Asthme & Brucellose : les avancées

Asthme & Brucellose :  les avancées.

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19 sept. 2020 à 12:00Temps de lecture8 min
Par Fabienne Vande Meerssche

Ce samedi 19 septembre 2020, Fabienne Vande Meerssche (@fvandemeerssche) reçoit dans LES ECLAIREURS : Xavier De Bolle, Biologiste et Professeur ordinaire à l’UNamur & Coraline Radermecker, Médecin Vétérinaire, Docteure en Immunologie et chercheuse au GIGA de l’ULiège.

 

DIFFUSION : samedi 19 septembre 2020 à 13h10’

REDIFFUSION : dimanche 20 septembre 2020 à 23h10’

Xavier De Bolle

Xavier De Bolle

Xavier De Bolle est Biologiste et Professeur ordinaire à l’UNamur.

 

Fils d’artiste, Xavier De Bolle s’est passionné pour les sciences et plus précisément la génétique moléculaire dès les études secondaires, sous l’impulsion de deux professeurs, Rupert Meurice de Dormale et Jean Weber (Collège Sainte-Gertrude à Nivelles). Il a ensuite réalisé une licence en Biologie à l’UNamur (alors Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix), de 1986 à 1990, et a réalisé un mémoire en génétique moléculaire de la levure, dans le laboratoire de Jean Vandenhaute sous la supervision de Anne Tibor et Olivier Laloux. Il a ensuite finalisé une thèse de doctorat sur la structure tridimensionnelle de l’alcool déshydrogénase de la levure de bière, sous la supervision de Ernest Feytmans et Eric Depiereux. Il a ensuite mené deux post-docs : le premier dans le laboratoire de Jean-Jacques Letesson avec Pascal Mertens (UNamur), où il a approfondi ses connaissances en biologie moléculaire et où il s’est en particulier intéressé à la bactériologie moléculaire. Un domaine qu’il a continué à développer au cours de son second post doc à Oxford (1998), en travaillant sur la génétique de Haemophilus influenzae. Après avoir exercé les fonctions de chargé de cours et d’assistant, il est devenu professeur à temps plein en 2010, et est Professeur ordinaire depuis 2019 à l’UNamur.

Asthme & Brucellose :  les avancées.

L’équipe de recherche de Xavier De Bolle développe une expertise autour de la biologie moléculaire de la bactérie Brucella. Cette bactérie provoque la brucellose, une maladie qui affecte de nombreux mammifères sauvages et domestiques, et qui est transmissible à l’homme. 

Notons que la Chine vient d’être touchée par une contamination : on dénombre  3245 cas de brucellose humaine (dont une grande partie sans doute asymptomatique). Cette contamination ferait suite à une fuite dans une usine de fabrication de vaccins…en cause, un stock périmé de désinfectant !

 

Sur le même sujet consultez les articles suivants : 

 

Pour parfaire les options thérapeutiques contre cette bactérie, il faut donc connaître son fonctionnement, dans ses aspects moléculaires. L’équipe de Xavier De Bolle s’efforce donc de comprendre comment une bactérie peut se nourrir, agrandir son enveloppe et son exosquelette (appelé peptidoglycan), se diviser lorsqu’elle a bien grandi, tout en s’assurant de transmettre son matériel génétique (ses chromosomes) aux deux cellules filles qui sont générées par la division cellulaire.

Regardez ici une vidéo où est suivi par un marqueur jaune le parcours du second chromosome de Brucella.  

Consultez aussi l’article lié à cette vidéo, paru en Open Access dans la Revue Nature Communications.

L’équipe de recherche tente aussi de déterminer comment ces processus sont contrôlés, particulièrement lorsque la bactérie se trouve à l’intérieur d’une cellule de mammifère, où elle est copieusement malmenée ! La cellule hôte va tenter de la brûler à l’acide, de la priver de nourriture et d’oligoéléments, … et la plupart des bactéries sont éliminée !  Mais les quelques survivantes sont capables de rejoindre une " niche de réplication ", une sorte de Jardin d’Eden où les agressions sont réduites et où la nourriture est disponible.

