Winning projects and candidates

La fièvre de la vallée du Rift (FVR) est une zoonose causée par un arbovirus (le virus de la fièvre de la vallée du Rift, ou RVFV), affectant à la fois le bétail et les humains, avec un fardeau économique et de santé publique considérable en Afrique et dans la péninsule arabique. Circulant à de faibles niveaux enzootiques dans certaines zones géographiques, elle peut aussi occasionnellement provoquer d'importantes épizooties chez les ruminants, associées à des transmissions zoonotiques. Le pathogène se propage principalement par les piqûres de moustiques Aedes et Culex infectés, mais la transmission peut également se produire par contact direct avec les tissus ou fluides animaux infectés, ou par aérosols. Les présentations cliniques humaines varient de symptômes légers, de type grippal, à des pathologies graves, notamment l'encéphalite et la fièvre hémorragique. À Madagascar, d'importantes épizooties-épidémies de FVR ont eu lieu en 1990-1991, 2008-2009 et 2021, bien qu'il ait également été démontré que le virus circulait enzootiquement entre ces épisodes. Bien que les facteurs environnementaux et le commerce du bétail aient été suggérés comme favorisant l'émergence ou la réémergence du RVFV, la dynamique épidémiologique du virus est mal comprise. Le changement climatique devrait affecter la survenue des épidémies de FVR.

Les objectifs du projet RiVerMad sont (i) de construire des cartes de risque prédictives actualisées de l'infection par le RVFV à Madagascar, tenant compte des tendances épidémiologiques récentes afin d'optimiser la surveillance, (ii) d'expliquer les tendances historiques de la propagation du virus au sein et entre les différentes écorégions malgaches (en particulier en ce qui concerne l'épidémie de 2021), et (iii) de projeter des scénarios pour la dynamique future du RVFV dans les compartiments animal, vecteur et humain dans un contexte de changement climatique.

Nous combinerons les données sérologiques et entomologiques collectées dans plusieurs régions du pays, ainsi que les données sur les mouvements du bétail, avec deux types d'approches de modélisation. Premièrement, nous construirons des modèles statistiques spatio-temporels pour prédire le risque épizootique, en tenant compte des covariables environnementales et des mouvements du bétail. Deuxièmement, un modèle mécaniste de méta-populations, intégrant les compartiments vecteur, humain et animal et tenant compte des variables environnementales, simulera la dynamique de transmission du RVFV au sein et entre les écorégions malgaches. Il sera ajusté aux données, et des simulations du modèle selon plusieurs scénarios de changement climatique permettront de projeter les futurs fardeaux en termes de santé animale et humaine.

Le projet impliquera quatre équipes en France et à Madagascar, et établira une collaboration bidirectionnelle avec l'expertise de terrain et virologique apportée par les équipes malgaches et l'expertise en modélisation apportée par les équipes en France. Bien que basé en France, le candidat se rendra au moins une fois dans les équipes à Madagascar, pour visiter les sites de collecte de données, co-construire des stratégies de surveillance et aider et former les étudiants ou chercheurs locaux aux méthodes d'analyse.

Les résultats attendus comprennent deux publications évaluées par des pairs, mais aussi le développement de stratégies de surveillance fondées sur des preuves adaptées au contexte malgache, et le renforcement des capacités de toutes les parties. Enfin, le cadre de modélisation pourra servir de base à une utilisation ultérieure dans d'autres régions d'Afrique.

