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Inflammatory pathways initiated by perturbations of cellular homeostasis

English title Inflammatory pathways initiated by perturbations of cellular homeostasis
Applicant Martinon Fabio
Number 173152
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Département de Biochimie Faculté de Biologie et Médecine Université de Lausanne
Institution of higher education University of Lausanne - LA
Main discipline Biochemistry
Start/End 01.04.2017 - 31.03.2021
Approved amount 632'000.00
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All Disciplines (3)

Immunology, Immunopathology
Cellular Biology, Cytology

Keywords (5)

Innate immunity ; Inflammation; Cellular Homeostasis; Inflammasome; Unfolded Protein Response

Lay Summary (French)

Etudes des voies inflammatoires initiées par des perturbations de l'homéostasie cellulaire
Lay summary


L'inflammation contribue à la réponse immunitaire innée et est déclenchée par la présence d'agents infectieux ou de signaux relâchés par des tissus endommagés. Des études ont aussi suggéré que des altérations transitoires et non létales de l'homéostasie cellulaire peuvent entraîner une réponse inflammatoire.

Nous avons récemment identifié une perturbation cellulaire qui se caractérise par des perturbations dans des structures de l'enveloppe nucléaire. Nous avons constaté que ce stress de l'enveloppe nucléaire (NE) est associé à l’activation de senseurs de l’immunité innée.

Les objectifs de ce projet sont d'élucider les mécanismes de l’inflammation activé les perturbations cellulaires comme le stress de l’enveloppe nucléaire, et d’en comprendre la relevance physiologique. Trois sous-projets de recherche complémentaires ont été conçus pour fournir une étude approfondie du stress du NE et des perturbations de l'homéostasie cellulaire et pour étudier le rôle physiologique de ces réponses. Le premier sous-projet identifiera les signaux et les mécanismes qui favorisent le stress du NE. Le deuxième sous-projet vise à déchiffrer les voies inflammatoires déclenchées par la modification de l'homéostasie du NE. Le troisième sous-projet se concentre sur les maladies caractérisées par des altérations du NE et la contribution des voies de l'inflammation dans ces pathologies.

Ce projet permettra de démontrer le rôle du NE-stress dans l'immunité, il identifiera les mécanismes et les voies importants impliqués dans la réponse au stress du NE et fournira de nouvelles pistes sur le rôle de l'autoinflammation dans les maladies et les affections caractérisées par la perte de l'homéostasie du NE, y compris les maladies autoinflammatoires,  les maladies associée au vieillissement et le cancer.

Direct link to Lay Summary Last update: 05.04.2017

Responsible applicant and co-applicants


Name Institute


Inflammasomes contributing to inflammation in arthritis
Spel Lotte, Martinon Fabio (2020), Inflammasomes contributing to inflammation in arthritis, in Immunological Reviews, imr.12839-imr.12839.
A proximity-dependent biotinylation (BioID) approach flags the p62/sequestosome-1 protein as a caspase-1 substrate
Jamilloux Yvan, Lagrange Brice, Di Micco Antonia, Bourdonnay Emilie, Provost Angélina, Tallant Rémy, Henry Thomas, Martinon Fabio (2018), A proximity-dependent biotinylation (BioID) approach flags the p62/sequestosome-1 protein as a caspase-1 substrate, in Journal of Biological Chemistry, 293(32), 12563-12575.
Inflammation initiated by stressed organelles
Martinon Fabio (2018), Inflammation initiated by stressed organelles, in Joint Bone Spine, 85(4), 423-428.
The AIM2 inflammasome: Sensor of pathogens and cellular perturbations
Lugrin Jérôme, Martinon Fabio (2018), The AIM2 inflammasome: Sensor of pathogens and cellular perturbations, in Immunological Reviews, 281(1), 99-114.
Inflammation in gout: mechanisms and therapeutic targets
So Alexander K., Martinon Fabio (2017), Inflammation in gout: mechanisms and therapeutic targets, in Nature Reviews Rheumatology, 13(11), 639-647.

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
130476 Molecular mechanisms linking ER-stress and inflammatory pathways 01.08.2010 Project funding (Div. I-III)


Inflammation contributes to innate immune responses and is triggered by the presence of non-self patterns characteristic of infectious agents, or danger signals released from damaged tissues. A growing number of evidences also indicate that transient and non-lethal alterations of cellular homeostasis can promote low-grade inflammation. However the nature and outcome of these responses are poorly understood. We recently identified a cellular perturbation that share features with the endoplasmic reticulum (ER) stress but is characterized by transient defects in the nuclear envelope. We found that this nuclear envelope (NE) stress is associated with the exposure of self-DNA that is then detected by cGAS and the AIM2 inflammasome to promote inflammation. These findings support the model that loss of cellular compartmentalization is inflammatory and highlight the role of mammalian innate immune sensors as guardians of cellular integrity.The goals of this proposal are to elucidate the molecular mechanisms and pathways that can lead to cellular perturbations including nuclear envelop stress, to define the resulting inflammatory pathways engaged and to address the physiological relevance of the resulting autoinflammation in health and diseases. Three complementary research sub-projects were designed to provide a comprehensive study of the NE-stress and related perturbation of cellular homeostasis and to address the physiological role of these responses. The first sub-project will identify relevant signals and mechanisms that promote NE-stress. The second sub-project is aimed at deciphering the inflammatory pathways triggered by alteration of NE homeostasis. The third sub-project focuses on diseases and conditions characterized by NE alterations and the contribution of inflammasomes and related immune pathways to inflammation in these pathologies.This project will pioneer the field of NE-stress in immunity, it will identify important mechanisms and pathways involved in the NE-stress response and will provide new insights on the role of autoinflammation in diseases and conditions characterized by loss of NE homeostasis, including autoinflammatory diseases, laminopathies, and cancer.