Biologie quantitative du trafic membranaire et pathogenèse

Nous étudions comment la machinerie moléculaire impliquée dans l'organisation et le remodelage de la membrane plasmique se répercute sur les voies de signalisation et les réponses cellulaires dans des conditions homéostatiques et pathologiques.

La membrane plasmique constitue la première interface d'interaction des cellules avec l'environnement extérieur. Suite à un stimulus externe, l'endocytose représente le principal processus par lequel les cellules régulent la composition de la membrane plasmique, permettant notamment l'absorption de micronutriments ou la redistribution des récepteurs de surface cellulaire. La membrane plasmique représente également la dernière couche protéo-lipidique avant la sécrétion/exocytose des constituants cellulaires impliqués dans les réponses antivirales et l'inflammation. Par conséquent, l'endocytose et l'exocytose sont souvent détournées par des virus, des toxines et des bactéries pour accéder à la cellule hôte et perturber le microenvironnement de l'hôte.
 
Dans l'équipe, nous étudions les composants cellulaires et les voies permettant la transmission du signal à partir de la liaison et de l'internalisation du virus/récepteur, la détection du virus et la réponse immunitaire innée régulant la sécrétion/l'exocytose des molécules antivirales et inflammatoires conduisant à l'activation, la maturation et la migration des cellules nécessaires à l'établissement de l'immunité antivirale spécifique de l'hôte.

THÈME DE RECHERCHE: "Mechanismes de l'endocytose"
Chef de projet: L. Picas

Le thème de recherche « Mécanismes de l'endocytose » vise à décoder comment la réorganisation de la membrane plasmique et l'endocytose induites par des récepteurs convertissent les signaux dans les cellules et induisent des réponses cellulaires face aux virus entrants (par exemple, le virus Chikungunya ou CHIKV). Nous étudions les principes physiques et la machinerie moléculaire à l'origine de l'endocytose médiée par la clathrine, la voie canonique dans toutes les cellules eucaryotes prenant en charge les fonctions essentielles de maintenance, ainsi que les mécanismes indépendants de la clathrine, procurant une formidable opportunité pour de nouvelles approches thérapeutiques.


THÈME DE RECHERCHE: "DC immunité antivirale"
Chef de projet: F. Blanchet

Le thème de recherche "DC immunité antivirale" utilise certains types de cellules immunitaires primaires humaines ex vivo (cellules dendritiques, macrophages) pour décrypter comment les processus endocytaires sont liés à la reconnaissance en aval de virus (CHIKV, VIH-1, etc.) ou de molécules de stress et les conséquences sur les réponses immunitaires antivirales innées. Nous analysons également les composants cellulaires de la réponse immunitaire innée de l'hôte et caractérisons leur fonction sur la réplication virale et la transmission de l'infection lorsqu'elles sont confrontées à l'immunité antivirale et à l'inflammation de l'hôte.


 

Identification des mécanismes non-conventionnels d’endocytose impliqués dans l’internalisation de virus

Bien que l’endocytose dépendante de clathrin soit considérée comme la voie d’entrée majeure des alphavirus dans la cellule hôte, un nombre croissant de données indique l’existence de voies parallèles dans les cellules infectées. Nos projets combinent des approches de biologie cellulaire et de virologie afin d’identifier de nouveaux mécanismes indépendants de clathrin qui participent à l’entrée du virus chikungunya dans les cellules cibles.





Collaboration : L. Briant (IRIM), C.Gauthier-Rouvière & S. Bodin (CRBM), H-F. Renard (U. Namur). 