La fièvre jaune est une maladie virale transmise par les moustiques. L'insuffisance des campagnes de vaccination, les pénuries de vaccins et la propagation des moustiques vecteurs au-delà de leurs limites géographiques initiales expliquent en partie la réapparition de cette maladie, qui peut être sévère, voire mortelle. Nous proposons d'étudier l'infection par le virus de la fièvre jaune (YFV) et la protection vaccinale à l'aide d'un modèle animal ambitieux et innovant : après transmission du virus à des macaques par des piqûres de moustiques infectés. Il est décrit que des composants de la salive des moustiques inhibent la réponse antivirale de l'hôte et favorisent la réplication virale. Ceux-ci sont absents du modèle préclinique classique d'injection cutanée du virus. Notre objectif est de mieux comprendre (1) les événements précoces de la pathogenèse dans la peau et les ganglions lymphatiques drainants, avant la dissémination dans l'organisme, et (2) les mécanismes de protection du vaccin actuel, YF17D, y compris l'induction de cellules T mémoire résidentes (TRM) cutanées et d'une mémoire épigénétique des cellules immunitaires et non immunitaires de la peau jamais étudié jusqu’à maintenant, en plus des anticorps neutralisants. L'imagerie in vivo, l'IHF multiplexée combinée au RNA-scope et la cytométrie de masse seront utilisées pour analyser les événements moléculaires et cellulaires et leur dynamique.

Le vaccin vivant atténué YF17D est l'un des plus efficaces jamais développés. Il offre une protection durable après une seule injection. Cependant, ses mécanismes d'action, en particulier au niveau de la peau, au site même d'inoculation du virus par le moustique, sont encore insuffisamment compris. Ils devront être reproduits par les futurs vaccins contre la fièvre jaune, qui devraient idéalement être plus faciles à produire et à stocker que le vaccin actuel, et accessibles à un plus grand nombre de personnes, y compris avant l'âge de 9 mois et après 60 ans, ainsi qu'aux femmes enceintes et allaitantes et aux personnes immunodéprimées pour qui le vaccin YF17D est contre-indiqué. Ce modèle préclinique sera également utile pour tester de nouvelles stratégies préventives et thérapeutiques contre la fièvre jaune (telles que des vaccins candidats, des anticorps monoclonaux ou des antiviraux pré- et post-exposition). Ces connaissances mécanistiques seront précieuses au-delà de la fièvre jaune, pour le développement plus rationnel d’autres vaccins, en particulier contre d’autres flavivirus. Enfin, la maîtrise de ce type de modèle préclinique est également cruciale pour se préparer à répondre à d'éventuelles pandémies futures causées par des virus transmis par les moustiques, tels que la dengue ou la fièvre du Nil occidental, contre lesquels il n'existe ni vaccin ni traitement.

Les papillomavirus humains (HPV) sont parmi les virus les plus oncogènes connus chez l'homme, mais nous savons relativement peu de choses sur leur histoire naturelle aux premiers stades de l'infection. En particulier, même pour le génotype le plus virulent, le HPV16, plus de 90 % des infections disparaissent au bout de quelques mois ou années. En outre, des résultats antérieurs ont montré que les femmes dont les communautés de microbiote vaginal ne sont pas optimales, c'est-à-dire pauvres en bactéries lactobacilles, sont plus susceptibles d'être séropositives pour le HPV. Ce projet combinera plusieurs techniques de modélisation et types de données pour décrypter les interactions entre les HPV et le microbiote. Tout d'abord, nous utiliserons des modèles d'écologie communautaire pour acquérir une compréhension mécaniste des interactions entre la dynamique de l'infection à HPV et le microbiote vaginal. Ensuite, nous utiliserons des modèles statistiques pour analyser les données longitudinales afin de déterminer ce qui conduit à des transitions dans le statut HPV. Enfin, nous analyserons les données métagénomiques pour étudier la coévolution des bactéries du microbiote vaginal et des HPV tout au long d'une infection. Les données proviendront de l'étude PAPCLEAR et ont déjà été collectées. Ces résultats auront un impact particulièrement fort sur la santé des femmes, étant donné que les HPV sont responsables de la quasi-totalité des cancers du col de l'utérus et que le microbiote vaginal affecte la fertilité et le bien-être général.

