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La tuberculose (TB) causée par les bacilles du complexe Mycobacterium tuberculosis (Mtb) est l’une des maladies infectieuses mortelles les plus répandues dans le monde. Malgré un traitement antibiotique standardisé, le déclin des cas de TB est lent et entravé par des problèmes liés à la mauvaise observance du traitement et à l’émergence de la résistance aux anti-TB. Pour infléchir la dynamique de la TB et faire face à la situation complexe de la résistante aux anti-TB, l’Organisation Mondiale de la Santé a élaboré la stratégie « End TB » visant à renforcer les soins centrés sur le patient. La prise en charge personnalisée des patients TB ainsi que le développement et la mise en œuvre de nouvelles stratégies (thérapies dirigées vers l’hôte et médicaments anti-TB) nécessitent des modèles robustes adaptés aux patients afin d’optimiser le traitement anti-TB personnalisé et d’évaluer les stratégies thérapeutiques innovantes. Le granulome tuberculeux est une structure tissulaire caractéristique de l’infection par Mtb, résultant d’une interaction complexe entre l’agent pathogène et les cellules immunitaires de l’hôte. Le granulome résume la plupart des caractéristiques physiopathologiques de l’infection à Mtb ainsi que des défis qui doivent être relevés par les traitements anti-TB (échappement immunitaire de l’agent pathogène, dormance bactérienne, problèmes de diffusion des antibiotiques, etc.). Cependant, les modèles de granulome in vitro ont généralement été réalisé en utilisant des cellules de donneurs sains ou ayant une TB latente, ainsi que des souches de référence de Mtb.

Pour atteindre la pertinence en tant qu’outil de médecine personnalisée, les modèles de granulome in vitro devraient être construits à partir d’échantillons biologiques provenant d’un même patient (avec les cellules mononuclées du sang périphérique (PBMC) comme source de cellules immunitaires et l’isolat clinique de Mtb apparenté). Cependant, ajouter de la complexité à ce modèle de granulome in vitro, en ajoutant la variable de l’isolat infectant de Mtb, entraîne le risque de perdre en reproductibilité et donc en fiabilité pour l’étude d’interventions ciblées. Par conséquent, nous proposons un programme de recherche translationnelle ayant pour but de comparer l’impact de l’isolat infectant de Mtb sur la dynamique de formation du granulome et le contrôle de l’infection à Mtb, et d’évaluer la reproductibilité de ce modèle. Pour atteindre ces objectifs, des échantillons collectés auprès de patients diagnostiqués avec la TB (isolats de Mtb et PBMC) et inscrits dans un essai clinique en cours seront utilisés pour générer des granulomes suivant les protocoles développés dans le laboratoire. Nous comparerons la reproductibilité et la dynamique de la réponse immunitaire ainsi que le contrôle de l’infection à Mtb dans ce modèle de granulome in vitro entre des paires hôte-pathogène sympatriques et allopatriques, ainsi qu’après une infection par la souche de référence H37Rv. Etant donné le but ultérieur d’utiliser ce modèle de granulome pour l’évaluation d’interventions, des facteurs d’infection faibles seront évalués pour générer des granulomes avec un phénotype « non-contrôleurs » sans croissance exubérante des bactéries. La dynamique de la formation des granulomes et la polarisation de la réponse immunitaire seront évalués par un score en microscopie optique et la libération de cytokines respectivement. Le contrôle de l’infection à Mtb sera évalué par le suivi de la charge bactérienne et de l’induction de la dormance de Mtb.

Ce projet preuve de concept permettra d’évaluer la pertinence et la reproductibilité de l’utilisation de l’isolat apparenté de Mtb dans un modèle de granulome in vitro personnalisé pour les patients TB. Ce modèle fournira des bases solides pour l’évaluation préclinique de nouveaux antibiotiques et de nouveaux schémas thérapeutiques anti-TB, ainsi que pour l’exploration de thérapies dirigées vers l’hôte. Enfin, nous pensons que ce modèle contribuera à accélérer l’innovation et l’optimisation du traitement de la TB.