Réponses immunitaires antivirales des DC et cellules myéloïdes liées à la voie de l'autophagie

L'autophagie et l'endocytose médiée par les récepteurs sont impliquées dans l'entrée du VIH-1 dans les cellules dendritiques (DC) et coincident, notamment, avec la formation de structures intracellulaires nommées « immunoamphisomes » qui influencent à la fois les réponses immunitaires innées et adaptatives. Plusieurs récepteurs de l’immunité innée, dont DC-SIGN, seraient impliqués dans ce processus.
Notre objectif est donc de mieux caractériser les premières étapes de l'entrée du VIH-1 dans les DC et le rôle de l'autophagie à ce niveau. L'impact sur les réponses immunitaires innées et adaptatives ainsi que la relation entre le VIH-1 et certains composants de la voie autophagique sont également actuellement analysés dans différents sous-types de DC. Nous essayons également de disséquer les voies de signalisation en aval de l'endocytose virale médiée par les récepteurs et le lien avec certains facteurs cellulaires liés à l'autophagie. Notre ambition est de renforcer les fonctions immunitaires des DC lorsqu'elles sont soumises à une infection virale en modulant l’activité ou l’expression des composants de l'autophagie cellulaire et des voies endocytaires.
Collaboration: V. Haucke (Berlin), M. Lehmann (Berlin), Y. Guerardel (Lille).

Organisation spatio-temporelle de l’endocytose, des molécules aux cellules

Une des caractéristiques générales des processus endocytaires est qu’ils reposent sur la courbure de la membrane plasmique vers l’intérieur permettant de former une vésicule de transport. Ce processus est finalisé après recrutement à la membrane plasmique de machineries protéiques qui vont permettre la courbure, l’élongation et la scission des vésicules.
Au niveau moléculaire, nous utilisons des approches ascendantes de systèmes synthétiques permettant de reconstituer les processus endocytaires. A l’aide de ces procédés, nous pouvons évaluer le rôle de la composition lipidique des membranes et ainsi étudier l’organisation structurelle et dynamique des protéines impliquées dans l’endocytose.
Au niveau cellulaire, nous combinons des approches de virologie et de biologie cellulaire utilisant un éventail de techniques d’imageries de pointe allant de la microscopie de fluorescence et de diffraction super-résolue jusqu’à la microscopie corrélative et la microscopie à force atomique. 
Collaboration : S. Piatti, (CRBM), T. Lorca & A. Castro (CRBM), I. Casuso (LAI), J. Viaud (i2MC), S. Vassilopoulos (I. Myology), S. Lyonnais (CEMIPAI).


Caractériser les réponses immunitaires antivirales dans certains sous-types de cellules dendritiques (DC) humaines

De puissants mécanismes de restriction de pathogènes sont présents dans les DC pour détecter, répondre et contrecarrer la plupart des infections microbiennes. Les DC ne représentent généralement pas un terrain propice à la réplication du VIH-1 et de nombreux mécanismes cellulaires de restriction virale restent à identifier ou à mieux caractériser. Nous utilisons des techniques de pointe en transcriptomique et protéomique sur des DC primaires humaines afin de révéler les mécanismes cellulaires antiviraux impliqués dans les réponses immunitaires antivirales.

Parmi les sous-types de DC étudiés, nous nous intéressons particulièrement au décryptage des réponses immunitaires antivirales des cellules de Langerhans (LC). Ainsi, nous avons récemment découvert un rôle intracellulaire insoupçonné pour l'alarmine S100A9 sur la susceptibilité à l'infection des LC par le VIH-1. Nous essayons maintenant de mieux caractériser le mécanisme d'action de S100A9 sur la restriction virale tout en essayant de comprendre le rôle des pools intracellulaires et extracellulaires d'alarmines sur l'équilibre immunobiologique inflammatoire vs antiviral et l’impact sur la réplication virale et la transmission de l’infection aux cellules cibles.

Collaboration : L. Chaloin (IRIM), L. Yatime (LPHI, Montpellier).


Mécano-transduction de la membrane plasmique, des molécules aux fonctions cellulaires

La capacité des protéines à détecter et répondre aux changements topologiques de la membrane plasmique est une caractéristique essentielle induisant l’accumulation sélective de protéines endocytaires à l’échelle nanométrique, comme dans le cas des protéines à domaine BAR, et soutenant aussi des fonctions cellulaires telle que la réponse aux propriétés topologiques de la matrice extracellulaire (p.ex. topotaxie). Notre équipe utilise des approches innovantes de lithographie douce combinées à de la microscopie de fluorescence en super-résolution afin d’étudier les procédés de mécano-transduction de la membrane plasmique au niveau moléculaire, à l’aide de systèmes synthétiques ascendants, et au niveau cellulaire en étudiant la motilité des cellules immunitaires.

