Impact de l’hypoxie sur la réponse immunométabolique des cellules épithéliales

L’objectif de ce projet est d’investiguer l’effet d’une teneur réduite en oxygène (physioxie ou hypoxie) sur les réponses immunitaires et métaboliques dans le cadre de maladies chroniques et d’infections virales affectant les tissus cutanées et rénaux. L’implication des facteurs de transcription induits par l'hypoxie (HIFs) dans la modulation de la réponse cellulaire sera caractérisée. Le but est d’identifier des mécanismes de régulation immune médiés par les HIFs qui favoriseraient l’inflammation chronique et/ou les infections virales. 

Contexte et problématique :

De plus en plus de données soulignent l’impact de l’hypoxie sur la réponse inflammatoire et l’infection virale. Chez l’Homme, les cellules épithéliales cutanées et rénales se trouvent naturellement à un taux d'oxygénation faible (physioxie), notamment au niveau de l’épiderme où les cellules sont organisées en épithélium pluristratifié, non vascularisé. Pourtant, ces populations cellulaires sont la plupart du temps étudiées en laboratoire dans des conditions artificielles « d’hyperoxie ». L’intérêt d’étudier ces cellules en conditions hypoxiques est d’autant plus important que les facteurs de transcription HIFs, activés par une teneur réduite en oxygène, sont induits dans des conditions d’inflammation chronique de la peau (psoriasis, dermatite atopique) et du rein (ischémie-reperfusion, fibrose rénale) et régulent différents types d’infection virale (cytomégalovirus, arbovirus, herpès simplex…).

Description du sujet :

Les réponses immune et métabolique induites par des cocktails de cytokines mimant les pathologies inflammatoires et des agonistes mimant l’infection virale seront étudiées dans des cellules épithéliales des tubules rénaux et de la peau (cultures de kératinocytes en monocouche (culture 2D) et sous la forme d’épidermes humains reconstruits (culture 3D)). L’impact de l’hypoxie sur ces réponses sera étudié en utilisant une chambre à hypoxie ou des molécules mimétiques de l’hypoxie permettant de stabiliser les HIFs. Le rôle des HIFs dans la modulation des réponses immunitaires induites sera caractérisé dans des modèles cellulaires de sur- et sous-expression. L’objectif de ce projet est de caractériser les modulations de la réponse immunométabolique des cellules épithéliales par la signalisation hypoxique.

Méthodologie et mise en œuvre :

Les expérimentations auront lieu au Laboratoire Inflammation Tissus Epithéliaux et Cytokines (LITEC) de l’université de Poitiers. Des cellules épithéliales cutanées et rénales humaines seront stimulées par des inducteurs de la réponse antivirale (poly(I :C), des agonistes de la voie cGAS-STING) et des cocktails de cytokines proinflammatoires spécifiques de pathologies, en conditions normoxique ou hypoxique. Les réponses inflammatoire, antivirale et à l’hypoxie seront étudiées par des analyses transcriptionnelles (RT-qPCR sur des gènes cibles, RNA seq), Western blot, immunomarquage et ELISA. La réponse métabolique sera étudiée par des analyses en temps réel du métabolisme cellulaire (technologie Agilent Seahorse), ainsi que les activités enzymatiques des protéines clés impliquées dans les voies de la glycolyse et de la phosphorylation oxydative à l’aide de kits spécifiques. Le rôle des HIFs sera étudié à l’aide de modèles cellulaires transduits avec des lentivecteurs afin d’évaluer l’impact de ces facteurs sur la réponse immunométabolique. Enfin l’utilisation de souris HIF-KO conditionnelles pourra compléter la caractérisation du rôle des HIF dans l’inflammation et l’immunité antivirale des épithéliums.

Le LITEC « laboratoire Inflammation, Tissus épithéliaux et Cytokines » a été créé en 2008. Les mots clefs qui caractérisent son activité sont « Cytokines », « Inflammation », « Infection », et « Peau ». Nous étudions le rôle des cytokines et des agents infectieux dans l’induction de l’inflammation cutanée, et les interactions entre les kératinocytes, les fibroblastes dermiques et les cellules inflammatoires. En amont, nous analysons les mécanismes inducteurs de l’inflammation, la réponse des kératinocytes aux cytokines ou aux microorganismes pathogènes bactériens ou viraux. Le devenir de la réponse inflammatoire est également examiné : soit sa résolution, en nous focalisant sur les mécanismes de défense anti-bactérienne et anti-virale et la cicatrisation, soit sa chronicisation, en précisant la place particulière des cytokines dans le cercle vicieux qui s’installe, et leurs conséquences sur l’évolution locale ou systémique de cette inflammation. L’approche est mécanistique, avec une définition des molécules impliquées, des voies de signalisation mises en jeu et des profils de réponse induits. Nous développons des modèles in vitro (cultures de cellules épithéliales, de fibroblastes, co-cultures avec des leucocytes et infections par des bactéries ou des virus) et in vivo (modèles d’inflammation et d’infection cutanée chez des souris sauvages et transgéniques).

Le/la candidat(e) devra être titulaire d’un Master dans le domaine de la biologie-santé. Des compétences sont requises en biologie cellulaire et moléculaire et en immunologie. Le/la candidat(e) est de nature motivée, proactive, autonome, rigoureuse, curieuse et aime prendre des initiatives. Une maîtrise de l’anglais (lu, écrit, parlé) ainsi que des qualités rédactionnelles sont demandées.