Le projet de thèse proposé, iPAVE, vise à approfondir la compréhension des dynamiques épidémiologiques et des schémas de transmission des principales infections respiratoires aiguës (IRA) – grippe, VRS et SARS-CoV-2 – en France. En utilisant l’ensemble des données génomiques à large échelle des réseaux de surveillance comme RELAB et Sentinelles et des méthodes phylodynamiques actuelles, le projet cherche à répondre à deux questions principales : i) Comment les méthodes phylodynamiques actuelles peuvent-elles être étendues pour traiter des ensembles de données de surveillance moléculaire à grande échelle et en quasi temps réel ? et ii) Quels sont les principaux facteurs responsables de la propagation des virus respiratoires en circulation, et comment ces facteurs varient-ils selon les différentes populations, régions géographiques et périodes ?

Bien que les méthodes phylodynamiques, développées au cours des deux dernières décennies, aient été essentielles pour suivre les épidémies à l'aide de données moléculaires, elles rencontrent actuellement des difficultés avec les grands ensembles de données et l'analyse en temps réel. Pour surmonter ces limitations, iPAVE développera et intégrera des modèles phylodynamiques avancés dans une plateforme de surveillance, permettant un suivi précis de l'évolution et de la propagation virale. Le projet exploitera l'ensemble de données RELAB, qui devrait générer environ 10 000 séquences par an, offrant une vision détaillée des IRAs en France. Le projet est divisé en trois tâches principales : i) la validation et la préparation des données, ii) l'extension et l'évaluation comparative des méthodes phylodynamiques, et iii) l'application et l'analyse à grande échelle. Les résultats attendus incluent une compréhension détaillée des dynamiques épidémiologiques virales et l'établissement d'un benchmark pour les techniques phylodynamiques actuelles, applicables à la surveillance mondiale.

Le projet sera mené au sein de l'unité "Mécanismes moléculaires de la multiplication des Pneumovirus" en étroite collaboration avec le Centre National de Référence des Virus Respiratoires à l'Institut Pasteur, en tirant parti de leur expertise et de leur infrastructure informatique haute performance. Il bénéficiera également de la collaboration avec le groupe EID à l'Institut Pasteur. Cette recherche est susceptible d'apporter des contributions significatives à la surveillance et à la gestion mondiales des virus respiratoires et autres pathogènes.

Les Entérovirus (EV) sont des virus à ARN très répandus pouvant avoir un impact significatif en santé publique comme les poliovirus ou certains coxsackievirus B. Le genre Enterovirus est divisé en 15 espèces dont 7 infectent l’humain : EV-A, EV-B, EV-C, EV-D ainsi que les trois espèces de rhinovirus. À l'exception de quelques épidémies, l'impact des EV-D sur la santé humaine est resté limité jusqu'aux années 2010. Cependant, en 2014, EV-D68 a réémergé comme agent responsable de détresses respiratoires sévères, soulignant le potentiel pathogène des EV-D chez l'homme. Mon projet porte sur EV-D111, un virus mal connu détecté dans des échantillons humains et simiens ayant une origine zoonotique potentielle. L’étude de ce virus constitue une opportunité unique pour mieux comprendre les déterminants moléculaires impliqués dans le franchissement de la barrière d’espèce et l’adaptation à l’hôte humain.

Des études précédentes avaient démontré l’utilisation des acides sialiques (Sias) par différents membres des EV-D. De plus, l’utilisation préférentielle de certains isoformes de Sias varie selon les EV-D, résultant probablement d’une adaptation à certains tissus. En effet, EV-D68, virus induisant des pathologies respiratoires, se fixe préférentiellement aux Sias a2,6 qui sont majoritaires au niveau de l’appareil respiratoire haut, tandis que EV-D70, connu pour causer des conjonctivites hémorragiques, utilise les Sias a2,3, qui sont ceux présents dans les yeux.  Afin de déterminer si EV-D111 les utilise également, des traitements enzymatiques et des expériences de pertes de fonction ont été combinées afin de retirer les Sias à la surface cellulaire. Mon travail a démontré que EV-D111 utilise les Sias a2,3 comme facteur d’attachement. Ce caractère phénotypique partagé par tous les EV-D pourrait être un trait ancestral de cette espèce virale et a pu jouer un rôle dans le franchissement de la barrière d’espèces et le passage de certains d’entre eux chez l’humain.

