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Mycobacterium tuberculosis, l’agent pathogène responsable de la tuberculose identifié il y a 142 ans, reste un défi mondial, infectant actuellement au moins un quart de la population mondiale1. Transmise par des gouttelettes en suspension dans l’air provenant de personnes infectées, M. tuberculosis atteint les macrophages alvéolaires dans les poumons où elle peut survivre pendant de longues périodes à l’état latent 2,3. Non seulement la réponse macrophagique locale est activée, mais ces dernières années, il a été décrit que les monocytes périphériques peuvent être recrutés dans les voies respiratoires et se différencier en macrophages alvéolaires, générant une réponse encore plus robuste contre M. tuberculosis que leur homologue d’origine fœtale2,4.
Les macrophages sont des acteurs fondamentaux de l’immunité innée. Lors de l’ingestion de M. tuberculosis, les macrophages présentent de nombreuses fonctions microbicides, telles que la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires, la fusion du phagolysosome et l’activation d’autres cellules immunitaires afin de tuer M. tuberculosis 2,3. Cependant, la structure architecturale complexe de cet agent pathogène fournit des effecteurs (par exemple, des protéines et des lipides) capables de réguler le métabolisme et les fonctions des macrophages et, par conséquent, le processus inflammatoire3. Cette manipulation des réponses des macrophages, par la sécrétion de facteurs de virulence ou l’exploitation de facteurs de l’hôte, conduit à différentes stratégies d’évasion exercées par M. tuberculosis. Certains mécanismes d’évasion clés comprennent l’induction de cytokines anti-inflammatoires, l’inhibition de la maturation et de l’acidification des phagolysosomes, les altérations du stress oxydatif, la perturbation de l’autophagie et les déficiences lors du traitement et de la présentation de l’antigène 3,5.
Une interaction étroitement régulée entre les macrophages et M. tuberculosis est cruciale pour le développement d’une réponse immunitaire appropriée. Par conséquent, l’étude de ces synapses est essentielle pour identifier les mécanismes immunoprotecteurs ou immunopathogènes induits par la diaphonie hôte-pathogène, ainsi que pour identifier des cibles thérapeutiques potentielles. De nombreux récepteurs interviennent dans la reconnaissance et/ou l’internalisation de M. tuberculosis, notamment les TLR 6,7,8, les NLR 7,8, les récepteurs du complément 6,8, les récepteurs de la lectine de type C 6,8 et les récepteurs de piégeage 6,8. L’accumulation de données indique que les PRR liés à la surface et intracellulaires jouent un rôle important pendant l’infection, reconnaissant M. tuberculosis opsonisé et non opsonisé.
Zihad et Sifat et al. ont récemment examiné la participation des PRR dans les réponses induites par M. tuberculosis par les cellules innées9. En particulier, la plupart des membres de la famille TLR ont été impliqués dans l’interaction avec les ligands 6,7 de M. tuberculosis. La surface TLR2 reconnaît les antigènes mycobactériens tels que les lipoprotéines acylées, les lipoprotéines 19 kDa, les lipoprotéines LprA, les lipoprotéines LprG, les antigènes 30 kDa, les antigènes 38 kDa, MymA, la proline-proline-acide glutamique (PPE)-57, LAM, LM, PIM, la protéine de choc thermique 60, la protéine signature Rv1509 et la protéine sécrétée ESAT-67. La membrane TLR4 interagit avec les protéines de choc thermique, l’antigène 38-kDa, RpfE, Rv0652, Rv0335c, Rv2659c, Rv1738, Rv2627c, Rv2628, GrpE et HBHA. D’autre part, les ligands des TLR endosomaux (TLR 3, 7, 8 et 9) comprennent l’ARNdb, l’ARNt, l’ARNss, l’ARN phagosomal et l’ADNdb de M. tuberculosis. De plus, TLR2 joue un rôle actif dans l’initiation des réponses immunitaires lorsqu’il agit en conjonction avec TLR1 et TLR6, TLR4 et TLR9 6,7. NOD2 et NLRP3 sont les NLR cytoplasmiques les mieux caractérisés dans la tuberculose. Bien que leurs ligands spécifiques restent à l’étude, ces récepteurs sont activés par le dipeptide muramyle ou ESAT-6, respectivement 7,8. Les récepteurs de lectine de type C sont classiquement impliqués dans l’endocytose de M. tuberculosis. Alors que Dectin-2 agit comme un PRR direct pour ManLAM de la paroi cellulaire de M. tuberculosis, le ligand Dectin-1 n’a pas encore été découvert8. Mincle et MCL reconnaissent tous deux le glycolipide tréhalose-6,6′-dimycolate (TDM), également appelé facteurde cordon 7. Le DCAR interagit avec les glycolipides mycobactériens phosphatidyl-myo-inositol mannosides (PIMs)7. CR3 reconnaît les bactéries mycobactériennes LAM et PIM, DC-SIGN ligère ManLAM, MR reconnaît un certain nombre de composants de M. tuberculosis, y compris ManLAM, PIM, LM, la glycoprotéine 38-kDa, l’antigène 19-kDa et d’autres protéines mannosylées, tandis que le ligand DCIR n’est pas encore identifié.