 

Pour étudier un si petit organisme, deux facteurs interviennent.

Le premier est au cœur de la biologie : la connaissance de l’évolution des espèces. Les recherches s’appuient sur les connaissances déjà acquises sur les organismes, " les modèles ", car ils sont bien étudiés. C’est le cas, notamment, de Caulobacter crescentus, une bactérie étudiée par deux équipes de l’UNamur, dirigées par Régis Hallez et Jean-Yves Matroule (lien_urbm). Ces connaissances peuvent être transférées à Brucella par le principe d’homologie, pour générer des hypothèses de travail.

 

Le second facteur est technique, l’équipe a accès à deux microscopes à fluorescence situés dans un laboratoire de niveau 3 de biosécurité (BL3), ce qui est assez rare dans la communauté scientifique. En effet, les BL3 ne sont en général pas équipés de ce type de microscopes, et ceux-ci permettent l’observation de bactéries individuelles.

Ces équipements ont permis de découvrir que Brucella fait face à un stress auparavant insoupçonné lors d’une infection cellulaire, qui affecte ses chromosomes. De plus, il a été possible de montrer que la bactérie ne pousse que par un côté, par un pôle.

Enfin, l’équipe de Xavier De Bolle a montré que l’enveloppe externe de la bactérie est étonnamment figée, ce qui s’explique par la découverte très récente (bientôt publiée) sur des liens entre l’enveloppe et l’exosquelette. D’autres recherches actuellement en cours révèlent des liens inattendus entre la fabrication des acides aminés et l’équilibre que doit trouver la bactérie pour l’acquisition de métaux nécessaires tels que le cuivre et le zinc, (mais toxiques à haute concentration).

 

L’équipe de recherche a noué de nombreuses collaborations fructueuses, notamment dans l’Unité de Recherche en Biologie des Microorganismes, et  aussi dans l’Institut des Sciences de la Vie, Narilis et en particulier dans le pôle de recherche en infectiologie, NaRePI. En outre, une collaboration interuniversitaire sous forme d’une " action de recherche concertée " avec des collègues de l’UCLouvain, Jean-François Collet et Patrice Soumillion, a permis à l’équipe de progresser dans la compréhension de la structure de l’enveloppe bactérienne et des enzymes qui y travaillent.

Asthme & Brucellose :  les avancées.
Asthme & Brucellose : les avancées. © Tous droits réservés

L’équipe de recherche permet de former des doctorants, souvent financés par le FNRS, qui eux-mêmes participent à la formation des étudiants de master. Un nouveau master en microbiologie moléculaire a vu le jour, en anglais et orienté vers la recherche. Il est réalisé dans le cadre d’une coopération entre des laboratoires allemands (Marbourg) et français (Marseille). Enseignement et recherche sont donc étroitement liés.

Coraline Radermecker

Caroline Radermecker

Coraline Radermecker est Docteure en Immunologie et chercheuse au GIGA de l’ULiège.

 

Après des études de médecine vétérinaire à l’Université de Liège, Coraline Radermecker a fait sa thèse de doctorat en immunologie sous la supervision du Professeur Fabrice Bureau et puis du Professeur Thomas Marichal (GIGA, ULiège). Elle a ensuite poursuivi ses recherches comme Chercheuse post-doctorante Welbio.

En octobre 2020, elle entamera un mandat de Chargée de recherche FNRS dans le laboratoire d’Immunophysiologie du Professeur Thomas Marichal au GIGA de l’Université de Liège.

 

          Au cours de sa thèse de doctorat, Coraline Radermecker s’est intéressée au système immunitaire inné, c’est-à-dire aux cellules du système de défense de notre organisme. La compréhension de ce système représente un enjeu majeur en termes de santé publique : la prévalence d’asthme allergique ne cesse, en effet, d’augmenter dans la population. L’OMS (Organisation Mondiale de la Santé) estime qu’en 2050, un enfant sur deux sera atteint d’asthme ou d’allergies.  Il est donc impératif de saisir les rouages, encore trop peu connus, de ce système pour parvenir à prévenir ou guérir ces maladies.

