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Illuminating the structural mechanism of non-canonical inflammasomes

Description du projet

L’imagerie «arrêt sur image» des inflammasomes non canoniques en action

Les inflammasomes non canoniques sont des complexes de signalisation immunitaire spécialisés qui détectent directement à l’intérieur du cytoplasme de la cellule le lipopolysaccharide (LPS), un composant toxique des parois cellulaires des bactéries à Gram négatif. Les inflammasomes se lient directement au LPS cytosolique, déclenchant une cascade agressive de réponses immunitaires pour stopper l’infection, dont l’éclatement de la cellule infectée et la mort cellulaire. Le projet INFLAMMAZOOM, financé par le CER, vise à étudier les mécanismes structurels qui sous-tendent la spécificité, l’assemblage et l’activation des inflammasomes sur la membrane bactérienne en utilisant des instantanés séquentiels rendus possibles par l’imagerie cryoEM corrélative et résolue dans le temps. Une compréhension plus approfondie aura des implications pour les maladies graves et souvent mortelles, telles que la septicémie et la rupture de la barrière hémato-encéphalique, ainsi que pour l’immunité innée de manière plus générale.

Objectif

Inflammasomes are essential components of the innate immune system that form cytosolic multi-protein complexes restricting pathogen growth and coordinating inflammatory signalling. Among these, non-canonical inflammasomes are unique lipid-protein assemblies where inflammatory caspases directly sense and oligomerise on bacterial lipopolysaccharide (LPS), triggering a response that ultimately induces lytic cell death.

Despite the critical role of non-canonical inflammasomes, the transient and heterogeneous nature of their assembly on the complex Gram-negative bacterial membrane has left the structural mechanisms underlying their specificity, assembly, and activation largely undefined. In this project, I will leverage technical advancements uniquely tailored to study dynamic membrane-associated complexes to zoom into the structural mechanisms governing non-canonical inflammasome assembly and activation across increasing levels of biological complexity. By innovating tools and workflows for time-resolved and correlative cryoEM imaging I will capture sequential snapshots of non-canonical inflammasomes assembly on bacterial membranes, both in vitro and in infected cells. I will elucidate how the inflammasome initiation complex assembles on the bacterial membrane, how it cooperatively employs GTP hydrolysis to deform and expose bacterial LPS and how this platform directs caspases to exposed membrane sites where they form the non-canonical inflammasome.

Understanding the fundamental principles that fuel the non-canonical inflammasome engine has broad implications for innate immune signalling, as excessive inflammasome activity provokes severe conditions such as sepsis and blood-brain barrier breakdown, highlighting the relevance of this research for guiding inflammation-modulating strategies. The approach and methodology developed will also broadly benefit the study of structure and dynamics of other supramolecular assemblies on complex membrane environments.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2025-COG

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Institution d’accueil

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT
Contribution nette de l'UE
€ 2 000 000,00
Coût total
€ 2 000 000,00

Bénéficiaires (1)