Winning projects and candidates

La thérapie antirétrovirale (ART) supprime efficacement la réplication du VIH mais ne permet pas d’éradiquer les cellules infectées, entraînant un rebond viral rapide lors de l’interruption du traitement. Toutefois, un sous-groupe d’individus est capable de maintenir un contrôle viral durable en l’absence de traitement, démontrant que la rémission du VIH peut être obtenue grâce aux mécanismes immunitaires de l’hôte plutôt que par une élimination complète du virus. De nombreuses données issues de l’étude des contrôleurs du VIH et des modèles d’infection par le virus de l’immunodéficience simienne (SIV) impliquent les lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH-1 comme des médiateurs clés de ce contrôle. De manière importante, l’immunité protectrice est associée aux caractéristiques qualitatives des lymphocytes T CD8⁺, telles que la capacité proliférative, la fonction effectrice cytotoxique et la différenciation de type mémoire, plutôt qu’à l’ampleur globale de la réponse. Ces cellules sont capables de se multiplier tout en réacquérant des fonctions effectrices.

Des travaux récents de nos équipes montrent que, chez une fraction des personnes vivant avec le VIH (PVVIH), y compris les contrôleurs post-traitement ou les individus sous ART à long terme, les lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH acquièrent des propriétés de type « stem-like », suggérant que le destin des lymphocytes T CD8⁺ demeure malléable dans certaines conditions. Ces observations suggèrent que certaines PVVIH pourraient conserver la capacité de générer ou de reprogrammer des réponses effectrices de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH si elles sont stimulées de manière appropriée. Notre projet vise à apporter une preuve de concept pour l’induction interventionnelle de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH-1 efficaces chez des PVVIH traitées, en adaptant les stratégies à différents contextes immunologiques, avec un potentiel translationnel direct pour le contrôle du VIH-1 après interruption de l’ART.

Les objectifs de ce projet sont triples. Premièrement, nous caractériserons de manière systématique le paysage fonctionnel des lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH-1 chez des PVVIH sous ART, stratifiées selon le moment d’initiation du traitement et sa durée. À partir de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) issues de cohortes cliniques bien caractérisées, les lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH seront quantifiés et analysés fonctionnellement ex vivo par expansion induite par peptides et par cytométrie en flux multiparamétrique.

Deuxièmement, nous mettrons en œuvre des approches d’immunomonitoring approfondies chez des PVVIH traitées afin d’identifier des biomarqueurs associés à des réponses efficaces de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH. Ces travaux permettront d’apporter de nouveaux éclairages sur les mécanismes impliqués dans l’induction et le maintien d’une immunité T CD8⁺ capable de contrôler le virus, et faciliteront l’identification et la stratification des PVVIH éligibles à des interventions immunitaires personnalisées.

Troisièmement, nous définirons, au moyen d’expérimentations in vitro, des stratégies de priming et de boosting dépendantes d’adjuvants, adaptées à différents scénarios immunologiques, notamment la présence, l’absence ou la dysfonction de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH préexistants. Des systèmes de stimulation in vitro basés sur différents scénarios seront utilisés pour disséquer les exigences nécessaires au priming de novo ou aux réponses de rappel, notamment par l’utilisation d’agonistes de l’immunité innée tels que des ligands de STING et des récepteurs Toll-like (TLR). Nous évaluerons également des plateformes vaccinales cliniquement pertinentes à base d’ARNm encapsulé dans des nanoparticules lipidiques (ARNm-LNP) codant des antigènes du VIH, avec ou sans composants immunomodulateurs, afin d’analyser leur capacité à induire des réponses efficaces de lymphocytes T CD8⁺ spécifiques du VIH.

Dans son ensemble, ce projet vise à établir un cadre rationnel pour la conception d’immunothérapies de nouvelle génération destinées à favoriser une rémission durable du VIH chez des PVVIH sous ART bien caractérisées.

L'infection chronique par le virus de l'hépatite D (VHD) est la forme la plus grave d'hépatite virale chronique, entraînant une progression rapide vers la cirrhose et augmentant considérablement le risque de carcinoma hépatocellulaire (CHC). Le VHD est un virus défectif qui dépend principalement du virus de l'hépatite B (VHB) pour se répliquer, la co-infection aggravant considérablement les conséquences cliniques du VHB. Comme le VHD dépend presque entièrement du mécanisme cellulaire de l'hôte, les stratégies ciblant l'hôte et bloquant l'entrée représentent les approches thérapeutiques les plus prometteuses. Les virions du VHD contiennent un complexe ribonucléoprotéique (RNP) composé du génome ARN viral et des deux antigens du VHD. Dans le noyau cellulaire, la RNP recrute des protéines de l'hôte et sert de matrice pour la synthèse de l'ARN, un processus qui dépend fortement de l'ARN polymérase II (POL II). La transcription médiée par POL II nécessite de nombreux facteurs, notamment le facteur de transcription général TFIIH, qui s’avère également être un composant central de la voie de réparation de l'ADN par excision-resynthèse de nucléotides (NER). Il est à noter que d'autres facteurs NER, tels que le groupe de complémentation C du xeroderma pigmentosum (XPC), sont également intimement impliqués dans la transcription. Cependant, les liens fonctionnels existant entre la NER et la réplication du VHD sont pour l’heure largement méconnus.

