Winning projects and candidates

La famille des Hepeviridae dont le virus prototype est le virus de l’hépatite E (HEV) comprend plusieurs espèces virales dont les spectres d’hôte ne sont pas encore bien définis. De par le nombre important d’espèces animales pouvant servir de réservoir à ce virus, le HEV est un virus à très haut potentiel zoonotique. L’émergence de cas d’hépatite aiguë ou chronique chez les humains suite à l’infection par le virus de l’hépatite E du rat est préoccupante et il est nécessaires d’acquérir de nouvelles connaissances sur le patho-territoire des virus HEV des rongeurs et d’évaluer leur potentiel zoonotique. Le projet ZORRO a pour objectif de caractériser et d’évaluer le potentiel zoonotique des virus de l’hépatite E (Rocahepevirus ratti) circulant en France chez les rongeurs dans des modèles de cellules humaines.

Le projet RIPOSTE a pour objectif de développer un traitement innovant contre la tuberculose en ciblant la réponse de l’hôte par l’inhibition pharmacologique du facteur de transcription PU.1 dans les macrophages. Ce projet découle de la découverte que PU.1 joue un rôle central dans la réponse des macrophages à l’infection par Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Des travaux préliminaires suggèrent qu’en inhibant PU.1 via un knockdown médié par siRNA lors de l’infection par Mtb, la croissance intracellulaire du pathogène diminue. Ce phénomène pourrait découler d’une augmentation de l’apoptose, d’une inhibition de l’expression de gènes inflammatoires ou d’autres mécanismes encore non élucidés. 
Dans cette optique, nous avons accès à des inhibiteurs de PU.1 récemment développés pour explorer si l’inhibition de PU.1 peut aider l’hôte à combattre l’infection par Mtb. Notre objectif principal est d’évaluer ces inhibiteurs de PU.1 sur l’infection par Mtb dans des macrophages primaires in vitro. Notre deuxième objectif est de poursuivre cette étude en évaluant l’efficacité de ces inhibiteurs sur des macrophages alvéolaires, qui seront ensuite intégrés dans un modèle organoïde humain. En parallèle, nous étudierons la pharmacocinétique et la clairance des inhibiteurs dans un modèle murin d’infection par Mtb. Cette approche globale nous permettra de déterminer la faisabilité d’une transition vers un modèle d’organoïde humain et d’évaluer l’efficacité potentielle des inhibiteurs de PU.1 sur l’infection par Mtb dans un contexte multi cellulaire et in vivo.

Les maladies infectieuses, notamment celles causées par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), continuent de poser d’importants défis de santé mondiaux, exigeant des approches innovantes en vue d’une guérison fonctionnelle. Bien que les traitements actuels suppriment la réplication virale, ils n’éliminent pas le virus, nécessitant ainsi un traitement à vie.

Notre recherche vise à explorer une voie peu explorée pour une éventuelle intervention thérapeutique dans l’infection par le VIH, en se concentrant sur la reconnaissance immédiate et l’élimination des lymphocytes T CD4+ infectés par le VIH avant l’intégration virale et la production de novo. Une telle approche promet un meilleur contrôle viral et une réduction de l’établissement du réservoir viral, reflétant le phénomène observé chez les rares “Contrôleurs du VIH”.

Ces individus uniques contrôlent naturellement la réplication du VIH sans médication, offrant ainsi des perspectives précieuses pour d’éventuelles guérisons fonctionnelles. Plusieurs équipes de recherche ont rapporté des observations similaires, mettant en évidence la reconnaissance et l’élimination des lymphocytes T CD4 infectés peu de temps après l’entrée du virus. Cependant, les facteurs moléculaires impliqués dans ce processus restent largement inconnus, à l’exception de l’implication des molécules HLA-I et du protéasome.

Pour combler cette lacune de connaissances, nous proposons une approche de criblage CRISPR-Cas9 sur les lymphocytes T CD4+ afin d’identifier les acteurs moléculaires critiques impliqués dans cette voie unique de présentation de l’antigène. En collaboration avec des experts en technologie CRISPR-Cas9, nous réaliserons des criblages à l’échelle du génome sur des lignées de lymphocytes T CD4 infectés par le VIH. Les gènes délétés enrichis au sein de la population de lymphocytes T CD4 survivants après coculture avec les lymphocytes T CD8 spécifiques du VIH représenteront des candidats prometteurs impliqués dans ce processus crucial de présentation de l’antigène.

Ce projet vise à dévoiler les mécanismes moléculaires régissant la présentation de l’antigène viral à partir des particules virales entrantes du VIH dans les lymphocytes T CD4, éclairant ainsi une voie potentielle pour de futures stratégies thérapeutiques visant à lutter contre l’infection par le VIH. Notre projet s’inscrit dans le cadre des efforts mondiaux visant à trouver un remède contre le VIH et offre une perspective novatrice sur l’interaction entre le système immunitaire et le VIH, pouvant conduire à des stratégies thérapeutiques innovantes en matière de lymphocytes T.

