Analysis of respiratory anti-bacterial and anti-viral responses induced by agonists of innate immunity sensors

Les infections virales et bactériennes pulmonaires représentent un problème de santé publique majeur. Les approches thérapeutiques actuelles par antibiotique ont montré leur efficacité mais également leur limite notamment dans des cas de micro-organismes multirésistants ou dans le traitement de patients atteints de pathologies aggravantes. La stimulation de l’immunité innée pourrait représenter une voie thérapeutique complémentaire aux traitements actuels. En effet, l’activation du système immunitaire inné induit la production locale de molécules antimicrobiennes et le recrutement de cellules effectrices qui interviennent dans le contrôle de l’infection.Les « Toll-like receptors » (TLR) sont des senseurs de l’immunité innée. Leur activation entraîne une cascade de signalisation qui module la transcription de gènes de l’immunité comme ceux codant certaines cytokines. TLR5 reconnaît la flagelline, protéine structurale des flagelles bactériens. TLR5 est exprimé à la surface des macrophages, des cellules dendritiques et des cellules épithéliales.Dans la première partie de travail, nous avons évalué la capacité de la flagelline à contrôler la réplication du virus de la grippe A H3N2. Nous avons tout d’abord montré que l’administration intranasale ou systémique de flagelline était capable d’activer des gènes antiviraux au niveau pulmonaire. L’administration de la flagelline conduit à une diminution de la réplication virale chez les souris infectées par le virus de la grippe A H3N2. Cet effet est également observé chez les souris Il22-/- et Ifnar-/- suggérant un mécanisme indépendant de l’interféron de type I et de l’IL-22. Enfin, nous avons également montré que l’association de la flagelline à l’oseltamivir (inhibiteur de neuraminidase) était plus efficace que les traitements administrés séparément.La deuxième partie de ce travail correspond à l’étude clinique ASTRAL qui évalue la capacité des cellules mononucléées sanguines à répondre à différents agonistes de TLR chez des patients atteints de pneumonie franche lobaire aiguë. Cette étude a démarré en octobre 2017 et prévoit d’inclure 38 patients. L’objectif est d’observer la réponse induite par des agonistes de TLR à travers des analyses transcriptionnelles et des dosages de cytokines. Les premiers résultats (analyse chez 7 patients) montrent que les cellules mononucléées sanguines peuvent être activées par des agonistes de TLR dans le contexte de pneumonie.Viral and bacterial infections remain a burden for health care systems. The current therapeutic approaches by antibiotic have shown their effectiveness but also their limit especially in cases of multidrug-resistant microorganisms or in the treatment of patients with aggravating pathologies. Stimulation of innate immunity could be a complementary therapeutic approach to current treatments. Indeed, the activation of the innate immune system induces local production of antimicrobial molecules and the recruitment of effector cells involved in controlling infection.The Toll-like Receptors (TLRs) are innate sensors that trigger signaling cascades and promotes the archetypal pro-inflammatory responses involved in antimicrobial defense. TLR5 recognizes flagellin, the structural protein of bacterial flagella. TLR5 is expressed on the surface of macrophages, dendritic cells and epithelial cells.In the first part of the work, we assessed the ability of flagellin to control the replication of influenza A virus H3N2. We first showed that intranasal or systemic administration of flagellin activated transcription of anti-viral genes in lung tissue. Administration of flagellin reduced viral replication in the lung of mice infected with H3N2 IAV. This effect is also observed in Il22-/- and Ifnar-/- mice suggesting a mechanism independent of type I interferon and interleukin 22 signaling. Finally, we also showed that the combination of flagellin with oseltamivir (neuraminidase inhibitor) was more efficacious than standalone treatments.The second part of this work is the ASTRAL clinical study, which assesses the ability of blood mononuclear cells to respond to different TLR agonists in patients with acute lobar pneumonia. This study started in October 2017 and plans to include 38 patients. The objective is to observe the response after TLR agonist stimulation by transcriptional analysis and cytokine assays. The first results (analysis of 7 patients) show that blood mononuclear cells can be activated by TLR agonists in the context of pneumonia