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Le rôle du microbiote intestinal dans la réplication, la transmission et la pathogénèse des virus est de plus en plus reconnu. Des études montrent que le microbiote facilite la prolifération et la propagation des virus par divers mécanismes. Par exemple, le norovirus humain se lie aux bactéries via les glycannes des antigènes des groupes sanguins, tandis que le poliovirus s'attache à des composants comme le lipopolysaccharide et le peptidoglycane. Ces interactions ne se limitent pas aux virus entériques. Des rétrovirus tels que le MMTV dépendent du microbiote intestinal pour leur dissémination, et des recherches récentes suggèrent que le microbiote influence l'initiation de l'infection par le virus Epstein-Barr (EBV), la progression des tumeurs induites par l'EBV, et renforce l'acquisition et la réplication du VIH dans les tissus mucosaux. Ces découvertes soulignent comment les bactéries aident les virus à échapper à la détection immunitaire et à maintenir leur persistance dans l'hôte.

Les surfaces muqueuses sont des sites clés pour l'acquisition du VIH, car elles servent de zones primaires de réplication virale, de déplétion des cellules T CD4+ et d'inflammation. Ces surfaces abritent une population bactérienne dense qui influence le succès des infections virales. Les bactéries peuvent exister librement ou au sein de biofilms, qui sont des communautés encapsulées dans une matrice extracellulaire composée de polysaccharides, de protéines, d'ADN, d'ARN et parfois de lipides.

Notre équipe de recherche se concentre sur les dynamiques entre le VIH-1 et les bactéries. Un axe majeur de notre étude est d'explorer comment le VIH interagit avec les bactéries dès la phase de transmission. La transmission du VIH-1 se produit à travers les surfaces muqueuses, notamment lors des rapports sexuels, où le virus rencontre diverses bactéries dans les régions intestinales et vaginales. Inspirés par des recherches sur les virus entériques, nous proposons que le VIH-1 pourrait utiliser des mécanismes similaires pour améliorer sa transmission. Cette hypothèse constitue la base de notre projet, qui vise à déterminer si le VIH et les bactéries mettent en place des stratégies mutualistes pour favoriser la transmission du VIH.

Nos données préliminaires suggèrent que le VIH-1 interagit avec les bactéries, notamment par la liaison des particules virales infectieuses à la matrice extracellulaire bactérienne. Nous avons pour objectif de caractériser plus en détail cette interaction, d’identifier les composants viraux et bactériens responsables de cette liaison, et de comprendre comment cela pourrait favoriser la transmission du virus. Pour répondre à ces questions, nous utiliserons différentes approches et validerons nos résultats dans un modèle expérimental pertinent, le modèle de culture d'agrégats de la lamina propria (LPAC), grâce à notre collaboration avec les laboratoires de C.C. Wilson et M. Santiago à l'Université du Colorado.

Ce projet vise à approfondir notre compréhension des interactions entre le VIH et les bactéries, et à révéler de nouvelles voies potentielles de transmission du VIH. À long terme, ces connaissances pourraient ouvrir la voie à de nouvelles cibles thérapeutiques pour perturber ces interactions et possiblement réduire la transmission du VIH.

Le nouveau coronavirus dénommé SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome -coronavirus 2) a été signalé pour la première fois en décembre 2019. Sa propagation est telle qu’il a été depuis déclaré pandémique et constitue une urgence de santé publique. L’Europe a rapidement été le nouvel épicentre de l’épidémie, maintenant rejointe par l’Amérique du Nord avec les USA, zones dans lesquelles les autorités politiques et sanitaires s’efforcent de contenir l’épidémie qui affecte gravement les personnes âgées ou co-morbides.

La pandémie de COVID-19 risque maintenant de toucher des zones plus fragiles aux systèmes de soins vulnérables, telles que l’Amérique du Sud ou l’Afrique. Quatre-vingt-six cas ont en effet déjà été confirmés au Mali, touchant quatre régions. Bamako est la ville la plus touchée, avec 90% des cas à elle seule. Le personnel soignant, en première ligne dans la prise en charge des patients Covid19, peut accidentellement être infecté et représenté une source d’infection pendant la phase d’incubation ou en cas d’infection asymptomatique ou pauci-symptomatique.