Pour identifier d’autres facteurs proviraux, nous avons réalisé le premier criblage CRISPR à l’échelle du génome dans des cellules humaines infectées par EV-D111. Cette approche à large spectre non biaisée a permis d’identifier plusieurs facteurs potentiellement proviraux et nécessaires au cycle de EV-D111. Parmi les divers candidats identifiés, nous avons validé les propriétés provirales d’une protéine de la membrane du réticulum endoplasmique, SEC63. L’inactivation de ce gène augmente fortement la survie cellulaire lors de l’infection par EV-D111 et diminue significativement la production virale.

La suite de ce projet visera à caractériser les mécanismes par lesquels SEC63 influence le cycle viral. De plus, nous allons étudier un inhibiteur du complexe SEC63 avec un potentiel effet antiviral contre EV-D111. Ces travaux permettront non seulement de mieux comprendre le rôle clé de SEC63 dans le cycle viral de EV-D111, mais aussi d’ouvrir des perspectives thérapeutiques innovantes pour contrer les infections à EV. Mon travail permet d’apporter une meilleure compréhension de la biologie de EV-D111, ce qui est essentiel pour déterminer son tropisme viral et son potentiel à émerger dans la population humaine.

Développement et caractérisation in vitro et in vivo de dérivés de composés naturels antiviraux contre les souches africaines contemporaines du virus Zika

Le virus Zika (ZIKV) est un arbovirus zoonotique transmis principalement aux humains par les moustiques de genre Aedes. ZIKV appartient au genre Orthoflavivirus de la famille des Flaviviridae. Les souches de ZIKV sont classées en génotypes africain, asiatique. Les souches africaines contemporaines, telles que GUINEA-18 et SENEGAL-11, ont récemment montré des effets tératogènes accrus et des taux de transmission par les moustiques plus élevés par rapport aux souches asiatiques. De plus, chez les adultes infectés, les souches épidémiques asiatiques de ZIKV peuvent persister dans les sécrétions corporelles telles que les sécrétions oculaires, l'urine et, surtout, le liquide séminal, bien après la phase aiguë de l'infection. Cela représente un risque important pour la transmission sexuelle du virus. Ces caractéristiques soulignent la nécessité urgente d'interventions ciblées, d'autant plus qu'il n'existe actuellement ni vaccins ni traitements curatifs pour la fièvre Zika, ce qui en fait une préoccupation majeure de santé publique mondiale.

Le projet de thèse vise à identifier et développer des analogues de Macarangin dérivés de plantes et des dérivés synthétiques de ferrocène comme composés antiviraux potentiels contre les souches africaines du ZIKV. Ces composés seront évalués pour leur capacité à inhiber la réplication virale en utilisant des modèles in vitro et in vivo. Le projet se concentrera sur deux axes principaux : la rupture de la chaîne de transmission en évaluant la capacité des molécules naturelles à inhiber la réplication virale dans l'intestin des moustiques en utilisant le modèle Drosophila, et l'inhibition de la réplication virale dans les cellules humaines permissives pour agir comme antiviraux.

Les études ex vivo seront menées en collaboration avec les institutions partenaires du consortium CAZIKANO, en utilisant des modèles physiologiquement pertinents tels que les testicules adultes humains. Les résultats attendus de cette recherche contribueront de manière significative à la compréhension des mécanismes d'action de ces composés et à l'élaboration de stratégies antivirales efficaces contre les souches contemporaines africaines du ZIKV.

