Winning projects and candidates

Le SARS-CoV-2, les virus de la grippe A/B (Influenza) et les virus respiratoires syncytiaux (VRS) sont les principales causes d'hospitalisation pour infection respiratoire aiguë (IRA). La crise du COVID-19 a montré que les outils de surveillance sont essentiels pour suivre la virulence, la transmission et caractériser l'évolution virale des IRA.

Dans ce but, les Centres Nationaux de Référence (CNR) pour les virus respiratoires (Hospices Civils de Lyon et Institut Pasteur Paris) ont développé un projet collaboratif avec les deux principaux réseaux de laboratoires de biologie médicale en France métropolitaine : Cerballiance et Biogroup (Laboratoires RELAB, plus de 1500 laboratoires).

Depuis 2023, tous les échantillons soumis à un test PCR virologique en raison d’une suspicion d’IRA dans les laboratoires RELAB sont analysés avec un test PCR triplex (VRS, Influenza, SARS-CoV-2) et transmis aux CNR. À ce jour, près d’un million de résultats ont déjà été collectés et sont disponibles, correspondant aux saisons 2023-2024 et 2024-2025.

Les tests PCR en communauté sont relativement faciles à développer, évolutifs et rapidement déployables. Cependant, ils sont bruyants et biaisés par nature vis-à-vis de la population testée. Leur utilisation et leur interprétation efficaces nécessitent donc une modélisation mathématique et statistique rigoureuse, ce que notre approche vise à développer et évaluer.

Ceci fournira ainsi à la communauté épidémiologique et de modélisation un nouvel outil analytique applicable aux IRA actuelles, mais aussi potentiellement aux futures épidémies émergentes, pour étudier les facteurs virologiques qui influencent la dynamique et la transmission des agents pathogènes dans la communauté générale.

Les virus émergents représentent une menace croissante pour la santé mondiale, notamment dans les régions où les interfaces homme-animal se développent. Les pteropine orthoreovirus (PRVs) sont des orthoreovirus transmis par les chauves-souris, principalement en Asie du Sud-Est, qui infectent couramment les humains et peuvent provoquer des infections respiratoires aiguës. Les PRV sont des virus à ARN double-brin appartenant à la famille des Reoviridae, et plusieurs souches ont été isolées chez des chauves-souris frugivores, des singes ou des humains. Une caractéristique clé des PRVs est leur nature fusogénique : leur infection est associée à de la fusion cellule-cellule, qui semble contribuer à la dissémination virale, à l'évasion du système immunitaire et à la pathogénicité. Contrairement aux virus enveloppés, les PRVs induisent la fusion cellulaire par l'intermédiaire d'une protéine de fusion non-structurale, appelée FAST (Fusion Associated Small Transmembrane). Ce fusogène est structurellement et évolutivement distinct de tout autre fusogène viral ou eucaryote connu. Les protéines FAST sont des facteurs de virulence importants pour les PRVs et récemment, des protéines similaires à FAST ont été détectées dans plusieurs rotavirus et coronavirus animaux, préoccupant concernant la possibilité d’émergence d'un coronavirus codant une protéine FAST.

Cependant, la réponse immunitaire contre les PRVs et les protéines FAST reste largement inconnue. Ce projet vise à étudier deux objectifs spécifiques : la régulation de la fusion FAST médié des PRV par les gènes stimulés par l'interféron (ISG), et par la réponse humorale.

Il abordera ces questions en combinant de l'imagerie quantitative à haute débit avec un crible de gènes stimulés par l'interféron, afin d'identifier de nouveaux facteurs hôtes impliqués dans la restriction de la fusion des PRVs et de FAST. De plus, la réponse anticorps chez les patients sera étudiée en utilisant le sérum de cohortes Cambodgiennes préalablement sélectionnées. Ainsi, ce projet apportera de nouvelles connaissances fondamentales et appliquées sur la restriction virale par les ISGs et la réponse humorale, ce qui pourrait mener à l'identification de nouvelles cibles antivirales et contribuer au développement de stratégies thérapeutiques contre les émergences virales futures.

Le virus du Nil occidental (WNV) est un orthoflavivirus responsable de maladies neurologiques et de décès chez l'homme. Le virus est transmis entre les oiseaux, qui servent d'hôtes amplificateurs, par la piqûre de moustiques infectés et, accessoirement, l'homme et d'autres mammifères peuvent être infectés. En raison principalement des changements climatiques, son aire de répartition géographique s'étend à de nouvelles régions, dont l'Europe.

L'objectif de notre projet est de fournir de nouvelles informations sur les mécanismes moléculaires régulant l'infection par le WNV dans les cellules humaines et aviaires, dans le but de mieux comprendre les interactions entre le virus et ses hôtes, et ainsi d'accélérer la découverte de nouveaux composés pour le traitement de la maladie.

Nous proposons de caractériser dans un premier temps les interactions entre les 2 enzymes du WNV, qui sont des protéines virales clés et représentent donc le talon d'Achille du virus, et les protéines cellulaires en utilisant des stratégies de purification d'affinité et de spectrométrie de masse. Les 2 protéines virales (NS2B3 et NS5) seront exprimées dans des cellules humaines et aviaires. Nous comparerons la liste des partenaires cellulaires humains et aviaires et sélectionnerons des partenaires communs aux deux hôtes. Nous choisirons ~15 candidats avec un score de confiance élevé par protéine virale et pour des recherches plus approfondies. Des criblages fonctionnels seront ensuite réalisés pour déterminer si l'expression réduite de ces candidats affecte la réplication virale dans les cellules humaines et aviaires. La réplication virale sera estimée à l'aide d'un panel de tests virologiques. Nous sélectionnerons ensuite les 2 ou 3 candidats qui sont nécessaires à la réplication du virus pour réaliser des études mécanistiques approfondies. Nous utiliserons une combinaison de tests de microscopie, de biologie cellulaire, de biochimie, de protéomique et de virologie moléculaire pour déterminer par quels mécanismes les protéines candidates modulent la réplication du WNV dans plusieurs modèles cellulaires, y compris des cellules primaires humaines. Enfin, nous utiliserons Alphafold pour modéliser l'interaction entre les protéines virales et les partenaires cellulaires sélectionnés. Nous utiliserons ces modèles pour mener des études computationnelles et exploiter des bases de données chimiques et ainsi identifier les molécules qui bloquent ces interactions dans les cellules humaines.

Notre projet permettra de révéler l’ensemble complet des interactions moléculaires entre deux enzymes clés du WNV et des protéines humaines et aviaires. Il permettra de caractériser les voies clés de ces hôtes qui servent de facteurs proviraux critiques et conservés. Enfin, il permettra d'identifier des composés qui perturbent la réplication virale et pourra conduire au développement de nouvelles interventions thérapeutiques.