PROJET LEPTOPHAGO / Échappement immunitaire des leptospires – Projet achevé en 2022

Rôle des récepteurs Toll-Like et Nod-Like dans l‘activation et les fonctions des phagocytes infectés avec des leptospires pathogènes
Ce projet vise à comprendre comment les leptospires sont reconnus et pris en charge par les phagocytes, macrophages (MΦ), neutrophiles et cellules dendritiques (DC), en particulier leur reconnaissance par ou leur échappement aux récepteurs de l’immunité innée des familles Toll-Like (TLR) et Nod-Like (NLR). En se basant sur des résultats ultérieurs, nous avons émis l’hypothèse que l’absence de reconnaissance par ces récepteurs pourrait être impliqué dans l’échappement immunitaire en cause dans la leptospirose. Les efforts du GIMIN se concentrent sur l’étude de l’activation des DC par les leptospires en présence ou non de TLR/NLR d’intérêt. Les expérimentations se poursuivent parallèlement à Paris et en Nouvelle-Calédonie. Le projet LEPTOPHAGO a pour but de valider l’hypothèse d’échappement des leptospires aux récepteurs TLR et NLR humains comme moyen d’empêcher le bon fonctionnement des activités de phagocytose et de favoriser la maintenance des leptospires dans l’hôte. Nous espérons que notre approche basée sur l’utilisation de modèles sensibles et résistants aidera à mieux comprendre les mécanismes gouvernant le statut sensible et résistant spécifique des espèces infectées. A plus long terme, le but de ce projet serait de participer à la mise au point de nouvelles approches vaccinales, en particulier basées sur l’utilisation d’adjuvant visant les réponses TLR et NLR. Cela pourrait permettre de déclencher une meilleure réponse humorale et une mémoire immunitaire plus robuste que les vaccins actuels.
Partenaire Institut Pasteur Paris
Financement Programme Transversal de Recherche – Réseau International des Institut Pasteur

Pathogenic Leptospires Limit Dendritic Cell Activation Through Avoidance of TLR4 and TRIF Signaling
Cagliero J, Vernel-Pauillac F, Matsui M, Werts C.
Frontiers in Immunology, 13:911778.
doi.org/10.3389/fimmu.2022.911778

PROJET MEDIPLANTES / Potentiel anti-inflammatoire de plantes traditionnelles de Nouvelle-Calédonie – Projet achevé en 2022

Étude du potentiel anti-inflammatoire de plantes utilisées dans la médecine traditionnelle néo-calédonienne
Les finalités du projet sont multiples et tentent de valider scientifiquement l’efficacité des plantes sélectionnées en analysant leur composition chimique et leurs effets biologiques au travers de modèles cellulaires d’inflammation, et cela afin de proposer leur intégration à la Pharmacopée Calédonienne initiée dans le plan de santé Do Kamo de Nouvelle-Calédonie. Il vise en particulier à préciser leur activité anti-inflammatoire dans le but de valider leur utilisation et de les rendre disponible pour la population. Après la sélection des extraits présentant une activité anti-inflammatoire et non cytotoxique sur cellules humaines, les cibles moléculaires seront investiguées. En parallèle, l’identification des composés naturels sera effectuée par chromatographie couplée à de la spectrométrie de masse (HPLC/MS).
Partenaires Université de Nouvelle-Calédonie, MacQuarie University
Financement Fonds du Pacifique, Ministère des Affaires Etrangères

Anti-inflammatory activities of Coleus forsteri (formerly Plectranthus forsteri) extracts on human macrophages and chemical characterization
Nicolas M., Lasalo M., Chow S., Antheaume C., Huet K., Hnawia E., Guillemin GJ., Nour M., Matsui M.
Frontiers in Pharmacology, 13:1081310.
doi:10.3389/fphar.2022.1081310

La biodiversité en réponse aux enjeux de santé humaine en Nouvelle -Calédonie

PUBLICATIONS / BIONA-GIMIN

2023
Editorial: Exploring the Unique Biodiversity of the Western Pacific to Identify Novel Anti-infectious and Anti-inflammatory Compounds of Natural Origin
P. Georgel, N. Lebouvier., Matsui M.
Frontiers in Pharmacology, section Ethnopharmacology, 14
doi: 10.3389/fphar.2023.1154627