L’infection à VIH-SIDA affecte en fin 2017 plus de 36 millions de personnes dans le monde, dont plus des trois quarts vivent en Afrique subsaharienne et un quart des infections concerne les jeunes et des adolescents. Chaque heure, 4 adolescents (15-19 ans) sont nouvellement infectés par le VIH et 3 d’entre eux sont des adolescentes dans le monde. Trois surviennent en Afrique subsaharienne, et pour cinq adolescents vivant avec le VIH, il y a sept filles (âgées de 10 à 19 ans) dans la même situation. Cette disparité́ entre les sexes s’amplifie quand les adolescents arrivent à l’âge adulte. Cette couche de la population peut largement mériter le terme de « population clé et vulnérable ». A l’ère de la volonté internationale d’en finir avec l’épidémie du sida d’ici à 2030, plus particulièrement de stopper les nouvelles infections, il est capital de ne pas négliger une partie de l’épidémie, car elle représenterait de fait un réservoir de maintien et résurgence de l’épidémie et rendrait ces objectifs d’éradication irréalisables. Les données sur le succès virologique chez les adolescents sous traitement antirétroviraux sont globalement rares et cela est beaucoup plus marquant en Afrique centrale. Cela est identique pour la fréquence d’émergence des virus résistants et les conséquences sur l’efficacité des traitements disponibles. Or, en l’absence de telles données, il est difficile, voire impossible de prendre les décisions adaptées pour l’amélioration de la prise en charge et le suivi des adolescents. De plus, les quelques données disponibles, indiquent des fréquences d’échec virologiques et d’apparition des résistances élevées, pouvant indiquer une nécessité d’étudier plus en détails les événements d’échec virologique chez cette population. Nous souhaitons conduire ce contrat d’initiation dans le contexte du Cameroun où l’accès au suivi biologique est un défi important, avec en particulier un faible accès à la charge virale. Les résultats de ce projet informeront d’une part sur l’état actuel du succès des traitements ARV dans cette population, mais surtout nous permettront d’envisager une plus grande étude permettant de mieux répondre aux questions associées à la prise en charge des adolescents sous traitement au Cameroun et dans d’autres pays du Sud.

Le but du projet REINVENT-ART est d’étudier l’impact de la thérapie antirétrovirale combinée (ARV) et de l’interruption de thérapie sur le compartiment immunitaire et microbien intestinal lors d’une infection par le SIV. Cette proposition est complémentaire du projet REINVENT (cx3cR1+ cElls IN hiV-1 infEction, immuNity and microbioTa), financé par l’ANRS, qui vise à éclairer le rôle joué par les cellules mononucléaires intestinales CX3CR1 + pendant l’infection par le VIH-1 / SIV.

Les phagocytes mononucléaires intestinaux (MP) exprimant le récepteur de la fractalkine CX3CR1 sont des sentinelles cruciales pour le maintien de l’homéostasie intestinale et sont connus pour être importants pour le maintien de la barrière épithéliale. Nous avons montré que ces cellules sont affectées très tôt pendant l’infection par le SIV et l’hypothèse est que cela contribue à la perte de la barrière intestinale, favorisant la translocation microbienne, l’établissement de la dysbiose, l’activation immunitaire et l’inflammation qui caractérisent l’infection par le VIH-1. Si l’ARV contribue au maintien de la population de MP CX3CR1 +, limitant ainsi ces effets, n’est pas connu et sera l’objectif de cette étude. Une question clé sans réponse, par conséquent, est de savoir si l’ARV initié tôt (dans un délai d’un mois après l’infection) peut réduire plus efficacement les dysfonctionnements liés aux cellules CX3CR1 + que l’ARV initié en phase chronique. Une question connexe est de savoir si l’initiation précoce de l’ARV limite durablement l’établissement de la dysbiose.

