La méningite correspond à une inflammation des méninges, les membranes qui entourent les tissus du système nerveux central, composé du cerveau et de la moelle épinière. Ses causes sont diverses, lune des plus fréquentes est l'infection par un agent pathogène (virus, bactérie). Le méningocoque figure en bonne place des bactéries susceptibles de provoquer des méningites : 469 cas d'infections invasives à méningocoque ont été recensés en France par Santé Publique France en 2015. Ces infections invasives peuvent conduire au décès de 10% des malades touchés (jusqu'à 50 % de mortalité lorsqu'aucun traitement n'est mis en place), et laissent des séquelles neurologiques aux patients dans près de 20 % des cas après guérison. Il est donc important de développer de nouveaux traitements pour lutter contre ces bactéries à l'origine de nombreuses complications potentiellement sévères.

Le méningocoque fait partie de la flore « normale » de l'organisme, il est souvent retrouvé à la surface du nasopharynx, une région des voies aériennes supérieures située en arrière des fosses nasales servant de barrière avec l'organisme. Sous certaines conditions, les méningocoques ont la capacité d'accéder à la circulation sanguine en traversant cette barrière et, une fois dans les vaisseaux, ils adhèrent à la surface des cellules dites « endothéliales » qui composent la paroi vasculaire. Ils sagrègent ensuite entre eux jusque parfois boucher complètement les vaisseaux, puis de se propager dans lorganisme. Ce processus, appelé « colonisation vasculaire », est la première étape dans l'infection. Mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la colonisation vasculaire est au cœur du projet par Guillaume Duménil.

Les chercheurs souhaitent plus particulièrement se pencher sur un aspect original de la colonisation vasculaire : la dimension « physique » du processus. Pour interagir entre elles, les bactéries utilisent des appendices spécifiques appelés pili. Ces appendices doivent développer une certaine force mécanique pour maintenir la cohésion des bactéries entre elles et, dans le même temps, résister au flux de la circulation sanguine. Ils représentent donc un élément important lors de l'infection bactérienne.

Pour réaliser leur description des différentes forces exercées dans ce système, l'équipe observera par microscopie l'agrégation bactérienne au sein de modèles spécifiques. Il s'agira en parallèle de mesurer les différentes forces nécessaires à cette adhésion. Les données recueillies serviront à la conception d'un modèle informatique tridimensionnel élaboré de la colonisation vasculaire, qui sera ensuite utilisé comme outil afin d'identifier quel paramètre biologique doit être ciblé pour les contrer, et ainsi lutter contre les infections.

Ce projet original, qui mêle physique, informatique et biologie, pourrait déboucher sur la découverte de cibles thérapeutiques pertinentes pour lutter contre les infections liées au méningocoque, méningites et septicémies en tête.