Anti-inflammatory activities of Coleus forsteri (formerly Plectranthus forsteri) extracts on human macrophages and chemical characterization
Nicolas M., Lasalo M., Chow S., Antheaume C., Huet K., Hnawia E., Guillemin GJ., Nour M., Matsui M.
Frontiers in Pharmacology, section Ethnopharmacology, 13:1081310.
doi:10.3389/fphar.2022.1081310

Antimicrobial activity of Xylopia pancheri Baill. leaf extract against susceptible and resistant Staphylococcus aureus
Werler N., Guentas L., Colot J., Hnawia E., Matsui M., Nour M.
Phytotherapy Research, 1-4
doi :doi.org/10.1002/ptr.7714

2022
Pathogenic Leptospires Limit Dendritic Cell Activation Through Avoidance of TLR4 and TRIF Signaling
Cagliero J, Vernel-Pauillac F, Matsui M, Werts C.
Frontiers in Immunology, 13:911778.
doi.org/10.3389/fimmu.2022.911778

Synthesis and Investigation of Flavanone Derivatives as Potential New Anti-Inflammatory Agents
Sinyeue CS, Matsui M, Oelgemöller M, Brégier F, Chaleix V, Sol V, Lebouvier N.
Molecules, MDPI, 2022, pp.1781.
doi :10.3390/molecules27061781

2021
Anti-inflammatory effects of flavonoids derivatives: Investigation of their structure activity relationship
Sinyeue CS, Matsui M, Oelgemöller M, Brégier F, Chaleix V, Sol V, Lebouvier N.
Proceedings of the 7th International Electronic Conference on Medicinal Chemistry, 1–30 November 2021, MDPI: Basel, Switzerland
doi:10.3390/ECMC2021-11345

Where Epigenetics Meets Food Intake: Their Interaction in the Development/Severity of Gout and Therapeutic Perspective
Philippe T Georgel, Philippe Georgel
Front Immunol. 2021 Sept 17;12:752359
doi: 10.3389/fimmu.2021.752359. eCollection 2021

2020
Escape of TLR5 Recognition by Leptospira spp.: A Rationale for Atypical Endoflagella
Holzapfel M, Bonhomme  D, Cagliero  J, Vernel-Pauillac  F, Fanton d’Andon M, Bortolussi S, Fiette  L, Goarant C, Wunder EA Jr, Picardeau M, Ko  AI, Werling D, Matsui M, Boneca IG, Werts C
Front Immunol. 2020 Aug 11;11:2007
doi: 10.3389/fimmu.2020.02007

Use of Golden Syrian Hamster as an Animal Model to Study Leptospirosis-Associated Immune Responses
Cagliero J, Huet K, Matsui M.
Methods Mol Biol 2020;2134:243-255
doi: 10.1007/978-1-0716-0459-5_22

2019
Health Challenges of the Pacific Region: Insights From History, Geography, Social Determinants, Genetics, and the Microbiome
Horwood PF, Tarantola A, Goarant  C, Matsui M, Klement E, Umezaki M, Navarro S, Greenhill AG 
Front Immunol. 2019 Sep 13;10:2184.
doi: 110.3389/fimmu.2019.02184

2018
Leptospirosis Pathophysiology: Into the Storm of Cytokines
Cagliero J, Villanueva SYAM, Matsui M.
Front Cell Infect Microbiol. 2018 Jun 20;8:204.
doi: 10.3389/fcimb.2018.00204. eCollection 2018. Review.

2017
High level of IL-10 expression in the blood of animal models possibly relates to resistance against leptospirosis
M. Matsui, L. Roche, M.-E. Soupé-Gilbert, M. Hasan, D. Monchy, C. Goarant.
Cytokine 2017; 11;96:144-151

2016
Cytokine and chemokine expression in kidneys during chronic leptospirosis in reservoir and susceptible animal models
M. Matsui, L. Roche, S. Geroult, M.-E. Soupé-Gilbert, D. Monchy, M. Huerre, C. Goarant.
PLoS One 2016; 11(5):e0156084

Cooperation avec le Vanuatu 2019

Expertise Pacifique pour la Surveillance des Arbovirus

Financement : OMS, CPS

Le personnel de l’URE-DA a été déployé au Vanuatu à l’occasion des Mini-Jeux du Pacifique fin 2017 et aux Samoa à l’occasion des Jeux du Pacifique en 2019, afin d’apporter son soutien à la surveillance de la circulation des arbovirus au cours de ces événements. L’unité reçoit également des sérobuvards du Vanuatu, de Fidji et Tuvalu pour confirmation diagnostique et typage des souches de dengue. Dans ce contexte, l’unité réalise des études phylogénétiques sur les souches de dengue circulant dans la région.

