Immunology and infectious diseases

Les micro-organismes pathogènes constituent une menace sanitaire majeure à l'échelle mondiale, aggravée de manière alarmante par l'augmentation drastique de la multirésistance aux médicaments ces dernières années. Nos recherches se concentrent sur les mécanismes immunitaires à médiation cellulaire qui limitent les infections microbiennes. Nous avons récemment découvert que les protéases sérines immunitaires des lymphocytes T cytotoxiques et des cellules tueuses naturelles, les granzymes, exercent une puissante activité antimicrobienne en clivant plusieurs substrats protéiques vitaux, provoquant la mort rapide des micro-organismes. Nous avons ainsi défini un nouveau paradigme immunologique suggérant un rôle crucial des protéases effectrices cytotoxiques dans la défense immunitaire contre les micro-organismes pathogènes (Cell, 2014 ; Nature Medicine, 2016). Une analyse protéomique et bioinformatique complète des substrats bactériens de la granzyme B dans le pathogène modèle Listeria monocytogenes a révélé une attaque très ciblée sur les réseaux protéiques qui sont régulés à la hausse pendant la croissance infectieuse in vivo. Cette découverte suggère un mécanisme immunitaire inattendu qui cible spécifiquement les protéines bactériennes directement liées à la virulence et à la pathogénicité. Nous explorerons cette stratégie immunitaire récemment découverte en disséquant une interaction hôte-pathogène conservée au cours de l'évolution, à savoir la destruction ciblée par les protéases immunitaires de protéines dans des bactéries pathogènes cliniquement pertinentes à l'aide d'outils protéomiques et bioinformatiques bien établis. Ces données fourniront un aperçu évolutif de la manière de tuer efficacement les pathogènes bactériens et de limiter les infections. Le paludisme reste l'un des problèmes de santé les plus difficiles à résoudre dans les pays en développement. Les Plasmodium spp., responsables du malaria, ont un cycle de vie complexe. Cependant, il est admis que la croissance exponentielle des parasites dans le sang est responsable de la quasi-totalité des symptômes cliniques du paludisme et de la morbidité et mortalité associées. Par conséquent, pour prévenir efficacement la pathogenèse du paludisme et sa progression vers une forme grave, il est essentiel de contrôler étroitement la parasitémie. En collaboration avec le Dr Pierre-Yves Mantel, nous prévoyons d'identifier les populations de lymphocytes cytotoxiques capables de limiter la croissance de Plasmodium dans les globules rouges et de caractériser les mécanismes sous-jacents. Nos données préliminaires indiquent clairement que les granzymes contribuent de manière cruciale à la limitation de la croissance observée dans les globules rouges. Par conséquent, nous visons également à identifier les cibles moléculaires des protéases immunitaires dans le cadre de criblages protéomiques spécifiques à chaque stade.

Membres

Publications

Granulysin Antimicrobial Activity Promotes Dormancy in Mycobacterium tuberculosis
Elirehema Mfinanga, Frederick Haraka, Jan M. Schmidt, Damien Portevin, Erin F. McCaffrey, Max Mpina, Ainhoa Arbués, Mohamed Sasamalo, Owais Abdul Hameed, Sébastien Gagneux, Hellen Hiza, Jacques Fellay, Klaus Reither, José M. Carballido, Anneth Tumbo, Michael Walch, Sarah Schmidiger, Jerry Hella, European Journal of Immunology (2025) | Article

Plasmodium falciparum subverts neutrophil function via host miR-451a loaded extracellular vesicles driving bacterial superinfection susceptibility
Simone Lucchesi, Michael Walch, Rickard Sandberg, Kehinde Adebayo Babatunde, Daniel Irimia, Bibin Subramanian, Alex Hopke, Francesco Santoro, Paola Martinez Murillo, Giorgio Montesi, Maria Novedrati, Pierre-Yves Mantel, Michael Hagemann-Jensen, Luis Filgueira, Mtakai Ngara, (2025) | Prépublication

Executioner caspases degrade essential mediators of pathogen-host interactions to inhibit growth of intracellular Listeria monocytogenes
Dieter Kressler, Marilyne Lavergne, Alessandro Failla, Safaa Bouheraoua, Patricia Matthey, Sara De Grandis, Oluwadamilola Adenuga, Michael Stumpe, Tanja Muralt, Tiffany Schaerer, Michael Walch, Léa Chèvre, Raffael Schaerer, Pierre-Yves Mantel, Cell Death & Disease (2025) | Article

Granulysin antimicrobial activity promotes dormancy inMycobacterium tuberculosis
Erin F. McCaffrey, José M. Carballido, Michael Walch, Sébastien Gagneux, Hellen Hiza, Owais Abdul Hameed, Jacques Fellay, Sarah Schmidiger, Jerry Hella, Jan M. Schmidt, Elirehema Mfinanga, Damien Portevin, Mohamed Sasamalo, Ainhoa Arbués, Anneth Tumbo, Frederick Haraka, Klaus Reither, Max Mpina, (2024) | Prépublication

Executioner caspases degrade essential mediators of pathogen-host interactions to inhibit growth of intracellular Listeria monocytogenes
Tiffany Schaerer, Raffael Schaerer, Michael Walch, Oluwadamilola Adenuga, Sara De Grandis, Marilyne Lavergne, Safaa Bouheraoua, Patricia Matthey, Alessandro Failla, Michael Stumpe, Tanja Muralt, Dieter Kressler, Pierre-Yves Mantel, Léa Chèvre, (2024) | Prépublication

