Winning projects and candidates

Les papillomavirus humains (HPV) sont parmi les virus les plus oncogènes connus chez l'homme, mais nous savons relativement peu de choses sur leur histoire naturelle aux premiers stades de l'infection. En particulier, même pour le génotype le plus virulent, le HPV16, plus de 90 % des infections disparaissent au bout de quelques mois ou années. En outre, des résultats antérieurs ont montré que les femmes dont les communautés de microbiote vaginal ne sont pas optimales, c'est-à-dire pauvres en bactéries lactobacilles, sont plus susceptibles d'être séropositives pour le HPV. Ce projet combinera plusieurs techniques de modélisation et types de données pour décrypter les interactions entre les HPV et le microbiote. Tout d'abord, nous utiliserons des modèles d'écologie communautaire pour acquérir une compréhension mécaniste des interactions entre la dynamique de l'infection à HPV et le microbiote vaginal. Ensuite, nous utiliserons des modèles statistiques pour analyser les données longitudinales afin de déterminer ce qui conduit à des transitions dans le statut HPV. Enfin, nous analyserons les données métagénomiques pour étudier la coévolution des bactéries du microbiote vaginal et des HPV tout au long d'une infection. Les données proviendront de l'étude PAPCLEAR et ont déjà été collectées. Ces résultats auront un impact particulièrement fort sur la santé des femmes, étant donné que les HPV sont responsables de la quasi-totalité des cancers du col de l'utérus et que le microbiote vaginal affecte la fertilité et le bien-être général.

Le virus du chikungunya est un arbovirus ré-émergent qui se transmet à l'homme par l'intermédiaire du moustique vecteur Aedes, provoquant des épidémies à grande échelle avec une propagation rapide et des taux d'infection élevés. Endémique en Afrique, en Asie et en Amérique, le CHIKV provoque des arthralgies fébriles chez l'homme, qui peuvent persister dans certains cas pendant des années. Compte tenu de la propagation du vecteur Aedes et de l'absence d'antiviraux efficaces, le CHIKV représente un risque important pour la santé publique, la société et l'économie. Il est essentiel de comprendre le processus de réplication virale pour mettre au point des traitements efficaces. La réplication et la transcription du CHIKV sont assurées par un complexe réplicase (CR) formé de quatre protéines non structurelles (nsP1-4) codées par le génome viral. Le génome de l'ARN simple brin positif (+ssRNA) détourne les ribosomes de l'hôte après la désenrobage et la libération dans la cellule. Les nsP sont traduits sous forme de polyprotéine à partir du premier cadre de lecture ouvert (ORF1) et clivés en CR actifs par la protéase nsP2. Les données structurales et biochimiques actuelles sur les nsP se limitent à des domaines ou des protéines individuels, ce qui restreint notre compréhension de leur fonction concertée dans la synthèse de l'ARN. Dans notre laboratoire, la structure du CHIKV CR complet a récemment été résolue à l'aide de la cryoEM à particule unique, révélant un complexe de 3MDa. Grâce à ces assemblages, nous pouvons enfin envisager une étude holistique de la synthèse in vitro de l'ARN dans cette importante famille de virus.

Ce projet combinera des tests d'activité avec des structures cryo-EM du CR tardif à différents stades de la synthèse de l'ARN+ afin d'élucider la fonction du complexe. Le projet déterminera les modèles d'ARN optimaux pour la réplication, évaluera le couplage entre les différents PNS pendant la synthèse de l'ARN et fournira des instantanés structurels du CR à différents stades de la réplication. Pour ce faire, on testera la liaison de l'ARN aux CR CHIKV reconstitués par polarisation de fluorescence ou par déplacement de mobilité en utilisant des ARN couplés à des fluorophores et en comparant les activités de synthèse de l'ARN de divers sous-complexes nsP afin d'expliquer la fonction de l'hélicase nsP2 et de la barrique nsP3. Les CR seront incubés avec des séquences d'ARN optimales pour l'analyse cryo-EM, dans le but de capturer le complexe dans les états de pré-initiation et d'élongation. Des mutants de CR ciblés seront générés et testés sur la base des connaissances structurelles. Les résultats attendus montreront que le CR est actif dans la synthèse de l'ARN, détermineront les préférences en matière de matrice et mettront en évidence une activité de synthèse spécifique au promoteur. Cela fournira un aperçu structurel et fonctionnel détaillé de la réplication de l'ARN, grâce auquel nous comprendrons le rôle coopératif des PNS dans la synthèse de l'ARN. L'étudiant acquerra des compétences en matière de transcription de l'ARN, de purification du CR, de cryo-EM et d'analyse des données afin de fournir une approche intégrée de la recherche sur la réplication virale.

