Winning projects and candidates

Les cellules myéloïdes, en particulier les cellules dendritiques (cDCs), jouent un rôle clé dans la mise en place des réponses immunitaires contre les virus. Il a été montré que l’infection par le SIV et le VIH-1 induisent des dysfonctions des cDCs, lors de la phase aigüe de l’infection aboutissant à une réponse immunitaire adaptative inefficace. Des études ex-vivo à partir d’échantillons de patients montrent que la modulation de l’interaction entre le récepteur inhibiteur LILRB2 et le CMH-I joue un rôle majeur dans les dysfonctions des cDCs induites par le VIH-1 et corrèle avec la vitesse de progression de la maladie. Les dysfonctions des cDCs induites par l’interaction de LILRB2 avec le CMH-I sont caractérisées par une atténuation de leur capacité de maturation (expression réduite des molécules de co-stimulations) et une inhibition de leur capacité de présentations antigéniques aux lymphocytes T. Il a été proposé que ces mécanismes de dérégulation des cDCs induits par une interaction exacerbée de LILRB2 avec le CMH-I se mettaient en place très tôt lors de l’infection par le VIH-1. A cet égard, des travaux de notre équipe montrent une expression exacerbée de LILRB2 et de ses ligands du CMH-I sur les cDCs du sang et des ganglions périphériques lors des phases précoces de l’infection de macaques cynomolgus par le SIV. En outre, nos données ex-vivo montrent que l’axe LILRB2 / CMH-I est également augmenté sur les cDCs de patients en primo-infection du VIH-1. Sur la base de ces études nous proposons que l’interaction exacerbée entre LILRB2 et le CMH-I induite par le SIV/VIH au cours de la primo-infection engendrerait une dérégulation précoce des réponses immunitaires conduisant à la persistance du virus et à la mise en place des mécanismes physiopathologiques de la maladie. Afin de valider cette hypothèse, nous avons généré des anticorps monoclonaux dirigés contre le récepteur LILRB2. Grace à plusieurs tests de criblages nous avons pu identifier un anticorps monoclonal capable de bloquer l’interaction de LILRB2 avec le CMH-I chez le macaque cynomolgus et l’homme. Des expériences in vitro indiquent également que cet anticorps favorise l’activation des cellules dendritiques dans ces deux espèces.

L’objectif principal de ce projet vise à modifier (humanisation/primatisation) puis à utiliser cet anticorps afin de déterminer l’impact de l’axe LILRB2/CMH-I, in vivo, sur la charge virale et les réponses immunitaires lors de l’infection par le SIV de macaques cynomolgus.

Nous espérons que le traitement avec l’anticorps anti-LILRB2 favorise le développement des réponses immunitaires dirigées contre le SIV plus efficaces et aboutisse ainsi à une amélioration du contrôle de la charge virale, dans l’espoir t’atteindre une rémission.

Les objectifs secondaires du programme, qui seront atteint sur financement complémentaire en dehors de la présente demande, visent à comparer les fonctions de LILRB2 sur des neutrophiles et/ou des monocytes de patients à différents stades de l’infection par le VIH-1 : (primo-infection ; infectés sous traitement cART ; HIV contrôleurs) et moduler leur fonction en présence de l’anticorps.

Au final, les résultats de ce programme pourraient valider l’axe LILRB2 / CMH-I comme nouvelle cible pour le développement de stratégies d’immuno-intervention chez l’homme visant à améliorer les réponses immunitaires contre le VIH-1, sur la base d’une connaissance approfondie des mécanismes de dysfonction observés chez l’homme d’une part et sur des observations précliniques d’autre part. Ces données apporteront également une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires qui induisent la dérégulation des réponses immunitaires lors de l’infection par le VIH-1/SIV.

Nous avons récemment identifié Trim69, un membre peu connu de la famille de protéines à motif tripartite (Trim), comme un nouvel inhibiteur antiviral à large spectre qui agit en réorganisant le réseau de microtubules (MT) à des fins antivirales. De plus, nous avons montré que les caractéristiques saillantes de ce nouveau programme, que nous appelons recâblage des MT, représentent une facette jusqu’ici non appréciée des réponses interférons dans les cellules de la lignée myéloïde, dans lesquelles Trim69 exerce ses activités antivirales les plus puissantes.