Le virus de l’hépatite E (HEV) est identifié comme un enjeu majeur de santé publique par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), mais il est encore insuffisamment caractérisé. Le génome du HEV est composé d’un ARN simple brin d’environ 7,2 kb et contient trois cadres ouverts de lecture (ORF). L’ORF1 est indispensable pour la réplication virale, l’ORF2 code pour la protéine principale de la capside, et l’ORF3 joue un rôle dans la libération des particules virales, même si sa fonction exacte demeure peu claire. Nos études récentes sur la protéine ORF1 (pORF1) ont avancé plusieurs hypothèses concernant son domaine N-terminal, désormais appelé MetY. Ce domaine a une activité méthyltransférase, essentielle pour la production d’ARNs viraux fonctionnels. Il semble fonctionner sous forme d’oligomère, associé aux membranes de la cellule infectée, favorisant ainsi la connexion entre le compartiment de réplication et le cytosol. Toutefois, les processus d’oligomérisation et d’association à la membrane restent mal compris, avec certaines variables, comme la composition lipidique des membranes, pouvant influencer l’approche expérimentale. De plus, la protéine de capside codée par l’ORF2 pourrait s’associer à pORF1 au niveau membranaire, et il est suggéré qu’ensemble avec pORF3, ils constituent une « usine virale » pour la production et l’encapsulation des ARNs viraux directement au niveau de la membrane.

Le programme de recherche proposé est axé sur les interactions membranaires des domaines MetY de pORF1 et de pORF2, articulé autour de deux tâches principales :

1. Poursuivre les études par simulation de dynamique moléculaire entre un dodécamère du domaine MetY et des modèles membranaires de différentes compositions.
2. Examiner, via des simulations de dynamique moléculaire, les interactions de pORF2 avec différents modèles membranaires.

Ces investigations devraient offrir des informations approfondies sur les modalités de liaison des protéines virales du HEV aux membranes des cellules infectées. Elles permettront aussi de mieux cerner la composition lipidique nécessaire à ces interactions. Par ailleurs, cette connaissance facilitera les expériences in vitro en déterminant la composition lipidique minimale nécessaire pour la liaison de MetY ou de pORF2i aux membranes cellulaires.

Nos données initiales confirment la faisabilité du projet. Les protocoles de simulations étant établis et validés, ce projet vise l’obtention d’un financement pour une année supplémentaire afin de finaliser les recherches actuelles, de les valider expérimentalement et de préparer leur publication.

La sur-infection par le virus de l’hépatite delta (HDV) de patients chroniquement infectés par le virus de l’hépatite B (HBV) est l’une des formes d’hépatites virales les plus agressives. L’infection par HDV a été montrée comme activant les voies interféron (IFN) de types I et III via la reconnaissance par les récepteurs de l’immunité innée de la famille des RLR (RIG-I receptor like) : MDA5 et LGP2. Cependant, malgré l’induction de nombreux gènes induits par l’IFN (ISGs) suite à l’infection HDV, la réplication du virus n’est pas quasiment pas affectée. De plus les traitements des patients avec des IFN exogènes ont aussi des effets limités. Nous pensons qu’une caractérisation exhaustive de la réponse innée à HDV sera instrumentale pour l’amélioration des thérapies à base d’IFN qui restent une composante clef dans la prise en charge des infections chroniques HDV.

Nos résultats préliminaires nous ont menés à faire l’hypothèse que MDA5 et LGP2 ne sont pas les seules protéines impliquées dans la reconnaissance d’HDV par les hépatocytes mais que des interactions plus complexes, et non décrites encore, entre différentes protéines des voies de l’immunité innée sont mises en jeux. En effet, nos résultats suggèrent l’implication additionnelle de trois protéines, OAS-1, RNASEL et GBP3, dans la reconnaissance d’HDV et l’induction de la réponse IFN. L’objectif de ce projet est donc de comprendre exactement comment HDV est reconnu par les hépatocytes.

En utilisant des modèles pertinents, incluant des hépatocytes primaires humains, nous allons fournir un panorama exhaustif des voies de reconnaissance des ARN doubles brins dans les hépatocytes et mettre en lumière et les caractéristiques communes et spécifiques de la reconnaissance d’HDV comparée à deux autres virus à ARN (Sendaï et ECMV). Nous déterminerons l’importance relative de MDA5, LGP2, RIG-I, OAS-1, RNASEL et GBP3 dans la réponse innée induite par HDV et décortiquerons les mécanismes moléculaires menant à l’induction d’ISGs en réponse à l’infection HDV. Comme nous utiliserons les virus Sendaï et ECMV dans toutes nos expériences, comme contrôles pour l’implication de RIG-I et MDA5 respectivement, cela pourrait aussi permettre d’identifier de nouvelles fonctions de OAS-1, RNASEL et GBP3 dans la reconnaissance des virus à ARN de façon générale. Les résultats générés par ce projet poseront également des bases pour explorer l’effet de stratégies visant à limitées la réponse induite par HDV pour l’améliorer l’effet antiviral des IFN de type I et III exogènes. Les connaissances générées par ce projet pourraient ainsi éventuellement menées au développement de meilleures stratégies antivirales.