Collaboration : A. Carretero-Genevrier (IES). 

 

In bold, team members.
 
2022
  • El Alaoui, F.; Casuso, I.; Sanchez-Fuentes, D.; Arpin-Andre, C.; Rathar, R.; Baecker, V.; Castro, A.; Lorca, T.; Viaud, J.; Vassilopoulos, S.; Carretero-Genevrier, A.; Picas, L. Structural Organization and Dynamics of FCHo2 Docking on Membranes. eLife 2022, 11, e73156. https://doi.org/10.7554/eLife.73156.
2021
  • Jolly, C.; Gomez, A.; Sánchez-Fuentes, D.; Cakiroglu, D.; Rathar, R.; Maurin, N.; Garcia-Bermejo, R.; Charlot, B.; Gich, M.; Bahriz, M.; Picas, L.; Carretero-Genevrier, A. Soft-Chemistry-Assisted On-Chip Integration of Nanostructured α-Quartz Microelectromechanical System. Advanced Materials Technologies 2021, 6 (3), 2000831. https://doi.org/10.1002/admt.202000831.
  • Maarifi G, Lagisquet J, Hertel Q, Bonaventure B, Chamontin C, Fuchs K, Moncorgé O, Tauziet M, Mombled M, Papin L, Molès JP, Bodet C, Lévèque N, Gross A, Arhel N, Nisole S, Van de Perre P, Goujon C, Blanchet FP. Alarmin S100A9 restricts retroviral infection by limiting reverse transcription in human dendritic cells. EMBO J. 2021 Aug 16;40(16):e106540. doi: 10.15252
2020
  • Sansen, T.; Sanchez-Fuentes, D.; Rathar, R.; Colom-Diego, A.; Alaoui, F. E.; Viaud, J.; Macchione, M. de Rossi, S.; Matile, S.; Gaudin, R.; Bäcker, V.; Carretero-Genevrier, A.; Picas, L. Mapping Cell Membrane Organization and Dynamics Using Soft Nanoimprint Lithography. ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 13. https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c05432.
  • Burette M, Allombert J, Lambou K, Maarifi G, Nisole S, Di Russo Case E, Blanchet FP, Hassen-Khodja C, Cabantous S, Samuel J, Martinez E, Bonazzi M. Modulation of innate immune signaling by a Coxiella burnetii eukaryotic-like effector protein. Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Jun 16;117(24):13708-13718. doi: 10.1073.
  • Maillet S, Fernandez J, Decourcelle M, El Koulali K, Blanchet FP, Arhel NJ, Maarifi G, Nisole S. Daxx Inhibits HIV-1 Reverse Transcription and Uncoating in a SUMO-Dependent Manner. 2020 Jun 11;12(6):636. doi: 10.3390/v12060636.
  • Maarifi G, Czubala MA, Lagisquet J, Ivory MO, Fuchs K, Papin L, Birchall JC, Nisole S, Piguet V, Blanchet FP. Langerin (CD207) represents a novel interferon-stimulated gene in Langerhans cells. Cell Mol Immunol. 2020 May;17(5):547-549. doi: 10.1038/s41423-019-0302-5
2019
  • Maarifi G, Smith N, Maillet S, Moncorgé O, Chamontin C, Edouard J, Sohm F, Blanchet FP, Herbeuval JP, Lutfalla G, Levraud JP, Arhel NJ, Nisole S. TRIM8 is required for virus-induced IFN response in human plasmacytoid dendritic cells. Sci Adv. 2019 Nov 20;5(11):eaax3511. doi: 10.1126/sciadv.aax3511
  • Shimauchi T, Caucheteux S, Finsterbusch K, Turpin J, Blanchet F, Ladell K, Triantafilou K, Czubala M, Tatsuno K, Easter T, Ahmed Z, Bayliss R, Hakobyan S, Price DA, Tokura Y, Piguet V. Dendritic Cells Promote the Spread of Human T-Cell Leukemia Virus Type 1 via Bidirectional Interactions with CD4+ T Cells. J Invest Dermatol. 2019 Jan;139(1):157-166.
  • De Franceschi, N.; Miihkinen, M.; Hamidi, H.; Alanko, J.; Mai, A.; Picas, L.; Guzmán, C.; Lévy, D.; Mattjus, P.; Goult, B. T.; Goud, B.; Ivaska, J. ProLIF – Quantitative Integrin Protein–Protein Interactions and Synergistic Membrane Effects on Proteoliposomes. J Cell Sci 2019, 132 (4), jcs214270. https://doi.org/10.1242/jcs.214270.
2018
  • Tsai, F.-C.; Bertin, A.; Bousquet, H.; Manzi, J.; Senju, Y.; Tsai, M.-C.; Picas, L.; Miserey-Lenkei, S.; Lappalainen, P.; Lemichez, E.; Coudrier, E.; Bassereau, P. Ezrin Enrichment on Curved Membranes Requires a Specific Conformation or Interaction with a Curvature-Sensitive Partner. eLife 2018, 7, e37262. https://doi.org/10.7554/eLife.37262.
2016
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2014
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  • Sourisseau M, Schilte C, Casartelli N, Trouillet C, Guivel-Benhassine F, Rudnicka D, Sol-Foulon N, Le Roux K, Prevost MC, Fsihi H, Frenkiel MP, Blanchet F, Afonso PV, Ceccaldi PE, Ozden S, Gessain A, Schuffenecker I, Verhasselt B, Zamborlini A, Saïb A, Rey FA, Arenzana-Seisdedos F, Desprès P, Michault A, Albert ML, Schwartz O. Characterization of reemerging chikungunya virus. PLoS Pathog, 2007. 3(6): p. e89.
  • Sol-Foulon N, Sourisseau M, Porrot F, Thoulouze MI, Trouillet C, Nobile C, Blanchet F, di Bartolo V, Noraz N, Taylor N, Alcover A, Hivroz C, Schwartz O. ZAP-70 kinase regulates HIV cell-to-cell spread and virological synapse formation. EMBO J, 2007. 26(2): p. 516-26.
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Membres de l’équipe




