Une subvention de 5,8 millions de dollars dirigée par Adrie Steyn, Ph.D., de l'Université d'Alabama à Birmingham et de l'Africa Health Research Institute, ou AHRI, à Durban, en Afrique du Sud, fournira des tissus pulmonaires humains infectés et des services d'analyse demandés par les utilisateurs aux chercheurs sur la tuberculose du monde entier.
La tuberculose, ou TB, est une infection bactérienne qui cause 1,3 million de décès et 10,6 millions de nouveaux cas actifs chaque année. Pourtant, les modèles animaux expérimentaux de tuberculose ne reproduisent pas l'ensemble du spectre de la maladie telle qu'elle se manifeste chez l'homme. Le manque de tissus pulmonaires humains pour l'étude a laissé une lacune fondamentale dans la compréhension de la façon dont le pathogène bactérien Mycobacterium tuberculosis, ou Mtb, provoque des maladies chez l'homme, explique Steyn, professeur au département de microbiologie de l'UAB.
La tuberculose existe depuis l'Antiquité. Le Mtb a été identifié comme l'agent pathogène il y a plus de 140 ans et, dans l'Europe des années 1800, la tuberculose était responsable de près d'un décès sur quatre. Les échantillons de poumons humains ont été étudiés de manière approfondie jusqu'à ce que la maladie soit considérablement réduite par une meilleure hygiène, puis par l'avènement des antibiotiques dans les années 1940 et 1950. Depuis lors, les chercheurs se sont principalement appuyés sur des modèles animaux pour étudier la tuberculose.
Aujourd'hui, avec l'émergence de Mtb résistant aux antibiotiques, « il existe peu d'études visant à élucider chez l'homme les mécanismes fondamentaux de la tuberculose active, subclinique et latente », a déclaré Steyn. « Nous pensons que le domaine de la tuberculose ne peut plus s'appuyer sur des modèles animaux qui produisent des résultats d'une pertinence clinique limitée. Il est donc urgent de mieux comprendre la tuberculose pulmonaire humaine afin de développer des stratégies thérapeutiques cliniquement pertinentes. »
La subvention R24 sur cinq ans des National Institutes of Health permettra de créer The Global Research Resource for Human Tuberculosis, dans le but de transformer le paysage mondial de la recherche sur la tuberculose en accélérant l'étude des tissus tuberculeux humains grâce à deux services uniques demandés par les utilisateurs. Le premier consiste à fournir des analyses pathologiques, cellulaires, structurelles et génétiques de tissus tuberculeux humains réséqués ou post-mortem. Le deuxième consiste à diffuser les tissus tuberculeux humains à la communauté mondiale de recherche sur la tuberculose.
Nous bénéficions de plusieurs avantages uniques puisque l'AHRI a accès à une collection en constante augmentation d'échantillons actifs de tuberculose/VIH et d'échantillons post-mortem, y compris des poumons et des lobes entiers. Cette proposition R24 s'appuie sur des données substantielles publiées par notre groupe qui démontrent clairement notre capacité à examiner les tissus pulmonaires réséqués et post-mortem de sujets humains infectés par Mtb/VIH. Nous considérons que le manque de tissus pulmonaires humains tuberculeux représente un besoin non satisfait et un obstacle critique dans le domaine de la tuberculose qui doit être éliminé pour développer de nouvelles hypothèses.
Adrie Steyn, Ph.D., professeur, Département de microbiologie de l'UAB
Pour déterminer le besoin de services d’analyse et de tissus humains de la tuberculose, Steyn et ses collègues ont interrogé des chercheurs sur la tuberculose via Mailchimp et X/Twitter, et presque tous les répondants ont déclaré qu’ils apprécieraient et utiliseraient grandement un tel service.
Au cours de la première année de la subvention, les chercheurs créeront des banques de tissus pulmonaires humains atteints de tuberculose pour analyse et diffusion à l'AHRI, ainsi que des échantillons de tuberculose pulmonaire et extrapulmonaire existants à l'UAB et au Halth Science Center de l'Université du Texas, à Houston. Ces échantillons proviendront de patients atteints de tuberculose active, subclinique et latente et de personnes décédées, ainsi que d'informations cliniques et radiologiques. Environ un quart de la population mondiale est infectée de manière latente par Mtb, un problème mal compris.