En utilisant le modèle de l’infection par le SIV chez le macaque cynomolgus et des approches in vivo, le projet se concentrera sur l’objectif de définir les premières étapes qui conduisent à l’inflammation intestinale, l’activation immunitaire systémique et la dysbiose au cours d’une infection SIV non traitée et traitée. L’ analyse du compartiment immunitaire et microbien intestinal chez: 1) les animaux non traités, 2) les animaux qui ont commencé l’ARV précocement (4 semaines après l’infection) ou pendant la phase chronique (24 semaines après l’infection), et 3) les animaux avec ou sans interruption du traitement antirétroviral (ATI), permettra de définir si l’ARV pourrait avoir un effet protecteur par la préservation des principales cellules immunitaires intestinales, telles que les MP CX3CR1 +, connues pour être les sentinelles de l’intégrité intestinale.

La compréhension de l’activation immunitaire dans le contexte de l’ARV est d’une importance fondamentale car l’activation immunitaire résiduelle en présence d’un traitement suppressif conduit à une morbidité et une mortalité immuno-sénescence et non liées au SIDA.

La plupart des cas de VIH pédiatrique surviennent pendant l'allaitement, et des thérapies innovantes sont nécessaires de toute urgence pour parvenir à éliminer la transmission verticale du VIH dans un avenir proche. Le VRC07-523LS est un anticorps neutralisant à large spectre (bNAb) prometteur mis au point par le Centre de recherche sur les vaccins du NIH américain, qui présente l'activité la plus large et la plus puissante contre les virus du clade C, ceux circulant en Afrique australe dont la Zambie. Ce bNAb est actuellement évalué dans le cadre d'une étude de phase I sur la détermination de la dose, l'innocuité et la pharmacocinétique, et de deux études de phase II sur l'innocuité et la pharmacocinétique, qui s'achèvera à la fin de l'année 2025. Les investigateurs de l'étude de phase 1 ont rapporté que la dose de 30mg/kg peut fournir une concentration plasmatique de bNAb supérieure à la cible pendant 3 mois avec un excellent profil d'innocuité. Sur la base d'un solide rationnel pour tester un seul bNAb, l'objectif principal de ce projet est d'évaluer l'efficacité contre la transmission postnatale du VIH d'un bNAb à longue durée d'action, VRC07-523LS, administré par voie sous-cutanée aux nouveau-nés et aux nourrissons allaités à haut risque en Zambie et au Mozambique. Pour atteindre cet objectif, nous avons conçu un essai de phase 3, multicentrique, en double aveugle, contrôlé et randomisé, qui recrutera 1100 nouveau-nés et nourrissons allaités dont les mères vivent avec une infection à VIH non contrôlée. Les nouveau-nés seront randomisés 1:1 pour recevoir soit le VRCO7-523LS, soit un placebo par injection sous-cutanée tous les 3 mois. Dans les deux groupes, des services de PTME de routine seront fournis conformément aux directives nationales. Le résultat principal est le temps écoulé avant l'infection par le VIH jusqu'à 12 mois, et les résultats secondaires évalueront l'innocuité et étudieront les infections survenant pendant le suivi, notamment dans le bras bNAb. Un analyse intermédiaire est prévue à mi-parcours. Le rapport coût-efficacité de l'intervention sera également évalué. VRC07-523LS est le seul bNAb pouvant faire l'objet d'un essai de phase 3 et, à notre connaissance, aucune autre équipe, en particulier aux États-Unis, n'a prévu de mener une étude similaire en utilisant un seul bNAb. En cas de succès, cette étude pourrait représenter une avancée majeure et un tournant majeur vers l'élimination du VIH pédiatrique.