L'émergence et la réémergence des fièvres hémorragiques virales constituent une préoccupation mondiale croissante. Le nombre d'épidémies dues aux filovirus est en augmentation et les retards dans la détection et la confirmation en laboratoire constituent l'un des principaux facteurs de l'allongement de leur durée et des taux de létalité élevés. La RDC a connu le plus grand nombre d’épidémies de MVE et demeure exposée au risque d’émergence d’autres virus responsables de fièvre hémorragique, y compris d’autres filovirus ou arbovirus. En outre, les notifications de cas suspects de fièvre hémorragique persistent à travers le pays avec une hausse remarquable observée en 2025. Ces notifications témoignent la circulation des pathogènes dont la surveillance est négligée en population humaine, limitée dans la faune et inexistante dans l’environnement. C’est dans ce cadre que le projet « ONE SENSE » entend impulser la surveillance en RDC intégrant l’approche One Health et en se basant sur des outils innovants que sont le séquençage à haut débit et la sérologie multiplex. Les objectifs poursuivis se s’articuleront d’une part sur l’analyse approfondie des génomes du virus Ebola en recherchant les origines (cas index des résurgences) et des signatures adaptatives cumulées lors des dernières épidémies, et d’autre part sur la recherche des étiologies virales en étendant la recherche aux autres filovirus et virus probables susceptibles de co-circuler et conduire à un syndrome fébrile et hémorragique.

La mise en œuvre des objectifs ci-haut cités se fera rétrospectivement et prospectivement. D'une part, l'approche rétrospective se réalisera à travers des analyses phylogénomiques par approches probabilistes (maximum de vraissemeblance ou bayésienne), pour les génomes générés dans le passé. Les mutations GP-V75A et les mutations ADAR-1 seront particulièrement explorées dans l'optique d'évaluer leur implication dans la dynamique épidémique. En plus, la métagénomique ciblée couplée aux sérologies multiplex filovirus et arbovirus seront appliquées aux échantillons prélevés des cas suspects de fièvres hémorragiques virales. D’autre part, l'approche prospective sera d’application selon les cas suspects qui continueront à être rapportés et les épidémies qui pourraient émerger durant les 2 prochaines années. En considérant l'approche One Health, les échantillons animaux et environnementaux collectés des provinces les plus à risque à l'issu de différents projets sur le sujet et stockés dans la biobanque seront également sujets aux analyses.

Ces travaux permettront ainsi de réaliser une mise à jour de l'analyse phylogénomique du virus Ebola, de proposer une dénomination systématique des épidémies pour EBOV pouvant être appliquée à d'autres filovirus, de documenter les signatures d'adaptation humaines du virus Ebola et de l'origine des résurgences en RDC. En outre, ces résultats d'envisager l’intégration de la sérologie dans la description, la caractérisation et le suivi des épidémies en plus des recherches sur le réservoir et les cas probablement non -diagnostiqués en période d'épidémie.

Les infections virales ont été proposées comme facteurs de risque environnemental de développement de troubles neurocognitifs et neurodéveloppementaux, tels que les troubles du spectre autistique (TSA). Bien que les causes soient multifactorielles, la dérégulation de l’homéostasie synaptique représente un mécanisme moléculaire clé à l’origine de ces maladies. En effet, le cerveau présente des circuits neuronaux très ordonnés, permettant la propagation de l’activité électrique via les synapses. Or, des changements mineurs dans la synaptogenèse et la plasticité synaptique peuvent avoir un impact fonctionnel critique, et bien que cela soit bien établi pour les TSA et les troubles neurocognitifs, la contribution des neuroinfections virales et de la neuroinflammation n’est pas claire. Ici, nous proposons d’utiliser des modèles multicellulaires 3D avancés – 1) des organoïdes cérébraux humains dérivés de cellules souches provenant d’enfants sans troubles neurologiques, présentant un TSA, ou un syndrome congénital à Zika, et 2) des cultures organotypiques d’explants de cerveau humain– pour étudier l’impact de cinq virus neurotropes émergents sur la synaptogenèse, l’activité électrique, et la neuroinflammation. La quantité massive de données qui seront générées sera traitée par l’utilisation d’outils bioinformatiques pour analyser les voies viro-induites communes et spécifiques responsables des perturbations neurologiques. De plus, des algorithmes d’intelligence artificielle seront développés afin de prédire et classer l’impact neurologiques d’infections de nature connue/inconnue. Ainsi, le projet EviSyp fournira des informations mécanistiques et conceptuelles fondamentales concernant les interactions entre les neuroinfections virales, les dysfonctionnements synaptiques et les troubles neurocognitifs/développementaux, et améliorera notre préparation aux futures pandémies grâce à la création de nouvelles ressources et outils pertinents.