Nos résultats préliminaires suggèrent l’existence de tels liens. Le partenaire 1, expert en pathogenèse de l'hépatite virale, a dressé le profil multiomique de l'infection par le VHD chez la souris et a découvert que les facteurs NER, y compris le XPC, sont dérégulés pendant l'infection et associés au complexe RNP du VHD. De plus, les études sur la perturbation du VHD suggèrent un rôle proviral de certains facteurs NER, dont XPC. En tant qu'expert de premier plan dans le domaine de la transcription POL II et de la réparation de l'ADN, le partenaire 2 a démontré que les facteurs NER tels que XPC participent directement à la transcription médiée par POL II, et ceci indépendamment de tout stress génotoxique. Ces résultats constituent la base de l'hypothèse centrale de ce projet commun intitulé NER-D: les facteurs NER pourraient contribuer à la réplication et à la transcription du VHD et façonner les réponses transcriptionnelles de l'hôte lors d'une infection par le VHB/VHD.

Le projet NER-D va adopter une approche interdisciplinaire, en combinant la virologie du HDV et la biologie de la régulation transcriptionnelle avec la réparation de l'ADN, la transcriptomique et les analyses ChIP. Il est organisé en quatre lots de travaux réalisés en synergie visant à définir les activités provirales des facteurs NER et leurs interactions avec le RNP du VHD, et de étudier comment les facteurs NER influencent la réparation de l'ADN et le transcriptome de l'hôte pendant l'infection.

Le projet NER-D permettra de révéler comment les facteurs NER régulent la transcription virale et les programmes transcriptomiques liés aux maladies hépatiques. De plus, NER-D repoussera les limites qui restreignent actuellement la compréhension de la régulation transcriptionnelle et de la réparation pendant la maladie hépatique. Ces connaissances établiront un nouveau paradigme dans les interactions hôte-virus à la jonction entre l'hépatite virale et les mécanismes de réparation de l'ADN. Les voies non canoniques en aval liées aux facteurs clés identifies pourraient in fine fournir des cibles exploitables pour de nouveaux concepts antiviraux ou pour une intervention thérapeutique visant à ralentir ou à prévenir les maladies hépatiques d'origine virale.

L'infection par le VHB provoque des hépatites aiguës et chroniques. Si l'hépatite B aiguë est résolutive dans la plupart des cas, l'hépatite B chronique est chronique et, chez 15 à 40 % des patients, elle entraîne une cirrhose, une décompensation hépatique ou un carcinome hépatocellulaire (CHC). L'infection chronique par le VHB touche actuellement plus de 300 millions de personnes et, malgré un vaccin efficace contre le virus, on recense environ 1,5 million de nouveaux cas d'infection chaque année. De plus, l'infection par le VHB est responsable de près de 900 000 décès chaque année, la plupart dus à la cirrhose ou au CHC, cinquième cancer le plus fréquent dans le monde. En conclusion, les maladies hépatiques liées au VHB continuent de représenter un problème majeur de santé publique dans le monde. Bien que les soins de référence réduisent la réplication virale et limitent partiellement la progression de la maladie, ils conduisent rarement à la guérison ; le traitement doit donc généralement être administré à vie. L'hépatite B chronique (HBC) se caractérise par la persistance de l'ADN viral dans les cellules infectées sous forme d'ADN circulaire fermé covalent (ADNccc), généré et maintenu par les protéines de l'hôte. Il est crucial de noter que l'ADNccc n'est pas ciblé par les médicaments approuvés. Ainsi, cibler les facteurs hôtes qui contribuent au cycle viral offre des opportunités pour le développement de stratégies thérapeutiques innovantes visant à guérir le VHB. Le foie est l'organe métabolique central des mammifères, et il est bien établi que sa fonction physiologique est régulée temporellement par l'horloge circadienne hépatique (CC). Plusieurs études sur des modèles (murins) de maladies hépatiques ont établi que la perturbation de l'horloge circadienne hépatique (CC) est un déterminant important du développement de la maladie hépatique chronique, de la fibrose et du carcinome hépatocellulaire (CHC). Parallèlement, le rôle fonctionnel d'une CC hépatique perturbée dans la maladie hépatique causée par une infection chronique par le VHB est inconnu. Nos récentes recherches ont montré que l'expression des gènes rythmiques du CC hépatique humain et de ses régulations est fortement perturbée par l'infection chronique par le VHC, ce qui favorise la fibrose virale et le risque de CHC. Il est important de noter que nous avons démontré que la perturbation du CC entraîne une augmentation persistante des signaux pro-inflammatoires et pro-fibrotiques, facteurs connus de maladies hépatiques chroniques et de CHC. L'ensemble de ces recherches suggère que la perturbation du CC hépatique induite par le VHB contribue probablement à la biologie de la maladie et au risque de cancer. Par ailleurs, la compréhension de la régulation circadienne des réponses immunitaires innées dans les hépatocytes, telles que les gènes stimulés par l'interféron, pourrait également avoir des implications thérapeutiques pour l'amélioration des approches et stratégies thérapeutiques actuelles en développement. Il s'agit notamment d'identifier de nouvelles cibles pour l'hôte ou d'améliorer les normes de soins par l'optimisation de l'administration circadienne (e.g., la chronothérapie) afin d'améliorer l'efficacité tout en réduisant la toxicité. En utilisant de multiples stratégies expérimentales et des approches bioinformatiques, cette étude permettra de comprendre l'impact des perturbations du CC hépatique induites par le VHB sur la biologie de la maladie et le risque de CHC chez les patients. De plus, la compréhension du lien mécanistique entre les régulations médiées par le CC opérant dans les hépatocytes pourrait contribuer à améliorer les approches thérapeutiques actuelles et les stratégies en cours de développement. Il s'agit notamment d'identifier de nouvelles cibles hôtes ou d'améliorer les normes de soins par l'optimisation de l'administration circadienne. Nous prévoyons que l'étude des mécanismes moléculaires des interactions VHB-CC permettra de découvrir de nouvelles cibles candidates et voies immunomodulatrices pour la guérison fonctionnelle du VHB – un besoin médical majeur non satisfait à l'échelle mondiale.