Les héparanes sulfates protéoglycanes (HSPGs) sont un des composant majeurs de la matrice extracellulaire et sont impliqués dans les infections de plusieurs virus où ils jouent un rôle pendant l’entrée et/ou le relargage. L’enzyme héparanase (HPSE) est la seule endo-bêta-D-glucuronidase capable de dégrader les chaînes d’héparane sulfate (HS) des HSPGs et est donc importante pour la régulation de l’homéostasie de la matrice extracellulaire. L’expression de l’HPSE est étroitement régulée car un clivage incontrôlé des HS peut entraîner une activation cellulaire anormale et des lésions tissulaires importantes. La surexpression de l’HPSE corrèle avec différents scénarios pathologiques (migration cellulaire, inflammation, angiogenèse) et est observée dans les cancers. Curieusement, l’HPSE a également été documentée comme étant impliquée dans de nombreuses infections virales, par exemple, HSV-1, HPV, RSV et même SARS-CoV-2. De plus, nous avons récemment démontré que le VHC induit une surexpression de l’HPSE qui de son côté favorise l’infection. En raison du rôle pro-cancérogène indéniable de l’HPSE, plusieurs inhibiteurs de cette enzyme ont été développés. L’un d’eux, l’oligosaccharide sulfaté PI-88, a même atteint les phases II et III dans des études cliniques.

Nous avons émis l’hypothèse que puisque la HPSE est également impliquée dans la réplication des virus, son inhibition par des composés spécifiques agissant sur la HPSE devrait entraîner une inhibition de l’infection. En effet, nous avons déjà montré que le PI-88 est capable de diminuer l’infection par le VHC de manière dose-dépendante. Avec le projet actuel, nous visons à étendre notre étude sur VHC à d’autres virus très importants pour la santé publique, tels que le VIH-1 et le VHB, afin de révéler si l’HPSE peut également jouer un rôle dans leur cycle infectieux mais aussi d’évaluer l’effet antiviral du PI-88. Nos résultats préliminaires ont montré une très forte inhibition de l’infection par VIH-1 par PI-88 en culture cellulaire. Une inhibition significative de l’infection par le VHB a également été observée. D’autres virus seront inclus dans l’étude pour montrer si le médicament a un effet pan viral.

 Si les résultats obtenus au cours du projet sont en faveur d’un puissant inhibiteur agissant sur différents virus, une réorientation rapide du PI-88 peut être envisagée. A cet égard, les inhibiteurs de l’HPSE peuvent être considérés comme de puissants antiviraux et pourraient être utilisés chez les patients atteints d’un cancer et d’infections virales chroniques (VHB, VIH-1) mais aussi chez les patients co-infectés VIH-1/VHB. A terme, le développement d’une nouvelle classe d’antiviraux ciblant une protéine cellulaire pourrait atténuer les problèmes de résistance avec les thérapies antirétrovirales actuelles.

Contexte et résultats acquis : Des études récentes ont montrées que les plaquettes humaines assurent des fonctions immunitaires en plus de leur rôle dans l’hémostase. En particulier, les plaquettes interagissent avec des pathogènes dont le VIH, bien que pour des raisons mal connues. Avec nos collaborateurs a ce projet nous avons déjà montré récemment que les plaquettes du sang de patients séropositifs contenaient des particules virales infectieuse malgré le traitement anti-retroviral (cART) suppressif. Nous avons aussi montré que les plaquettes contenant du VIH peuvent transférer l’infection aux macrophages in vitro, par un mécanisme qui pourrait alimenter le réservoir VIH qui existe au niveau des macrophages et que nous avons caractérisé chez les patients infectés sous cART suppressif. De plus, l’analyse des données cliniques a montré que les patients ayant du virus dans les plaquettes sont ceux qui ne répondent pas immunologiquement au traitement, correspondant donc à des non répondeurs immunologiques ou « Immunological non Responders » (InRs). La présence de VIH dans les plaquettes apparaît donc comme un marqueur prédictif d’InRs.

Les patients InRs représentent 20% des patients VIH+ sous cART. Chez ces patients InRs, la balance Treg/Th17 est dérégulée et nous avons montré que les Th17 forment des conjugués avec les plaquettes en fréquence plus importante que chez les répondeurs immunologiques (IRs). Les raison de l’échec immunologique du traitement chez les InRs reste incomprises et aucune stratégie thérapeutique permettant de fortifier leur réponse immunitaire ne leur est proposée.