L’immunité innée est essentielle pour initier les réponses antivirales et orienter l’immunité adaptative. Dans le contexte des virus à ARN ainsi que des vaccins à ARNm formulés en nanoparticules lipidiques (LNP), les mécanismes moléculaires impliqués dans la reconnaissance initiale de l’ARN et l’activation subséquente de la réponse immunitaire innée restent controversés. Les récepteurs de reconnaissance de motifs (PRRs) détectent des structures moléculaires non-soi, telles que les ARN viraux, et activent des voies de signalisation conduisant à la production d’interférons de type I/III (IFNs) et de cytokines pro-inflammatoires. Parmi ces récepteurs, les récepteurs de type RIG-I (RLRs : RIG-I, MDA5, LGP2) sont des protéines cytosoliques liant l’ARN avec des spécificités de ligands distinctes. Mon projet de thèse vise à élucider (1) la reconnaissance des ARN viraux et endogènes par les RLRs lors d’une infection par le virus Influenza A (IAV) et (2) la reconnaissance par l’immunité innée des candidats vaccins à ARNm à travers leur interaction avec différents PRRs ; toutefois, ce second objectif ne sera pas approfondi en raison des contraintes de confidentialité liées à la collaboration industrielle avec Sanofi.

Pour le premier objectif, nous avons étudié les rôles de RIG-I, MDA5 et LGP2 dans la reconnaissance des infections par le virus influenza sauvage (WT), ainsi que de leurs ligands ARN aux niveaux de la séquence nucléotidique et des modifications post-transcriptionnelles. RIG-I et MDA5 se sont révélés essentiels pour la détection des virus influenza A (IAV) et B (IBV). Les ligands ARN issus des purifications de RIG-I et de LGP2 ont montré une activité immunostimulatrice dans des essais d’IFN de type I. RIG-I se lie au segment NS de polarité négative, et RIG-I ainsi que LGP2 ciblent le segment M de polarité négative. Les segments viraux de polarité négative présentent une capacité plus élevée à activer la signalisation IFN de type I que leurs homologues de polarité positive, ce qui est cohérent avec les valeurs d’IC50 des segments NS et M pour leur liaison à RIG-I. De plus, RIG-I reconnaît des transcrits de l’ARN polymérase III présentant une diminution des niveaux de 5-méthylcytosine (m5C) lors de l’infection.

La quatrième année de thèse sera consacrée à la réalisation d’expériences ciblées visant à valider ce mécanisme, incluant la génération de lignées cellulaires RLR étiquetées Strep déficientes pour NSUN2 (NSUN2-KO) à l’aide de CRISPR–Cas9, l’analyse par qPCR de l’enrichissement des ARN transcrits par Pol III sur RIG-I, ainsi que la caractérisation des interactions ARN–RIG-I dans le contexte de la méthylation m5C. Cette période permettra également l’intégration des résultats, la rédaction d’un article scientifique et la finalisation de la thèse. Les résultats attendus de ce projet incluent l’étude d’une hypothèse émergente concernant la mobilisation d’ARN endogènes sur RIG-I lors d’infections virales, ainsi qu’une meilleure compréhension des mécanismes régulant leurs propriétés immunostimulatrices en lien avec la méthylation de l’ARN. Ces travaux sont directement pertinents pour la recherche sur les maladies infectieuses et pourraient contribuer à la conception de stratégies antivirales et de thérapies à base d’ARN, en identifiant des déterminants moléculaires régulant l’immunogénicité des ARN dans le contexte des pathogènes viraux émergents.