L'émergence régulière de nouveaux pathogènes viraux représente un risque croissant pour la santé publique mondiale. Ce projet de thèse vise à développer une approche innovante combinant des techniques de criblage à haut débit d'interactions protéine-protéine (PPIs) et des méthodes d'intelligence artificielle (IA) pour accélérer l'identification de cibles thérapeutiques potentielles et de peptides inhibiteurs contre les virus émergents.

En exploitant les avancées récentes dans les modèles de langage pour protéines (pLM) et génomes (gLM), ainsi que les prédictions de structure d'AlphaFold, il sera possible de rapidement modéliser les fonctions, interactions et structures des protéines virales dès la disponibilité de la séquence génomique, avant même de disposer d'un modèle de culture.

Le projet utilisera les virus Influenza A comme modèle pour mettre au point et valider cette approche, en se concentrant à la fois sur les souches humaines circulantes et les souches zoonotiques à haut risque pandémique. Les principales étapes comprennent : 1) le criblage des PPIs virales et virus-hôte par une approche d'intercation entre fragments, 2) l'identification de peptides inhibiteurs dominants négatifs (DNP) ciblant ces interfaces, 3) la modélisation in silico des complexes DNP-protéine, 4) l'analyse des fonctions et redondances virales par pLM et gLM afin d'être en mesure de sélectionner informatiquement les sous-unités virales à déstabiliser pour interrompre le cycle viral de la manière la plus efficace possible.

Les résultats attendus incluent l'identification des PPIs critiques pour la réplication virale, la validation de DNP inhibiteurs, la mise en place d'un pipeline de découverte rapide d'antiviraux contre les menaces émergentes, et des connaissances approfondies sur les mécanismes d'adaptation des virus grippaux humains et zoonotiques.

Le projet s'étendra sur 3 ans, avec une première année dédiée au criblage des PPIs et à la préparation des bibliothèques de DNP, une deuxième année axée sur les tests d'inhibition et la modélisation, et une troisième année consacrée à l'optimisation et à la validation cellulaire.

Contexte et justification : Le Burkina Faso fait face depuis plusieurs années à une émergence et réémergence d’arbovirus occasionnant des épidémies et des décès. Malgré l’existence d’un système de surveillance de ces arbovirus certains tels le USUV et le WNV ne sont pas couverts par cette surveillance. Le virus du Nil occidental (WNV) et le virus Usutu (USUV) sont des arbovirus phylogénétiquement apparentés transmis principalement par les moustiques du genre Culex. Les oiseaux constituent les principaux hôtes amplificateurs et l’Homme et le cheval sont des hôtes accidentels. Il est difficile de prédire à quel moment ces pathogènes peuvent passer de l’animal à l’homme d’où l’importance de la surveillance des reservoirs animaux impliqués dans le cycle enzootique de ces virsus. Une surveillance aviaire du USUV et du WNV permettrait d’identifier les espèces impliquées dans l’amplification et la circulation de ces virus au Burkina Faso et d’anticiper sur la survenue d’épidémies humaines.

Objectif : L’objectif de cette étude est de réaliser une surveillance moléculaire et sérologique du USUV et du WNV chez les oiseaux domestiques et sauvages et les chevaux en zone urbaine et semi urbaine au Burkina Faso en tenant compte des variations saisonnières.