Les objectifs de ce projet sont ainsi i) de limiter la diffusion du SARS-CoV-2 au sein des services hospitaliers de Bamako en effectuant un dépistage systématique par biologie moléculaire des personnes symptomatiques (soignants/soignés) et en mettant en évidence les clusters de transmission, et ii) d’évaluer faisabilité d’un dépistage de biologie moléculaire par tests Point-of-Care au Mali. Par ailleurs, iii) la propagation et l’immunité acquise vis-à-vis du SARS-CoV-2 chez les soignants par des tests sérologiques seront évaluées, permettant également une évaluation de la proportion de soignants asymptomatiques et la vérification de l’absence de re-contamination parmi le personnel soignant immunisé. Enfin, iv) la variabilité du virus au cours du temps et la diffusion des différents variants dans le monde seront étudiées par séquençage total du génome viral.

Les données obtenues lors de ce travail collaboratif permettront ainsi de mieux caractériser l’infection COVID19 à Bamako et de lutter contre en temps réel, alors qu’il apparaît aujourd’hui primordial d’au maximum œuvrer pour limiter la propagation du virus dans les pays à ressources limitées. Notre projet vise également à améliorer nos connaissances virologiques sur ce virus émergent.

Le bourgeonnement du VIH-1 à partir de la membrane plasmique et l’étape terminale de la division cellulaire, appelée cytocinèse, mettent en jeu des évènements de scission membranaire topologiquement similaires. Une des avancées majeures de ces dernières années a été la découverte de l’implication de la machinerie ESCRT (Endosomal Sorting Complex Required for Transport) à la fois pour le bourgeonnement du virus mais aussi lors de la cytocinèse. L’approche originale de ce projet de recherche repose sur l’étude du parallèle entre la cytocinèse et le bourgeonnement du VIH-1. Nous exploiterons les connaissances sur la cytocinèse pour découvrir de nouvelles machineries cellulaires détournées par le virus pour bourgeonner à partir de la membrane plasmique et ainsi se disséminer dans l’organisme.

Alors que le rôle du cytosquelette d’actine est très bien décrit lors des étapes précoces du cycle de réplication du VIH-1, son rôle dans le bourgeonnement et la libération des particules virales est controversé. Il est donc essentiel de déterminer précisément quel est le rôle du cytosquelette d’actine lors des étapes tardives du cycle de réplication du VIH-1. Nous avons récemment montré que lors de la cytocinèse, les filaments d’actine du pont connectant les deux cellules filles doivent être dépolymérisées, ce qui est essentiel au recrutement de la machinerie ESCRT et ainsi à la coupure de ce pont. Nous avons démontré que l’oxydoréductase MICAL1 est une enzyme clé pour la cytocinèse car elle induit la dépolymérisation des filaments d’actine du pont intercellulaire. Par analogie, nous émettons l’hypothèse que les filaments d’actine doivent être dépolymérisés localement au site de bourgeonnement du virus pour permettre le recrutement de la machinerie ESCRT nécessaire à la scission du bourgeon viral. Cette hypothèse est renforcée par des résultats préliminaires solides sur des cellules infectées par le VIH-1.

Ce programme de recherche s’articule autour de deux axes principaux. (1) Rôle de l’oxydoréductase MICAL1 dans la scission des particules virales à la surface cellulaire par la régulation locale du cortex d’actine au site de bourgeonnement du virus. (2) Étude exploratoire du rôle d’autres protéines régulatrices du cytosquelette d’actine dans le bourgeonnement du VIH-1.

Ce projet de recherche devrait ainsi révéler le rôle de nouvelles protéines impliquées lors des étapes finales de réplication du virus.

Dans une première étude OROPAP à partir d’une banque rétrospective de tumeurs oropharyngées HPV16 induites, nous avons déjà identifié par une approche « viro-centrée » de Capture-HPV couplée au séquençage haut débit différentes signatures moléculaires virales. Dans cette cohorte et de façon très intéressante, nous avons retrouvé une majorité de statuts moléculaires HPV épisomaux (virus non intégré resté circulaire) dans 70% des tumeurs testées et 30% pour lesquelles le virus HPV16 a été retrouvé intégré dans les tumeurs testées. Nous souhaitons donc aller plus loin dans la compréhension des mécanismes oncogéniques HPV en particulier dans le cas des tumeurs présentant du virus purement épisomal. Dans ce projet , il est donc prévu :

