désordres cliniques peuvent apparaître tels que les diarrhées infectieuses, les ulcères, les maladies inflammatoires de l’intestin, le syndrome du côlon irritable et enfin le cancer du colon. En outre le microbiote joue un rôle vital dans le bon fonctionnement du système immunitaire qui a « appris » à différencier les bactéries bénéfiques des bactéries pathogènes. Une des stratégies pour combattre les infections consiste à mieux comprendre la réponse immunitaire de l’hôte qui permet d’éliminer les bactéries pathogènes.
Les probiotiques sont définis comme étant des micro-organismes vivants (bactéries ou levures), qui lorsqu’ils sont ingérés exercent un effet bénéfique sur la santé de l'individu. Dans le cas des infections bactériennes, le développement de la résistance aux antibiotiques incite la recherche de nouvelles stratégies médicamenteuses. L’administration des probiotiques pourrait constituer une approche thérapeutique visant à diminuer la consommation d’antibiotiques. D’autre part les probiotiques pourrait jouer un rôle immunostimulant et participer ainsi à la lutte contre les infections bactériennes.
Parmi les probiotiques la levure Saccharomyes boulardii CNCM I-745 (Ultra-levure) bénéficie de études cliniques qui montrent son efficacité dans la prévention des rechutes aux Clostridium difficile lors de l’antibiothérapie. Nous étudions l’effet de cette levure sur la dysbiose, ses interactions avec d’autres microorganismes non-pathogènes ou pathogènes et son effet immuno-modulateur faisant intervenir les réponses aux niveaux des cellules immunitaires présentent dans la lamina propria.
Axe biologie marine
On sait aujourd’hui que les Cnidaires possèdent leurs propres microbiotes et que certaines bactéries pathogènes sont à l’origine du blanchissement des coraux, qui se rapprocherait de la dysbiose chez l’homme. Nous utilisons l’anémone de mer Aiptasia pallida comme modèle pour mieux comprendre les relations Hôtes/ Pathogènes. Pour cela, l’étude de l’anémone de mer s’avère être un excellent modèle car l’animal peut être comparé à un tube digestif ouvert à l’une de ses extrémités. Cette petite anémone tropicale est capable de vivre avec ou sans algues symbiotiques et de se reproduire très rapidement en culture de façon asexuée. Malgré cette apparente simplicité, son système immunitaire inné est similaire à celui des Vertébrés, l’Homme compris. Par example, Aiptasia pallida possède de nombreux gènes connus chez l’homme pour être impliqués dans la défense immunitaire contre les bactéries pathogènes comme par exemple Toll/TLR, Myd88, les recepteurs NOD-like, IL-1R, TNF et le complément C3. Elle a également conservé les cibles cellulaires de certaines toxines bactériennes comme par exemple les GTPases.
L’anémone Aiptasia pallida est par conséquent un organisme de choix pour l’obtention d’une meilleure connaissance des relations cnidaires/ bactéries dans le contexte des pathologies coralliennes et pour découvrir des stratégies antimicrobiennes pouvant aider l’homme. Cette étude permettra à la fois de comprendre la réponse de l’anémone vis à vis des pathogènes humains provenant de la mer, mais également de mieux appréhender certaines pathologies coralliennes dues à des bactéries. Les résultats de ces études auraient donc des conséquences dans le domaine de la gestion environnementale mais aussi celle des pathologies humaines liées aux infections bactériennes du tube digestif.
Publications
2023
-
Impact of rising seawater temperature on a phagocytic cell population during V. parahaemolyticus infection in the sea anemone E. pallida
Billaud M, Larbret F, Czerucka D
Front Immunol 14:1292410 -
Specific targeting of inflammatory osteoclastogenesis by the probiotic yeast S. boulardii CNCM I-745 reduces bone loss in osteoporosis
Madel M-B, Halper J, Ibáñez L, Lozano C, Rouleau M, Boutin A, Mahler A, Pontier-Brès R, Ciucci T, Topi M, Hue C, Amiaud J, Iborra S, Sancho D, Heymann D, Garchon H-J, Czerucka D, Apparailly F, Douroux-Richard I, Wakkach A, Blin-Wakkach C
Elife 12:e82037
2022
2021
-
Escherichia coli Rho GTPase-activating toxin CNF1 mediates NLRP3 inflammasome activation via p21-activated kinases-1/2 during bacteraemia in mice
Dufies O, Doye A, Courjon J, Torre C, Michel G, Loubatier C, Jacquel A, Chaintreuil P, Majoor A, Guinamard R R, Gallerand A, Saavedra P H V, Verhoeyen E, Rey A, Marchetti S, Ruimy R, Czerucka D, Lamkanfi M, Py B F, Munro P, Visvikis O, Boyer L
Nature Microbiol 6: 401–412 -
Physiological and molecular responses of lobe coral indicate nearshore adaptations to anthropogenic stressors
Tisthammer K H, Timmins-Schiffman E, Seneca F, Nunn B L, Richmond R H
Sci Rep 11: 3423 -
Statistics of pathogenic bacteria in the search of host cells
Otte S, Perez Ipina E, Pontier-Brès R, Czerucka D, Peruani F
Nat Commun 12, 1990
2020
-
Gene expression kinetics of Exaiptasia pallida innate immune response to Vibrio parahaemolyticus infection
Seneca F, Davtian D, Boyer L, Czerucka D
BMC Genomics 21: 768 -
Human Health and Ocean Pollution
Landrigan P J, Stegeman J J, Fleming L E, Allemand D, Anderson D M, Backer L C, Brucker-Davis F, Chevalier N, Corra L, Czerucka D, Dechraoui Bottein M-Y, Demeneix B, Depledge M, Deheyn D D, Dorman C J, Fénichel P, Fisher S, Gaill F, Galgani F, Gaze W H, Giuliano L, Grandjean P, Hahn M E, Hamdoun A, Hess P, Judson B, Laborde A, McGlade J, Mu J, Mustapha A, Neira M, Noble R T, Pedrotti M L, Reddy C, Rocklöv J, Scharler U M, Shanmugam H, Taghian G, van de Water J A J M, Vezzulli L, Weihe P, Zeka A, Raps H, Rampal P
Annals of Global Health 86(1): 144, 1-64
2019
-
Bacteria display optimal transport near surfaces
Perez Ipina E, Otte S, Pontier-Brès R, Czerucka D, Peruani F
Nat Phys 15: 610-615 -
Diversity of Saccharomyces boulardii CNCM I-745 mechanisms of action against intestinal infections
Czerucka D, Rampal P
World Journal of Gastroenterology 25(18): 2188-2203 -
Modulation of 5-fluorouracil activation of toll-like/MyD88/NF-κB/MAPK pathway by Saccharomyces boulardii CNCM I-745 probiotic
Justino P F C, Franco A X, Pontier-Brès R, Monteiro C E S, Barbosa A L R, Souza M H L P, Czerucka D, Soares P M G
Cytokine 125:154791 -
Saccharomyces boulardii strain CNCM I-745 modifies the mononuclear phagocytes response in the small intestine of mice following Salmonella Typhimurium infection
Ibanez L, Pontier-Brès R, Larbret F, Rekima A, Verhasselt V, Blin-Wakkach C, Czerucka D
Front Immunol 10: 643