Survie des leptospires dans l’eau

Survie de leptospires pathogènes dans des eaux pauvres en nutriments: vers une meIlleure connaissance du réservoir environnemental des leptospires.
Principal investigator Emilie Bierque
Focal point IPNC Emilie Bierque, Cyrille Goarant
Collaborators at IPNC Marie-Estelle Soupé-Gilbert, Malia Kainiu
Other Collaborators Stagiaires
Total budget of project 8 300 euros Budget devoted to IPNC: NA
Funding IPNC
Timeline Start date: 2016 End date: 2019
Contexte
La transmission de la leptospirose à l’homme se fait par l’exposition à des leptospires virulents par contact avec l’urine ou les tissus d’animaux infectés, le plus souvent indirectement via un réservoir hydrotellurique. Pourtant, les facteurs conditionnant la survie des leptospires pathogènes dans l’environnement demeurent très mal connus.
Objectifs
L’objectif est de décrire la survie de leptospires dans des eaux de différentes compositions minérales.
Méthodes
Notre expérimentation utilise des eaux stérilisées pour étudier l’effet de la composition ionique des eaux testées sans les interactions complexes qui pourraient se produire dans la microflore multi-spécifique. Pour éviter la précipitation des sels qui se produirait lors de l’autoclavage et modifierait la composition ionique, les eaux ont été stérilisées par une filtration à 0,1 μm en utilisant des cartouches jetables stériles, puis distribuées dans des flasques de culture en plastique de 50 mL avec 2 lamelles de verre stériles pour évaluer l’adhérence des leptospires et observer d’éventuels changements morphologiques. Des leptospires sont ajoutés dans chaque flasque à une concentration finale de 106 Leptospires / mL. Les flacons de culture sont incubés à 30°C à l’obscurité, puis prélevés après différentes durées d’incubation, pendant un maximum de 2 ans.
Résultats
Après douze mois d’expérimentation, les résultats révèlent différents taux de survie selon l’eau utilisée, dès 30 jours d’incubation. Nous observons une différence de comportement entre les souches de leptospires seulement pour l’eau la plus minéralisé. Deux eaux semblent permettre une meilleure survie de trois des quatre souches étudiées. De plus, l’eau la plus minéralisée semble devenir favorable à la survie d’une des souches au bout d’un an de survie. Les trois souches restent vivantes et virulentes (pour les pathogènes) après au moins 9 mois en eaux alors que la quatrième n’a pas survécu après seulement deux jours. La microscopie nous permet également d’observer la formation d’amas cellulaires à partir de 60 jours d’incubation pour les pathogènes et dès 2 jours pour la souche saprophyte.
Perspectives
Notre étude permettra d’identifier la composition ionique des eaux favorisant la survie des leptospires et ainsi acquérir des données importantes sur leur survie et le maintien de la virulence dans des conditions pauvres en nutriments, l’environnement aqueux constituant la principale source de contamination humaine.
Valorisation 
Mélanie Faure, L2 student at University of New Caledonia made a 2-month training period on this subject.

Bierque E, Soupé-Gilbert ME, Geroult S, Thibeaux R and Goarant C. Leptospira survival in freshwater microcosms. Poster at the ILS conference, Palmerston North, NZ, November 2017.

 

Biofilm et leptospires

Leptospira Biofilm: an unexplored reservoir for environmental survival and persistence of infectious bacteria.
Principal investigator Roman Thibeaux
Focal point IPNC Roman Thibeaux, Cyrille Goarant
Collaborators at IPNC Marie-Estelle Soupé-Gilbert, Dominique Girault, Emilie Bierque
Other Collaborators Mathieu Picardeau, IPP, Jean-Marc Ghigo, IPP, Michaël Meyer, UNC
Total budget of project 8000 euros Budget devoted  to IPNC : NA
Funding IPNC
Timeline Start: 2018 End : 2019

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont d’étudier le rôle protecteur que le biofilm confère aux leptospires pathogènes à la fois dans des conditions écologiques difficiles mais aussi lors de la colonisation chronique des reins.