Objectif : Nous proposons maintenant de déchiffrer les mécanismes par lesquels les plaquettes contentant du VIH interfèrent avec la réponse immunitaire des patients infectés et traités. Notre hypothèse est l’échec immunologique chez ces patients résulte d’une interaction directe des plaquettes contenant le VIH avec les macrophages tissulaires et les lymphocytes TCD4+ sanguin, bien que cette interaction ne soit pas la même dans les deux cas. Ainsi, cette interaction maintiendrait une infection persistante au niveau des macrophages et une polarisation des lymphocytes TCD4+ sanguine vers un phénotype Th17. Ceci induirait un état inflammatoire et pourrait rendre compte de l’échec immunologique chez les patients infecté mais sous traitement anti-rétroviral suppressif.

Stratégie : Pour valider cette hypothèse, nous évaluerons si :

i) L’interaction des plaquettes contenant du VIH avec les macrophages permet, par transfert du virus, l’infection des macrophages accompagnée d’une réplication à bas bruit du virus et à un profile inflammatoire

ii) L’interaction des plaquettes de patients InRs (qui ont du virus dans leurs palquettes) avec les lymphocytes TCD4+ induisent une polarisation des TCD4+ vers un phénotype Th17 impliqué dans les processus d’inflammation chronique.

iii) L’interaction plaquette-leucocytes s’accompagne d’un transfert de mRNA/microRNA des plaquettes aux leucocytes et si ce mécanisme contribue de manière déterminante à l’immunomodulation des cellules immunes cibles.

iv) L’infection de macrophages résulterait de l’interaction avec les plaquettes contenant du VIH de patients InRs et l’immunomodulation des lymphocytes TCD4+ peut être bloquée par des agents antiplaquettaires utilisés en clinique in vitro mais aussi in vivo chez les patients.

Perspectives : Ce projet s’inscrit dans la continuation direct des études que nous avons réalisées sur le rôle des plaquettes comme vecteur éphémère de virus infectieux et de leur pertinence dans l’infection par le VIH. L’étude proposée ici, réalisable en un an, devrait permettre d’établir une relation de causalité entre la présence de VIH dans les plaquettes et la mauvaise réponse immunologique des patients InRs, ainsi que de caractériser un agent thérapeutique permettant de contrer ce défaut immunitaire, jetant des bases solides pour établir une stratégie thérapeutique pour ces patients InRs qui n’ont pas d’issue thérapeutique actuellement.

Notre objectif est de caractériser structurellement le complexe ribonucléoprotéique du virus de l’hépatite delta (HDV). Contrairement au HBV, pour lequel il s’agit d’un virus satellite, l’agent subviral du HDV ne forme pas une capside régulière à symétrie icosaédrique qui enveloppe l’ARN viral, mais ses protéines de capside, S-HDAg et L-HDAg, forment plutôt un complexe ribonucléoprotéique avec l’ARN viral. Les détails moléculaires de la conformation de la protéine dans ce complexe, ainsi que son interaction avec l’ARN, restent mal déterminés, car cette information n’est pas accessible par les approches structurelles classiques, que ce soit la cristallographie aux rayons X, l’EM ou la RMN en solution. Contrairement aux études précédentes sur des fragments de la protéine isolés par rayons X et RMN en solution, nous visons à obtenir une image complète de la protéine et de ses interactions par RMN à l’état solide, qui présente l’avantage de pouvoir analyser des complexes présentant un ordre médiocre ou sans ordre à long distance, mais qui sont structurés au niveau local. Nos travaux devraient permettre de mieux comprendre l’organisation structurelle du complexe ribonucléoprotéique, et présenteront la base nécessaire à des investigations plus approfondies des protéines HVD avec des interactions cellulaires.