Les microtubules représentent les principaux axes de transport à l’intérieur de la cellule et les virus ont une longue histoire documentée d’utilisation, voire d’altération des MT à des fins pro-virales. Dans le cas du VIH-1, les cores viraux utilisent les MT pour atteindre le noyau par l’intermédiaire du complexe moteur de la dynéine et, dans ce contexte plusieurs protéines associées aux microtubules (MAP) ont étés montrées comme ayant des effets pro-viraux.

Dans ce contexte, l’identification de Trim69 en tant que facteur de l’immunité inné agissant sur les principaux axes de transport de la cellule est très intéressante, car elle met en évidence la possibilité que la cellule puisse s’opposer à l’infection virale en modifiant son réseau de MT. Dans le cas du VIH-1, nous avons montré que l’inhibition du VIH-1 par Trim69 se produit après l’entrée dans la cellule, à l’étape de transcription inverse. Les données que nous avons accumulé depuis suggèrent fortement la possibilité que Trim69 interfère avec la migration dépendante de la dynéine des capsides viraux vers le noyau.

Avec ce projet, nous visons à identifier le mécanisme moléculaire par lequel Trim69 agit sur les MT et à définir précisément comment la migration des capsides viraux du VIH est affectée par Trim69 à travers la réorganisation des MT.

Bien que de nombreux facteurs cellulaires agissant sur le réseau de microtubules aient été décrits pour favoriser l’infection par le VIH, Trim69 représente pour l’instant le seul facteur de l’immunité inné agissant sur les MT à des fins antivirales. Nous pensons que nos résultats mettront en lumière l’importance du contrôle du réseau de microtubules et le révèleront comme un nouveau champ de bataille pour les interactions hôte-pathogène.

L'essai ANRS 0029s – SimpPrEP, randomisé, ouvert et contrôlé, a pour objectif d’évaluer une nouvelle méthode de prévention du VIH à la demande chez les hommes ayant des rapports sexuels avec des hommes (HSH), en utilisant un schéma simplifié de PrEP. Cette méthode consiste à prendre une seule dose d'une association médicamenteuse (ténofovir alafénamide – emtricitabine, TAF/FTC) avant et après les rapports sexuels ("1-1"), au lieu du schéma actuel "2-1-1" de ténofovir disoproxil – emtricitabine (TDF-FTC) à la demande. Comparé au TDF, le TAF entraîne des niveaux plus élevés et plus durables de la forme active du médicament (ténofovir diphosphate, TFV-DP) dans les cellules mononucléaires du sang périphérique (PBMC), un facteur essentiel de l'efficacité à long terme de la PrEP. Dans une étude précédente menée dans la cohorte ANRS PREVENIR, notre groupe a utilisé un modèle d'infection ex- vivo du tissu rectal et a montré que la protection précoce contre le VIH au niveau des muqueuses, 2 heures après la prise d'une dose de charge de deux comprimés de TDF/FTC, était principalement due à des niveaux élevés d'emtricitabine triphosphate (FTC-TP) dans le tissu rectal. Alors qu'une dose unique de TAF/FTC entraîne des niveaux plus élevés de TFV-DP dans les PBMC, elle entraîne également des niveaux plus faibles de FTC au niveau des muqueuses par rapport à une double dose de TDF/FTC. Dans cette étude, notre objectif est d’étudier l'impact des différents profils pharmacocinétiques d’une dose TAF/FTC comparé à deux doses de TDF/FTC sur la protection contre le VIH-1 au niveau des muqueuses et au niveau systémique (en utilisant une infection ex vivo des PBMC) après une exposition précoce au VIH afin de mieux comprendre l'importance relative de la protection au niveau des muqueuses par rapport à la protection systémique en tant que facteur de risque de transmission du VIH-1.

Le sperme est le principal vecteur de l’infection par le VIH cependant son rôle lors de la transmission et la réponse immunitaire innée reste à caractériser.