Anciens membres de l’équipe

  • Florian Hérault – Etudiant en Licence 3, Université de Montpellier.
  • Cyrielle Holuka – Etudiante en M2, Université de Montpellier.
  • Thibault Sansen – Etudiant en M2, Université de Toulouse.
  • Farouq Abadak – Etudiant en M2, Université de Montpellier.
  • Aurélie Favarin – Etudiante en M2, Université de Montpellier.
  • Laura Jimenez – Etudiante ESTBB - Lyon.
  • Riham Daher – Etudiante en M1, Université de Montpellier.
  • Nolwenn Barbier – Etudiante en L3, Université de Nîmes.
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Joining the lab

Master students

We encourage highly motivated undergraduate students in cell biology, infectious diseases, or physics or students from an international program (ERASMUS) to contact the team for an internship. Please send me a CV and a motivation letter on how your profile will fit with our research topics. 

Ph.D. candidates

We are currently not recruiting Ph.D. students. However, if you are interested in joining the IRIM for a Ph.D. program, please apply through the Doctoral School CBS2.


Postdoctoral candidates

We currently have no open positions for postdoctoral candidates. However, if you are a motivated candidate with a background in cell biology, virology, biophysics, or nanosciences, please contact me to drop your CV.


 

Responsables

Laura Picas

Responsable d'équipe ATIP-Avenir.
CRCN CNRS.
HDR, Université de Montpellier.

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En bref


Welcome to the NanoCytoLab!

Nous sommes une équipe multidisciplinaire de chercheurs à l'interface entre la biologie cellulaire, l'immunologie, la virologie, la biophysique et les nanotechnologies.

L'equipe NanoCytoLab a été créée à l’IRIM en Septembre 2017 grace au soutien du programme ATIP-Avenir.

En savoir plus sur les actualités de l'équipe: @NanoCytoLab



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IRIM
Institut de Recherche en Infectiologie de Montpellier
UMR 9004 - CNRS / UM
1919 route de Mende - 34293 Montpellier cedex 5
FRANCE

 

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