La syphilis évolue par stades caractérisés par des différentes manifestations cutanées. Les réponses immunitaires à la bactérie Treponema pallidum sont cependant peu caractérisées avec les méthodes actuelles moléculaires, et les réactions à la bactérie sont atténuées par une enveloppe fragile, peu immunogénique.

Une combinaison d’immunohistochimie, de séquençage bulk et de séquençage ARN en cellule unique (scRNAseq) sur des biopsies paraffinées a été utilisée. De plus, des kératinocytes sauvages et knock-out pour MyD88 et STING ont été exposés à la bactérie, ainsi que des PBMCs de sujets sains. Le T. pallidum a été utilisé soit vivant soit soniqué pour s’affranchir de l’enveloppe peu immunogénique. L’exposition était de 6 heures pour caractériser les réponses précoces.

Les lésions de syphilis secondaires sont le siège d’un infiltrat polymorphe, comme décrit de longue date. Le séquençage bulk (de tout le tissu) montrait des signatures ARN de différents sous-types de lymphocytes T, et des cytokines IL-10 ainsi que de la voie PD-1. En single-cell, les cellules immunitaires (T, B, myéloïdes) mettaient communément en jeu les facteurs de transcription RELA/RELB, de la voie NFKB. En revanche, le type de signatures immunologiques variait avec des contributions différentes de chaque sous-type cellulaire. Les communications inter-kératinocytaires étaient diminués au profit d’un crosstalk entre cellules immunitaires et stromales. L’exposition à court terme ex vivo de PBMCs de sujets sains à T. pallidum montrait une augmentation de la transcription de CXCL1 et CXCL3, plus intense quand la bactérie avait été préalablement lysée par sonication, laissant d’autres cibles antigéniques apparaître. Les réponses kératinocytaires inflammatoires au contact de T. pallidum en culture mono-couche étaient bloquées par la délétion (KO) spécifiques dans les kératinocytes de MyD88.

Cette première étude de single-cell sur la syphilis secondaire permet de confirmer des observations connues de richesse de l’infiltrat cellulaire. Les fonctions apparemment distinctes des différentes cellules immunitaires en terme de voies de signalisation inflammatoire permettent de suspecter quelles cellules font l’expression clinique de la maladie et lesquelles sont plutôt régulatrices. MyD88 et le système de détection par Toll-Like récepteur a déjà été identifié comme essentiel dans un modèle d’infection de souris par T. pallidum. Les données présentées ici permettent de confirmer et affiner son rôle en fonction du maintien ou de la destruction de l’enveloppe de T. pallidum.

Au total, cette étude révèle la complexité des réponses immunitaires dans la syphilis secondaire avec des participations cellulaires variées aux phénomènes inflammatoires locaux. Il s’agit de la première étude de single-cell dans cette pathologie, qui confirme aussi que MyD88 est un facteur essentiel de la transduction du signal inflammatoire dans la phase très précoce de contact cellulaire avec T. pallidum.