 

Dans sa recherche doctorale Coraline Radermecker a étudié le rôle des cellules immunitaires dans le développement de l’asthme allergique. Plus précisément, elle a investigué les mécanismes par lesquels certains environnements particuliers protègent ou, au contraire, favorisent le développement de l’asthme.

schéma représentant l'expansion des macrophages interstitiels (MI)

Ainsi, avec l’équipe du GIGA, elle a démontré que des environnements protecteurs, comme l’exposition à des dérivés microbiens inoffensifs (communément appelé " théorie de l’hygiène ") – tel l’ADN CpG non méthylé de bactéries -, induisaient l’expansion de cellules régulatrices de notre poumon : les macrophages interstitiels (MI) ; des cellules responsables de la protection contre l’asthme allergique. Cette étude corrobore donc l’idée selon laquelle vivre dans un environnement riche en microbes (inoffensifs) aide à réduire le risque de développer de l’asthme.

 

Consultez à ce sujet sur Science Direct l’article scientifique " Exposure to Bacterial CpG DNA Protects from Airway Allergic Inflammation by Expanding Regulatory Lung Interstitial Macrophages ".

 

 

Parallèlement à sa thèse, Coraline Radermecker a participé à une étude, en collaboration avec l’Imperial College de Londres, qui visait à explorer le rôle de cellules particulières, les neutrophiles, dans les crises d’exacerbations de l’asthme allergique induites par des infections au rhinovirus. Notons à ce sujet que les infections virales respiratoires représentent la cause la plus fréquente d’exacerbation de l’asthme allergique.

 

Consultez ici l’article relatif à cette étude.

Image de microscopie confocale représentant des NETs (flèches blanches) composés de myéloperoxydase et d’histones H3 citrullinés dans le poumon de souris exposées à de faibles doses de LPS, pro-allergiques. DAPI (ADN-bleu) ; MPO (myéloperoxydase, constitu

Coraline Radermecker a poursuivi les recherches concernant ces neutrophiles. Avec l’équipe du GIGA, elle a ainsi découvert que plusieurs environnements connus pour favoriser le développement de l’asthme allergique - comme l’excès d’hygiène, les infections virales respiratoires et les polluants aériens tels que l’ozone - induisaient un recrutement massif de neutrophiles aux fonctions particulières. Parmi ces fonctions particulières, la libération de  " Neutrophil Extracellular Traps " ou NETs, constitués de filets d’ADN libérés par la cellule, représente l’élément déclencheur responsable de l’induction de l’asthme allergique. Pour la première fois, l’équipe a ainsi réussi à mettre en évidence un dénominateur commun induit par différents environnements pro-allergiques.

 

Consultez ici l’article scientifique relatif à cette étude et l’article " Une nouvelle cible, totalement inattendue, dans l’asthme " paru dans Le Journal du Médecin.

Regardez aussi la vidéo " Découverte du dénominateur commun aux différents environnements pro-allergiques " présentant les recherches du GIGA.

Enfin, lors de l’épidémie de COVID-19, Coraline Radermecker et l’équipe du GIGA ont eu accès à des biopsies pulmonaires de patients atteints de formes sévères de la maladie et ont testé la présence de NETs chez ces patients. Tous les patients présentaient des NETs au niveau de leur poumon, aussi bien au niveau des voies aériennes, que du tissu ou encore des vaisseaux sanguins.

L’équipe du GIGA est la première à avoir mis en évidence la présence de ces structures particulières au niveau du poumon des patients COVID. Or, la présence de ces structures pourrait expliquer plusieurs phénomènes observés chez les patients présentant des formes sévères de COVID-19 tels que la " tempête cytokinique " ou la coagulation intravasculaire disséminée. Cette étude vient d’être acceptée et sera publiée dans les semaines à venir.

 

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