Méthodes : Il s’agira d’une étude transversale descriptive à recueil prospectif qui se déroulera sur 3 ans en milieux urbains (Bobo-Dioulasso) et semi-urbain (Banfora). Les échantillons seront collectés en tenant compte des variations saisonnière pour voir la dynamique de la circulation des arbovirus en fonction des saisons. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur les chevaux. Chez les oiseaux, un prélèvement de goutte de sang sur du papier buvard sera réalisé ainsi qu’un écouvillonnage oral ou rectal. Des prélèvements d’organes seront également réalisés chez les oiseaux trouvés morts. Au total, 385 échantillons d’oiseaux domestiques, d’oiseaux sauvages et de chevaux seront collectés. Tous les échantillons collectés seront convoyés dans le laboratoire d’accueil à Montpellier pour les analyses moléculaires et sérologique. Sur le plan moléculaire, tous les échantillons seront analysés par RT-PCR pour la détection de l’ARN des virus recherchés et les échantillons positifs feront l’objet de séquençage et d’analyses phylogéniques pour identifier les souches de virus circulants. Sur le plan sérologique, les échantillons seront d’abord screené par un test ELISA commercial Pan-Flavivirus et les échantillons positifs seront ensuite testés par séroneutralistion pour détecter les anticorps spécifiques à chaque virus.

Résultats attendus : Les résultats de notre travail permettront d’identifier les espèces aviaires impliquées dans le maintien de cycle enzootique du USUV et de WNV au Burkina Faso ainsi que les saisons de forte circulation de ces virus. Nous aurons à la fin de notre travail, une information sur les souches virales circulantes. L’étude sur les chevaux nous permettront de valider la pertinence de l’utilisation de ces derniers comme sentinelles dans la surveillance de ces flavivirus. Nous pourrons ainsi faire des propositions concrètes aux autorités compétentes du Burkina Faso afin d’améliorer la surveillance et la lutte contre ces virus.

Echéancier : La mise en place et l’obtention des autorisations administratives et des consentements se fera pendant les cinq premiers mois de la première année ; l’acquisition des échantillons du sixième au neuvième mois de la première année et les neufs premiers mois de la deuxième année ; l’analyse de Laboratoire à partir du dixième mois de la première année jusqu’à la fin de la troisième année ; l’analyse des données à partir du premier mois de la deuxième année jusqu’à la fin de la troisième année ; la valorisation des données à partir du septième mois de la deuxième année jusqu’à la fin de la troisième année.

L’hépatite B chronique (HBC) est un problème majeur de santé publique. Plus de 257 millions de personnes sont infectées par le virus de l’hépatite B (VHB) dans le monde, malgré un vaccin prophylactique efficace. Bien que les traitements actuels comme les analogues de nucléos(t)ides (NA) et l’interféron (PEG-IFN) parviennent à contrôler la réplication virale, les patients atteints d’HBC présentent un risque élevé de développer un carcinome hépatocellulaire (CHC) et une fibrose pouvant amener à une cirrhose.

Le système immunitaire joue un rôle prépondérant dans la physiopathologie de l’HBC, en déterminant sa progression vers la résolution ou la chronicité. Au cours du développement de l’HBC, la fréquence des cellules T spécifiques de l’antigène décroît fortement et de façon inversement proportionnelle à la charge virale détectée. Leurs phénotypes est aussi significativement altérée, on parle alors « d’épuisement ». Ainsi, plusieurs approches d’immunothérapie sont en cours de développement avec pour objectif de revigorer les lymphocytes T épuisés et/ou de reconstituer les réponses lymphocytaires dirigées contre le VHB. En particulier, les thérapies cellulaires par transfert adoptif de lymphocytes T génétiquement modifiés ont montré des résultats prometteurs dans des essais cliniques de phase I. Dans ce programme de recherche nous souhaitons évaluer la pertinence et la faisabilité d’une thérapie cellulaire innovante utilisant les lymphocytes T spécifiques du VHB provenant d’individus sains vaccines contre le VHB.

Notre hypothèse de travail est qu’après une vaccination contre le VHB des lymphocytes T CD4+ et CD8+ spécifiques de l’HBsAg-vaccinal (HBs-VAX) sont générés, et qu’ils présentent un phénotype mémoire et un profil fonctionnel compatibles avec leur utilisation en thérapie cellulaire allogénique pour le traitement des patients en infection chronique par le VHB ou soufrant d’un CHC HBC-induit.

