Mise au point d’une technique innovante pour examiner les interactions hôte-pathogènes dans le poumon de poulet

Ce modèle couplé à des techniques d’imagerie en fluorescence (microscopie confocale) permet de visualiser, en trois dimensions, la microstructure du poumon de poulet afin de mieux comprendre les interactions des virus ou des bactéries avec le tissu pulmonaire. Il permettra à terme le développement de nouvelles thérapies ainsi que de nouveaux adjuvants vaccinaux.

Les voies respiratoires chez les oiseaux sont une voie d'entrée courante pour de nombreux agents pathogènes et très importante pour l’administration des vaccins en élevage avicole. Les réponses immunitaires dans le poumon aviaire ont été principalement étudiées chez l’animal vivant en raison du manque de modèles in vitro et ex vivo suffisamment robustes et reproductifs, imitant le microenvironnement pulmonaire. Le principal avantage de ce « poumon modèle » est qu'il maintient l'architecture tridimensionnelle du poumon, qui est perdue dans les cultures in vitro de cellules isolées du poumon. Ce modèle de tissu 3D reflète fidèlement le microenvironnement naturel des voies respiratoires et reste viable plusieurs semaines, ce qui permet de suivre les effets d’un traitement ou d’une infection au cours du temps sur un même tissu.

Les tissus du poumon rendus fluorescents sont observés à l’aide d’un microscope confocal qui permet de recomposer une image en 3D des tissus et, par assemblage de toutes les images de coupe, de l’organe entier.

Le tissu d'un seul animal peut générer des dizaines à des centaines de tranches, avec le double avantage de réduire les erreurs expérimentales en générant un grand nombre de répétitions et en réduisant le nombre d'animaux requis pour tester une hypothèse, répondant ainsi au principe des 3R**.

Le poumon est un organe très important pour la recherche sur les maladies des volailles. En effet, l'anatomie des voies respiratoires aviaires est différente des mammifères ce qui les rend plus susceptibles aux infections car la circulation d’air se fait en continu. Par ailleurs, la densité d’élevage est plus élevée et les virus respiratoires sont les plus communs dans l’environnement. Les volailles sont donc prédisposées aux infections respiratoires et en contact avec de nombreux agents pathogènes, dont les virus de l’influenza aviaire. L’étude des réponses immunitaires dans le poumon aviaire est également d'une importance capitale, car l'industrie de la volaille produit régulièrement des vaccins pulvérisés ou en aérosol pour immuniser de manière efficace et rentable un grand nombre d'oiseaux. 

* PCLS :  Precision cut lung slice 
** Remplacement : éviter ou remplacer l'utilisation d'animaux. Réduction : utiliser moins d'animaux. Raffinement : améliorer le bien-être des animaux.
  

Coupe de poumon de poulet maintenue vivante en culture 
La coupe a été immuno-marquée avec des anticorps ciblant la protéine du cytosquelette actine (en rouge) et les noyaux (en bleu). Ce type d’approche, relativement inédit chez les poulets immunologiquement matures, met en évidence la microanatomie des poumons des oiseaux, avec ses parabronches(1) et ses capillaires aériens. Ces travaux de recherche visent à mieux comprendre la microanatomie pulmonaire des oiseaux ainsi que les interactions entre les pathogènes et l’hôte, notamment au sein de la muqueuse respiratoire. Image acquise en microscopie confocale.
1) À l'intérieur des poumons des oiseaux, les bronches se divisent en une multitude de petits canaux nommés parabronches de plus en plus petits. 
Photo : Damien Garrido et Rodrigo Guabiraba, équipe Infection et Immunité Innée chez les Monogastriques (3IMo), UMR ISP - Infectiologie et santé publique, INRAE, Université de Tours