Methods

Nous avons mis au point une méthode pour cultiver le biofilm des leptospires in vitro dans une plaque 96 puits. Après 4 semaines, la formation du biofilm a été quantifiée à l’aide d’une méthode interne d’analyse d’images basée sur des images optiques à contraste de phase. Pour identifier les gènes des leptospires régulant la formation du biofilm, nous avons quantifié l’altération on l’augmentation de la capacité de mutants, générés par mutagenèse insertionnelle par transposition, à produire un biofilm. Nous avons ensuite étudié l’infectiosité des mutants dans un modèle hamster (hôte sensible), tandis que la capacité de colonisation rénale a été éprouvé dans un modèle souris (hôte réservoir). En parallèle, la protection vis-à-vis de stress environnementaux (T°, lumière UV, NaCl) conférée par le biofilm à ces mutants a été évaluée à l’aide d’un test de viabilité cellulaire (Alamar blue assay). Enfin, des lectines fluorescentes ont été utilisées pour visualiser in situ la présence et la distribution des exo-polysaccharides présents dans le biofilm des Leptospires.

Results

En examinant le phénotype de mutants déficients, nous avons identifié la voie de signalisation du c-di-GMP comme un régulateur majeur dans la formation du biofilm. En effet, lorsque les enzymes de synthèse c-di-GMP (contenant le motif GGDEF) ont subi une perte de fonction, les mutants ont montré une diminution de la production du biofilm et inversement lorsque les enzymes de dégradation du c-di-GMP (contenant le motif HD-GYP) sont altérées, les mutants ont développé une capacité accrue à produire du biofilm. Parallèlement, nous avons mis en évidence qu’un mutant défectueux pour une aldo-kéto-réductase impliquée dans le métabolisme des glucides, présente également une capacité réduite à produire du biofilm.

Nous avons ensuite étudié la pertinence écologique du biofilm produit par les leptospires. La mesure de l’infectiosité des mutants chez des hamsters montre que les mutants présentant une capacité altérée à produire du biofilm sont plus virulents que les mutants présentant une production accrue de biofilm. Dans un modèle de colonisation chronique des reins chez la souris, la charge d’excrétion urinaire des leptospires est plus élevée pour les mutants produisant peu de biofilm que chez leurs homologues. Enfin, un effet protecteur sur la viabilité cellulaire a été observé pour les mutants produisant plus de biofilm lorsqu’ils sont exposés à des doses élevées de sel (NaCl), d’ultraviolet et des températures extrêmes. Nous avons observé que la viabilité est potentialisée de manière dose-dépendante à la production de biofilm.

Enfin, l’emploi de lectines fluorescentes a permis une caractérisation préliminaire de la composition du biofilm, mettant en évidence la présence d’ x-d-glucopyranosyl ainsi que de résidus de x-mannopyranosyl et de x-glucopyranosyl.

Perspectives

Ces travaux ont révélé que, même s’il ne semble pas nécessaire pour l’infection de l’hôte, le biofilm améliore la survie des leptospires dans des conditions environnementales défavorables, ce qui contribue probablement à leur persistance dans l’environnement.

Les données issues de ces travaux pourraient suggérer des stratégies visant à altérer la production et l’organisation du biofilm bactérien, rendant ainsi les leptospires accessibles au système immunitaire ou à des conditions écologiques défavorables. Ces approches ouvriraient ainsi de nouvelles voies de prévention du risque environnemental de contamination par des leptospires.

Valorisation 

Thibeaux R, Soupé-Gilbert ME, Picardeau M, Goarant C. 2017. Biofilm of pathogenic Leptospira: A compromise between virulence and environmental survival? Présentation orale à la conférence de l’ILS, Palmerston North, NZ, November 2017.

Thibeaux R, Soupé-Gilbert ME, Kainiu M, Girault D, Bierque E, Fernandes J, Bähre H, Douyère A, Eskenazi N, Vinh J, Picardeau M, Goarant C. The Zoonotic Pathogen Leptospira interrogans Mitigates Environmental Stress Through cyclic-di-GMP-controlled Biofilm Production. npj Biofilms and Microbiomes 6(1):24 Texte intégral / Full text