Au cours de la première année, l’équipe multicentrique construira un portail Web dédié pour décrire tous ses services, établira un comité international pour évaluer rapidement les candidatures via le portail Web et établira une plateforme d’information virtuelle.
Au cours des quatre prochaines années, l'équipe renforcera la prestation de services et la distribution des tissus, avec des niveaux de service progressivement croissants, notamment un volume accru ou des panels plus grands, la cytométrie de flux de tissus tuberculeux fraîchement réséqués, la microdissection par capture laser, l'analyse par microtomographie par ordinateur des tissus pour la reconstruction 3D du poumon tuberculeux, des sections ou des blocs de tissus fixes et l'imagerie radiographique du corps entier des personnes décédées. En 2022, Steyn et ses collègues ont été les premiers à utiliser la microtomographie par ordinateur pour révéler la microarchitecture tridimensionnelle du poumon tuberculeux humain, et ils ont montré que les granulomes tuberculeux humains sont des formes polymorphes complexes, et non des structures sphériques.
D’autres analyses des tissus humains atteints de tuberculose comprendront l’immunohistochimie et des colorations spécialisées, le RNAscope pour visualiser les ARNm individuels, la transcriptomique spatiale et l’immunofluorescence multiplex. Dans le cadre de leurs recherches préliminaires, publiées dans eBioMedicine cet été, Steyn et ses collègues ont montré que la technologie émergente, le RNAscope, était capable d’identifier l’ARNm de Mtb dans les bacilles intacts et en désintégration dans les tissus. Ils ont pu utiliser le RNAscope pour identifier l’ARNm de Mtb dans des biopsies de ganglions lymphatiques UAB réalisées plus d’un an avant le décès d’un patient d’une tuberculose disséminée. Ces biopsies s’étaient révélées négatives pour la coloration de Ziehl-Neelsen, le test standard pour identifier Mtb. Steyn affirme que cela montre le potentiel diagnostique de la technologie du RNAscope dans les cas complexes de tuberculose, car la coloration de Ziehl-Neelsen est très variable et peut manquer les organismes Mtb.
L'AHRI se trouve dans une région où l'incidence de la tuberculose est élevée et où se trouve une cohorte importante et bien caractérisée de patients atteints de tuberculose. Grâce à des collaborations de plusieurs décennies avec des chirurgiens cardiothoraciques et des anatomopathologistes et médecins légistes de l'hôpital central Inkosi Albert Luthuli et de l'hôpital King DinuZulu, l'AHRI reçoit trois ou quatre échantillons de tissus pulmonaires humains fraîchement réséqués par semaine.
Selon Steyn, en fournissant le service Global Research Resource for Human Tuberculosis à la communauté de recherche sur la tuberculose, de nombreux laboratoires du monde entier seront en mesure de déterminer rapidement la pertinence clinique de leurs découvertes scientifiques fondamentales, d'affiner l'orientation de leurs recherches pour avoir un impact translationnel et de favoriser la découverte de nouveaux paradigmes de la tuberculose humaine. Cela conduira finalement à des diagnostics, des médicaments antituberculeux et des vaccins cliniquement pertinents.
Le Dr J. Victor Garcia-Martinez, président du département de microbiologie de l'UAB, a déclaré qu'il pensait que le travail de l'équipe de Steyn « fournirait des services importants et uniques à la communauté mondiale de recherche sur la tuberculose, qui auront un impact positif sur la recherche et aboutiront à de nouvelles approches pour améliorer le diagnostic, la prévention et le traitement de la tuberculose ».
Les co-chercheurs de Steyn sur la subvention Global Research Resource for Human Tuberculosis sont Joel Glasgow, Ph.D., professeur associé au département de microbiologie de l'UAB, et Paul Benson, MD, professeur associé au département de pathologie de l'UAB, division de pathologie anatomique ; Threnesan Naidoo, MD, pathologiste de recherche spécialisé (en médecine légale) à l'AHRI et professeur et chef par intérim du département de médecine légale et légale à l'université Walter Sisulu à Mthatha, en Afrique du Sud ; et Robert Hunter, MD, professeur au département de pathologie et de médecine de laboratoire au centre des sciences de la santé de l'université du Texas.