Dans ce programme de recherche, nous utiliserons des méthodes dites multi-omiques afin de :

• Caractériser le phénotype et le répertoire clonal des lymphocytes T spécifiques de l’HBsAg chez des sujets sains vaccinés, mais aussi chez des patients ayant résolu une infection aigue au VHB ou en phase de guérison fonctionnelle de leur infection chronique.
• Déterminer la réactivité des lymphocytes T spécifiques de l’HBs-VAX dans des modèles de co-cultures utilisant des lignées cellulaires du CHC comme cible antigénique.
• Mettre en place une méthode d’isolement à grande échelle des LT-HBs-VAX, et évaluer la spécificité et l’absence d’allo-réactivité du produit cellulaire obtenu.

Nos résultats apporteront une caractérisation exhaustive des lymphocytes T spécifiques de l’HBsAg dans différentes cohortes de patients et de donneurs sains vaccinés. En outre, nous évalueront le potentiel thérapeutique des LT HBs-VAX, in vitro, ouvrant la voie à leur évaluation dans des modèles pré-cliniques.

ProSiCure Advance vise à étudier les candidats biomarqueurs sanguins précédemment identifiés comme prédictifs du risque de cancer du foie chez les patients guéris du VHC pour leur expression de base dans le sang de 1465 patients souffrant d'une maladie du foie associée à une hépatite virale chronique (cohorte ANRS CO12 CirVir).

L'hépatite virale chronique est la principale cause de maladie hépatique avancée et de cancer dans le monde. L'inflammation persistante déclenche des mécanismes de cicatrisation excessifs et un remodelage perturbé de la matrice extracellulaire, ce qui entraîne une fibrose et une cirrhose du foie. La cirrhose est la quatrième cause la plus fréquente de décès chez les adultes en Europe centrale et le carcinome hépatocellulaire (CHC) est en train de devenir la deuxième cause de décès par cancer dans le monde, avec une croissance très rapide.

Même si l'infection virale chronique peut être contrôlée (hépatite B) ou guérie (hépatite C), le risque de développer un cancer du foie reste élevé, en particulier chez les patients atteints d'une maladie hépatique avancée. Il n'existe actuellement aucun biomarqueur non invasif fiable permettant d'identifier les patients à risque et de les stratifier en vue d'une surveillance plus étroite du cancer. Nous avons précédemment démontré que l'hépatite virale chronique déclenche l'empreinte épigénétique de l'expression d'un gène pro-oncogène qui est associé au risque de cancer. Fait important, nous avons démontré que cette empreinte virale persiste après la guérison du VHC, soulignant le potentiel de l'empreinte induite par les blessures en tant que nouveaux biomarqueurs prédictifs du risque de cancer chez les patients atteints d'hépatite virale.

Le projet prédécesseur ProSiCure, financé par l'ANRS, visait à identifier des biomarqueurs sanguins minimalement invasifs prédictifs du risque de CHC dans une cohorte d'entraînement de 34 patients après guérison du VHC. En utilisant la protéomique sérique, nous avons identifié un panel de 161 biomarqueurs candidats associés au risque de cancer dans cette cohorte de découverte, mais avec un chevauchement mineur avec des signatures de biomarqueurs précédemment décrites (tissu hépatique ou sang). Il est intéressant de noter que 22 d'entre eux faisaient partie de l'empreinte épigénétique de l'infection par le VHC précédemment identifiée par notre équipe. Les principales catégories biologiques impliquent l'activation des cellules stellaires, la réorganisation de la matrice extracellulaire, l'inflammation et les lésions. Un classement impartial selon la performance technique, la validation des immuno-essais et la précision des prédictions du modèle (analyse ROC) a permis à ProSiCure de proposer 5 candidats de premier plan pour un développement ultérieur.

L'application actuelle (ProSiCure Advance) vise à étudier l'abondance de ces 5 biomarqueurs candidats dans le sérum de 1465 patients de la cohorte ANRS CO12 CirVir à l'aide de tests ELISA commerciaux. Les données seront comparées aux données cliniques, y compris la chronologie du développement du CHC, l'infection virale sous-jacente, le stade de la maladie. ProSiCure Advance mettra en évidence la meilleure combinaison de biomarqueurs candidats selon l'analyse bioinformatique et fournira ainsi un ensemble d'outils nouveaux et urgents pour identifier les patients atteints d'une hépatite virale chronique, contrôlée ou guérie, qui présentent un risque élevé de développer un CHC.