Avec environ 254 millions de cas chroniques dans le monde et près de 1,1 million de décès annuels dus à la cirrhose hépatique et au carcinome hépatocellulaire (CHC), l'infection chronique par le VHB demeure un défi majeur de santé mondiale. Malgré la disponibilité d’un vaccin prophylactique efficace et de traitements à base d’analogues nucléos(t)idiques, une cure complète du VHB fait défaut. Environ 5 % des porteurs chroniques d’hépatite B (CHB) dans le monde sont également infectés par le virus de l’hépatite D (VHD). Par rapport à la mono-infection par le VHB, l'hépatite D chronique (HDC) augmente le risque de cirrhose, de décompensation hépatique et de CHC.

L’absence de modèles mimant l’environnement complexe du foie représente un obstacle majeur pour une meilleure compréhension de la réplication du VHB et du VHD et le test de nouvelles molécules antivirales. Bien que ces virus infectent principalement les hépatocytes, d’autres cellules non-parenchymateuses sont essentielles pour créer l’organisation tridimensionnelle (3D) nécessaire dans la régulation de différentes voies de signalisation et dans le développement de la maladie.

Ce projet de recherche vise donc à relever ces défis en développant un modèle mimant le tissu hépatique à l’aide des avancées récentes en bioimpression 3D. Nous développerons un modèle multicellulaire bioimprimés en 3D, utilisant quatre lignées cellulaires : HepaRG, HUVECs, LX-2, et THP1 via le “bioprinting” par extrusion (extrusion-based bioprinting). Au cours des huit premiers mois, nous travaillerons sur les conditions de co-culture, le développement et la caractérisation de ce modèle. Lors des quatre mois suivants, nous étudierons la réplication du VHB/VHD dans ce modèle.

Ce modèle bioimprimé, intégrant plusieurs types de cellules et une matrice extracellulaire bien structurée, permettra la reproduction fidèle du microenvironnement en 3D afin de simuler l’homéostasie tissulaire. En modulant facilement les formulations d'encre biologique ou en utilisant différents biomatériaux, il est possible de développer des tissus sains ou mimant la maladie. Ces caractéristiques font des modèles hépatiques bioimprimés une plateforme puissante pour faire progresser la recherche sur le VHB et le VHD.

À notre connaissance, il s'agira de la première étude intégrant la technologie de bioimpression 3D à la modélisation de l'infection par le VHB/VHD dans une construction de tissu hépatique Nous anticipons qu’un tel modèle imitant le tissu hépatique ouvrira de nouvelles voies pour les tests précliniques de médicaments antiviraux pour accélérer la découverte et le développement de traitements contre le VHB et le VHD. De plus, l'expérience acquise dans le cadre de ce projet contribuera à l'élaboration d'une proposition de projet complète qui sera soumise aux futurs appels à projets de l'ANRS-MIE.