• Explorer la méthylation des sites de liaison de la protéine E2 sur le génome viral et le génome cellulaire par la technique de PCR digitale en microgouttelettes connue pour sa haute sensibilité et son extrême précision et pour laquelle il a déjà été réalisé des mises au point concluantes.
• Caractériser génétiquement et virologiquement le profil transcriptomique des tumeurs en fonction des statuts moléculaires HPV retrouvés par une approche RNAseq (ARNm) non supervisée et les comparer aux profils obtenus à partir de tumeurs oropharyngées non HPV induites

Cette cohorte rétrospective d’OPSCC est une ressource de qualité rare qui doit permettre des avancées sur le plan cognitif dans les cancers de l’orophaynx induits par l’HPV. Nous espérons que les résultats de cette approche RNAseq et d’études des modifications épigénétiques du génome viral ouvriront de nouvelles voies dans la compréhension des mécanismes oncogéniques liés à HPV mais non induits par l’intégration virale. De plus, cette carte d’identité de chaque tumeur oropharyngée HPV induite présentant un statut HPV viral intégré ou non pourrait, corrélée aux données cliniques de survie (sans progression ou globale), de réponse au traitement et de rechute éventuelle recueillies au cours du suivi clinique de ces patients et, de ce fait, représenter un biomarqueur potentiel d’ultrastadification au diagnostic des tumeurs oropharyngées HPV16 induites pour permettre éventuellement de cibler les patients pour lesquels une désescalade thérapeutique est envisageable.

Le virus de l'hépatite B (VHB) affecte plus de 290 millions de personnes dans le monde et est l'une des principales étiologies pour le développement de la cirrhose hépatique et du carcinome hépatocellulaire. Malgré l’existence de programmes de vaccination universels, l'infection chronique par le VHB reste un problème majeur de santé publique en raison du nombre limité de composés antiviraux disponibles, qui comprennent principalement des analogues nucléos(t)idiques et l'interféron alpha pégylé. Ces traitements nécessitent une utilisation continuelle pour maintenir la suppression virale et prévenir la rechute virologique qui survient généralement après l'arrêt du traitement. De plus, les options thérapeutiques actuelles ne permettent généralement pas d'éradiquer le virus. Ainsi, l'infection chronique par le VHB est un besoin médical non satisfait nécessitant un effort continu pour développer de nouvelles molécules, des thérapies combinées et des méthodes pour leur caractérisation, afin d'atteindre l'objectif d'élimination du VHB. Un effort urgent est donc nécessaire afin de développer de nouvelles molécules, d’optimiser leur combinaison et d’affiner les méthodes permettant leur caractérisation afin d’éliminer le VHB.

L'évaluation préclinique de nouveaux traitements à l'aide de modèles in vitro représente un défi, en raison des aspects techniques de la coculture de plusieurs types cellulaires et la difficulté de récapituler leurs proportions observées in vivo. De même, l'utilisation de modèles animaux reste coûteuse et est associée à des préoccupations éthiques. Afin de surmonter ces défis, nous avons établi l'utilisation de coupes fines de précision (PCLS) en combinaison avec du séquençage d’ARN à l’échelle d’une cellule (scRNA-seq) comme modèle ex vivo pour caractériser les agents ciblant l'hôte (HTAs) contre l'infection par le VHB. L'utilisation des PCLS dans cette approche expérimentale offre un compromis entre les modèles actuellement disponibles. Il présente en effet les avantages pratiques d'une méthode in vitro, avec la possibilité d'étudier un contexte cellulaire plus proche du microenvironnement observé in vivo. De plus, l'application du scRNA-seq permet de caractériser en détail l'action d’une molécule donnée dans chaque population du microenvironnement hépatique humain.

L'application de notre pipeline expérimental a été explorée dans une étude de preuve de concept utilisant l'agoniste du Toll-like receptor 8 (TLR8) Selgantolimod (SLGN). Notre travail a démontré 1) la faisabilité technique de capturer des populations cellulaires hépatiques parenchymateuses et non parenchymateuses par scRNA-seq après culture ex vivo et dissociation des tissus, 2) la possibilité d'acquérir des données transcriptomiques fonctionnelles et 3) de caractériser les réponses inflammatoires découlant de l'action directe et indirecte des HTAs. En outre, nous avons profité de ce système expérimental pour valider l'utilisation des PCLS comme modèle ex vivo d'infection par le VHB.

