Évaluation dynamique des synergies entre les bactériophages et les phagocytes dans le contrôle d'un processus d'infection pulmonaire simulé sur un poumon artificiel « PhagoLoc ».

Objectif(s) de la recherche et intérêt pour la santé publique

Finalité de l'étude

Objectifs poursuivis

Domaines médicaux investigués

Bénéfices attendus

L'émergence et la dissémination de mécanismes de résistance aux agents antibactériens constituent une menace majeure pour la santé publique à l'échelle mondiale, caractérisée par une prévalence croissante d'infections causées par des souches bactériennes multirésistantes (MDR) pour lesquelles l'arsenal thérapeutique conventionnel s'avère inefficace. Face à cette impasse thérapeutique, la phagothérapie — l'utilisation thérapeutique de bactériophages lytiques (virus infectant spécifiquement les bactéries) — a connu un regain d'intérêt considérable, permettant la prise en charge clinique de plusieurs centaines de patients en Europe et aux États-Unis dans le cadre de protocoles compassionnels.

Cependant, les travaux antérieurs, conduits dans un modèle murin de pneumonie, ont mis en évidence que l'efficacité thérapeutique de la phagothérapie dépend d'une coopération fonctionnelle entre les bactériophages et le compartiment immunitaire de l'hôte. Plus précisément, nous avons démontré que les neutrophiles constituent des acteurs essentiels de cette synergie, tandis que les macrophages alvéolaires (MA) exercent, de manière inattendue, un rôle antagoniste en limitant les interactions entre les phages et leurs bactéries cibles. Cette découverte souligne l'hétérogénéité fonctionnelle des populations cellulaires immunitaires dans la modulation de l'issue thérapeutique.

Afin de disséquer les mécanismes moléculaires gouvernant ces interactions tripartites — impliquant les bactériophages, les bactéries et les cellules immunitaires — dans un contexte physiologiquement pertinent et transposable à l'homme, nous envisageons le développement d'un modèle « lung-on-a-chip » (LoC) reposant sur des cellules épithéliales alvéolaires humaines différenciées.

L’objectif principal est de mieux caractériser les interactions entre les phages, les bactéries et les phagocytes qui ont lieu pendant la phagothérapie dans un système in vitro imitant les alvéoles pulmonaires (poumon sur puce).

Un prélèvement sanguin (tube EDTA) d’un volume maximal de 2 x 10 ml sera réalisé par ponction veineuse.
Les neutrophiles — et, dans un second temps, les monocytes circulants — seront isolés à partir de sang humain afin d'obtenir des populations cellulaires viables et fonctionnelles à haute pureté. Ensuite ils seront intégrés au système de Lung-on-Chip alvéolaire dans différentes conditions (+/- phages, +/- bactéries).

Les paramètres mesurés comprendront principalement :

- La charge bactérienne (CFU) ;
- L'amplification virale (PFU) ;
- L'intégrité de la barrière épithéliale (mesure de la perméabilité, TEER) ;
- Le profil cytokinique du surnageant (multiplex) ;
- La transcriptomique (RNA-seq) et l'activation leucocytaire ;

Ces readouts permettront de quantifier simultanément les dynamiques bactériennes, virales et immunologiques, et d'identifier les mécanismes moléculaires impliqués dans la synergie ou l'antagonisme observés.