Biocompatible Rhamnolipid Self‐Assemblies with pH‐Responsive Antimicrobial Activity
Michael Walch, Samuel Watts, Jules D. P. Valentin, Linda Hong, Parth Kadakia, Owais Abdul Hameed, Stefan Salentinig, Advanced Healthcare Materials (2024) | Article

Validation of Effective Extracellular Vesicles Isolation Methods Adapted to Field Studies in Malaria Endemic Regions
Matteo Zoia and Bibin Yesodha Subramanian and Klara Kristin Eriksson and Meera Sruthi Ravi and Shekoofeh Yaghmaei and Isabelle Fellay and Brigitte Scolari and Michael Walch and Pierre-Yves Mantel, Frontiers in Cell and Developmental Biology (2022) | Article

Improved Purification of Human Granzyme A/B and Granulysin Using a Mammalian Expression System
Valerio Rasi and Owais Abdul Hameed and Patricia Matthey and Sibes Bera and Duane P. Grandgenett and Stefan Salentinig and Michael Walch and Daniel F. Hoft, Frontiers in Immunology (2022) | Article

Editorial: The Role of Reactive Oxygen Species in Protective Immunity
Denis Martinvalet and Michael Walch, Frontiers in Immunology (2022) | Article

Reactive Oxygen Species: Do They Play a Role in Adaptive Immunity?
Esen Yonca Bassoy and Michael Walch and Denis Martinvalet, Frontiers in Immunology (2021) | Article

Oxidative and Non-Oxidative Antimicrobial Activities of the Granzymes
Marilyne Lavergne and Maria Andrea Hernández-Castañeda and Pierre-Yves Mantel and Denis Martinvalet and Michael Walch, Frontiers in Immunology (2021) | Article

Granzyme A Produced by γ9δ2 T Cells Activates ER Stress Responses and ATP Production, and Protects Against Intracellular Mycobacterial Replication Independent of Enzymatic Activity
Valerio Rasi and David C. Wood and Christopher S. Eickhoff and Mei Xia and Nicola Pozzi and Rachel L. Edwards and Michael Walch and Niels Bovenschen and Daniel F. Hoft, Frontiers in Immunology (2021) | Article

A Profound Membrane Reorganization Defines Susceptibility of Plasmodium falciparum Infected Red Blood Cells to Lysis by Granulysin and Perforin
Maria Andrea Hernández-Castañeda and Marilyne Lavergne and Pierina Casanova and Bryan Nydegger and Carla Merten and Bibin Yesodha Subramanian and Patricia Matthey and Nils Lannes and Pierre-Yves Mantel and Michael Walch, Frontiers in Immunology (2021) | Article

γδ T Cells Kill Plasmodium falciparum in a Granzyme- and Granulysin-Dependent Mechanism during the Late Blood Stage
Maria Andrea Hernández-Castañeda and Katharina Happ and Filippo Cattalani and Alexandra Wallimann and Marianne Blanchard and Isabelle Fellay and Brigitte Scolari and Nils Lannes and Smart Mbagwu and Benot Fellay and Luis Filgueira and Pierre-Yves Mantel and Michael Walch, The Journal of Immunology (2020) | Article

Granzyme B Attenuates Bacterial Virulence by Targeting Secreted Factors
Diego López León and Patricia Matthey and Isabelle Fellay and Marianne Blanchard and Denis Martinvalet and Pierre-Yves Mantel and Luis Filgueira and Michael Walch, iScience (2020) | Article

Role of Extracellular Vesicles in Cellular Cross Talk in Malaria
Kehinde Adebayo Babatunde and Bibin Yesodha Subramanian and Ambroise Dioum Ahouidi and Paola Martinez Murillo and Michael Walch and Pierre-Yves Mantel, Frontiers in Immunology (2020) | Article

Human Microglia Respond to Malaria-Induced Extracellular Vesicles
Smart Ikechukwu Mbagwu and Nils Lannes and Michael Walch and Luis Filgueira and Pierre-Yves Mantel, Pathogens (2019) | Article

Gamma Delta T Cells and Its Interactions with Extracellular Vesicles during Malaria
Smart Mbagwu and Luis Filgueira and Michael Walch and Pierre-Yves Mantel, The FASEB Journal (2019) | Article

Malaria infected red blood cells release small regulatory RNAs through extracellular vesicles
Kehinde Adebayo Babatunde and Smart Mbagwu and María Andrea Hernández-Castañeda and Swamy R. Adapa and Michael Walch and Luis Filgueira and Laurent Falquet and Rays H. Y. Jiang and Ionita Ghiran and Pierre-Yves Mantel, Scientific Reports (2018) | Article

Malaria derived extracellular vesicles inhibit neutrophils ROS production and NETs formation
Kehinde Adebayo Babatunde and Michael Walch and Isabel Fellay and Solange Kharoubi-Hess and Luis Filgueira and Ionita Ghiran and Pierre-Yves Mantel, The FASEB Journal (2018) | Article

Evaluation of Extracellular Vesicle Function During Malaria Infection
María Andrea Hernández-Castañeda and Smart Mbagwu and Kehinde Adebayo Babatunde and Michael Walch and Luis Filgueira and Pierre-Yves Mantel, Journal of Visualized Experiments (2018) | Article

Silver-nanoparticles increase bactericidal activity and radical oxygen responses against bacterial pathogens in human osteoclasts
Valerie Aurore and Fabienne Caldana and Marianne Blanchard and Solange Kharoubi Hess and Nils Lannes and Pierre-Yves Mantel and Luis Filgueira and Michael Walch, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine (2018) | Article