Ainsi, la validation des PCLS comme un modèle d’étude de l’infection par le VHB et pour le test de drogues ouvre la voie à la caractérisation de nombreuses autres HTAs. Ces informations permettront sans aucun doute de guider la conception de nouvelles combinaisons et d’évaluer leur efficacité contre l’infection par le VHB. Ce projet établira ainsi le modèle PCLS comme un outil pertinent dans la recherche de stratégies de guérison du VHB.

Les rares patients contrôlant spontanément la réplication du VIH, appelés “contrôleurs du VIH”, développent des réponses T antivirales particulièrement efficaces. Leurs cellules T CD4+ détectent les antigènes du VIH avec une haute sensibilité, menant à la persistance de réponses T CD4 effectrices malgré une virémie limitée. Comment ces cellules parviennent à maintenir une immuno-surveillance constante du VIH sans se faire infecter et dépléter par le virus reste encore mal compris. Pour répondre à cette question, nous avons étudié le profil de différentiation et d’expression génique des cellules T CD4+ spécifiques du VIH au niveau de la cellule unique. Les cellules T CD4+ spécifiques de l’épitope le plus immunodominant de la capside du VIH, Gag293, ont montré une différentiation effectrice de type Th1 plus avancée chez les contrôleurs que chez les patients traités. Curieusement, CCR5 s’est révélé être le seul marqueur Th1 diminué, plutôt qu’augmenté, dans les cellules T CD4+ spécifiques de contrôleurs. Nous avons montré que cette expression limitée du corécepteur majeur du VIH limite la susceptibilité des cellules T CD4+ spécifiques à l’entrée virale, ce qui représente un élément clef pour comprendre le maintien de la fonction T CD4 helper chez les contrôleurs. Dans le projet, nous proposons d’explorer le mécanisme responsable de la diminution de l’expression de CCR5 dans l’infection à VIH contrôlée.

Dans le premier objectif, nous déterminerons si l’expression de CCR5 est diminuée uniquement dans les cellules T CD4+ spécifiques de Gag, ou si ce phénomène s’applique également aux cellules spécifiques de Env, voire aux cellules reconnaissant d’autres virus. Les marquages seront effectués avec des tétramères du CMH de classe II, afin de détecter les cellules T CD4+ spécifiques sans les activer, ceci sur des prélèvements de contrôleurs inclus dans la cohorte ANRS CO21 CODEX (n=15), comparés à ceux de patients efficacement traités (n=15). D’autre part, nous avons identifié jusqu’ici deux contrôleurs portant la mutation CCR5 D32 ainsi qu’une autre mutation faux-sens sur le second allèle, suggérant que dans certains cas la diminution de CCR5 a une cause génétique. Nous évaluerons la fréquence des mutations bi-alléliques de CCR5 chez les contrôleurs, en utilisant la technologie PacBio pour séquencer le locus CCR5 chez les patients de la cohorte CODEX qui ont déjà été testés comme positifs pour la mutation D32 (n=12). Les analyses génétiques de CCR5 seront ensuite étendues au groupe de patients CODEX qui montrent la suppression virale la plus efficace (n=50).

Dans le second objectif, nous testerons la fonction des mutants faux-sens identifiés chez les contrôleurs. Nous utiliserons un test par nucléoporation qui permet d’évaluer rapidement l’expression de surface et la fonction de mutants de CCR5 dans des cellules T CD4+ primaires. Nous ferons également appel à un test récemment développé d’export synchronisé (RUSH), ainsi qu’à des tests d’internalisation et de recyclage, pour déterminer si les mutants de CCR5 ont un trafic intracellulaire altéré.

Dans le troisième objectif, nous explorerons le mécanisme de la diminution de CCR5 chez la majorité des contrôleurs qui ne montrent pas de mutations génétiques de CCR5. Nous étudierons en priorité l’internalisation de CCR5 dépendante des signaux chimiokines et TCR. Nos résultats préliminaires montrent que de forts signaux transduits par le TCR mènent à une diminution marquée de l’expression de CCR5 à la surface cellulaire. Nous testerons donc l’hypothèse que les TCRs de forte affinité préférentiellement exprimés par les cellules T CD4+ spécifiques des contrôleurs induisent une diminution chronique de l’expression de CCR5, ceci par transfert de TCR in vitro et analyses sur cellules uniques ex vivo.

L’ensemble du projet devrait établir le rôle de CCR5 dans l’infection à VIH naturellement contrôlée, et renforcer le rationnel pour développer les stratégies thérapeutiques qui visent à une inhibition de CCR5.