Les CLR solubles comprennent SP-A, qui reconnaît ManLam, LM, la glycoprotéine 60 kDa et la glycoprotéine Apa ; SP-D interagissant avec LAM, LM et PILAM ; et MBL, qui se spécialise dans la reconnaissance ManLAM 6,7. Les récepteurs piégeurs sont également des PRR phagocytaires. SR-A et MARCO ont TDM comme ligand, SR-B1 reconnaît ESAT-6 et CD36 se lie à ManLAM et LM 7,8. De plus, Dectin-1, Mincle et MARCO peuvent également se combiner avec TLR2 ou TLR4 pour déclencher des signaux après la détection de M. tuberculosis PAMPs 6,7. CD14 est un récepteur de surface qui a la capacité d’internaliser les bactéries non opsonisées et reconnaît également la protéine de choc thermique Chaperonin 60.1. En particulier, CD14 fonctionne comme un corécepteur avec MARCO et TLR26. AIM2 est un récepteur cytosolique qui peut détecter l’ADNsb lorsque M. tuberculosis s’échappe du phagosome8. Enfin, AhR est un facteur de transcription activé par un ligand qui se lie au facteur de virulence pigmenté naphthoquinone phthiocol de M. tuberculosis6.
Bon nombre des interactions décrites ci-dessus ont été postulées et n’ont pas été strictement démontrées. Même les ligands de certains récepteurs restent inconnus, ce qui renforce la nécessité de mieux comprendre le domaine de l’immunoreconnaissance de M. tuberculosis. Dans ce contexte, la molécule de costimulation SLAMF1 (Signaling Lymphocytic Activation Molecule) a récemment été décrite comme un récepteur de M. tuberculosis par Barbero et al.10. En agissant non seulement comme une molécule de signalisation, mais aussi comme un capteur de M. tuberculosis, SLAMF1 joue un rôle particulièrement intriguant dans la tuberculose. SLAMF1 peut induire l’activation des cellules immunitaires en modulant des fonctions protectrices telles que la production d’IFN-γ par les lymphocytes T par phosphorylation Erk/CREB 11,12,13, l’autophagie dans les neutrophiles 14 et la clairance bactérienne dans les macrophages15.
Les interactions récepteurs-ligands ont été étudiées au fil des ans à l’aide de techniques telles que l’ELISA, la résonance plasmonique de surface (SPR), la titration calorimétrique isotherme (ITC), la polarisation de fluorescence (FP), la cristallographie aux rayons X, la spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN), la thermophorèse à l’échelle microscopique (MST), la microscopie confocale par transfert d’énergie de résonance (par exemple, BRET ou FRET), la microscopie électronique, la cryo-microscopie électronique (cryo-EM) et la microscopie à force atomique (AFM)16,17, 18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28. Certaines de ces approches impliquent l’utilisation de gènes rapporteurs, de protéines recombinantes marquées ou de molécules chimériques, de modèles de knock-out, knockdown ou de surexpression. Alternativement, les outils informatiques peuvent prédire les interactions récepteur-ligand et les sites de liaison et sont souvent utilisés en combinaison avec des approches biologiques pour obtenir une compréhension complète des interactions 29,30,31. Ici, deux alternatives pour détecter les interactions biochimiques ainsi qu’une section sur la façon de marquer les bactéries par fluorescence sont décrites. Un protocole permettant d’étudier les interactions récepteur-pathogène in vitro est présenté, évaluant notamment l’engagement de SLAMF1-M. tuberculosis par cytométrie en flux et microscopie à fluorescence, deux techniques généralement disponibles et couramment utilisées.