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) représentent la première ligne de défense contre les infections en produisant de grandes quantités d’IFN de type I (IFN-I) qui inhibent la réplication virale. Cependant, une activation prolongée des pDC lors des stades chroniques de l’infection par le VIH-1 contribue à l’épuisement du système immunitaire, en particulier pendant phase SIDA. Les pDC sont également présentes dans les muqueuses et peuvent donc jouer un rôle dans la transmission sexuelle du virus. Nous avons précédemment démontré que les monoamines telles que l’histamine ont un effet modulateur sur l’activation des pDC. Nous avons ensuite identifié le récepteur aux chimiokines (et corécepteur du VIH) CXCR4 comme le récepteur commun aux amines capable de moduler la réponse antivirale des pDC. D’ailleurs, nous avons démontré que le ligand spécifique de CXCR4, IT1t, contrôle la production des IFN-I in vivo dans des souris lupiques. Ces résultats établissent un lien entre les amines endogènes et le système immunitaire inné et placent CXCR4 comme régulateur l’activation virale des pDC. Nous avons réalisé un criblage virtuel à haut débit du métabolome humain, qui a conduit à l’identification de 2 molécules de la famille des polyamines capables de se lier à CXCR4: la spermidine et la spermine. Ces molécules sont présentes à des concentrations physiologiques très élevées dans le sperme (jusqu’à 30 mM) ce qui ouvre de nouvelles perspectives dans la compréhension de la transmission sexuelle du VIH.

 Nous émettons l’hypothèse que la réponse immunitaire innée est inhibée par les polyamines présentes dans le sperme, permettant l’infection par le VIH et la propagation malgré l’immunité innée des muqueuses. Nous pensons également que les polyamines du sperme inhibent l’infection par les souches de VIH-1 utilisant CXCR4 (VIH-X4) en se liant à CXCR4, expliquant pourquoi seules les souches de VIH-1 utilisant CCR5 (VIH-R5) sont transmises sexuellement. Nos premières données ont montré que la spermine inhibe la réponse IFN-I des pDC activés par le VIH et inhibent l’infection par le VIH-X4 des cellules TZM-bl, renforçant ainsi notre hypothèse. Ce projet sera réalisé sur des pDC humaines de sang et d’amygdales, et avec les variants primaires du VIH-1 X4 et R5, à l’aide de tests virologiques, cellulaires et biochimiques, de techniques d’imagerie cellulaire, de modélisation moléculaire et d’études transcriptomiques. L’objectif de notre programme scientifique, basé sur des données préliminaires solides, est de caractériser aux niveaux moléculaire et cellulaire les interactions entre les polyamines et le CXCR4 et les conséquences sur l’infection par le VIH-1 et la réponse IFN-I par les pDC.

Les tâches expérimentales seront divisées en 3 parties (WP): Dans le WP1, nous analyserons l’activité antivirale de la spermine sur l’infection cellulaire par les virus libres VIH-X4 et -R5 et de cellule à cellule dans les lymphocytes T CD4 + primaires et les macrophages. Nous étudieront également la transmission dans un model de culturcervico vaginal. Dans le WP2, nous étudierons l’effet des polyamines sur l’activation virale des pDC circulantes ou tissulaires (étude protéomique et transcriptomique) et dans un modèle de culture cervico vaginal. Nous étudierons le rôle de CXCR4 dans l’inhibition de la réponse immunitaires innée par les polyamines par techniques de siRNA. Dans le WP3, nous étudierons l’effet du sperme et du sperme appauvri en polyamine sur l’infection par le VIH et l’activation des pDC.

Ce projet interdisciplinaire original, réalisé en collaboration entre les équipes de JP Herbeuval et S. Benichou, fusionnera les compétences d’immunologistes, virologues, chimistes et bio-informaticiens. Nous sommes convaincus qu’une caractérisation approfondie du rôle du sperme sur l’infection par le VIH et la réponse immunitaire innée conduira à une meilleure compréhension des mécanismes menant à la transmission sexuelle du VIH et ouvrira potentiellement de nouvelles approches de prévention.