Les virus influenza A (IAV) sont responsables d’épidémies annuelles entraînant de 3 à 5 millions de cas de maladies respiratoires aiguës et 250 à 500 000 décès. Du fait de l’existence d’un réservoir animal, ils présentent aussi un potentiel zoonotique et pandémique. Les virus H5N1 aviaires sont particulièrement menaçants, en raison de leur taux de létalité élevé chez l’homme (> 50%), et de leur capacité à infecter plusieurs espèces de mammifères, tant dans des environnements naturels qu'agricoles. Une meilleure connaissance des mutations d’adaptation à l’homme est nécessaire pour améliorer la surveillance des virus circulants, prévenir l’émergence de virus pandémiques, et développer de nouvelles stratégies antivirales.
Les IAV présentent un génome segmenté, constitué de huit brins d'ARN de polarité négative, chacun complexé avec des nucléoprotéines (NP) et une polymérase virale (FluPol, un hétérotrimère PB1-PB2-PA). La FluPol et la NP assurent la transcription/réplication du génome viral dans le noyau des cellules infectées. De nombreuses mutations adaptatives se concentrent à la surface de PB2, en particulier la mutation E627K qui, chez un virus aviaire, permet d’augmenter l'activité de la FluPol dans le contexte de cellules humaines. Ces mutations confèrent une adaptation à une famille de protéines cellulaires détournée par le virus, les protéines ANP32, qui comportent un long domaine intrinsèquement désordonné (IDR) à leur extrémité C-terminale, dont la longueur et la séquence diffèrent d’une espèce à l’autre.
Au cours de l'infection virale, l'IDR d'ANP32, interagit avec FluPol et NP, en développant des interactions physiquement distinctes en fonction de l'espèce. Alors que l'ANP32 aviaire lie les deux protéines sur des sites de liaison adjacents, dans l'ANP32 humaine cette interaction est multivalente, ce qui signifie que plusieurs motifs échangent rapidement leur liaison entre FluPol et NP, maintenant les protéines virales à proximité comme une colle moléculaire. Les différences entre les domaines désordonnés des différentes ANP32 déterminent donc leur capacité à promouvoir la réplication virale dans la présence de différents mutations adaptatives de PB2. Les mécanismes déterminant pour cette spécificité seront étudiés dans ce projet.
Le désordre intrinsèque des protéines joue une fonction essentielle dans les mécanismes de réplication virale. Or, il peut s’avérer difficile, voire impossible, de caractériser cette fonction à l'aide des méthodes classiques de la biologie structurale, et ce malgré les progrès récents de la microscopie électronique (ME), car les IDR sont trop dynamiques pour être visualisées. En revanche, la spectroscopie RMN, combinée à d'autres technologies d'étude des protéines en solution, permet de suivre la structure, la dynamique et la fonction moléculaire des IDR à une résolution atomique, d'identifier des interactions faibles mais fonctionnelles.
Nous utiliserons les méthodes d'étude des protéines en solution, notamment la RMN, en combinaison avec la ME et des approches cellulaires, pour fournir une description approfondie du rôle du désordre des protéines virales et cellulaires dans le cycle de transcription-réplication de l'ARN des IAV, avec un accent particulier sur le rôle des IDR de la famille des protéines ANP32 d’origine humaine et animale. De plus, nous exploiterons une banque d’IDR du protéome humain pour identifier de nouveaux IDR cellulaires interagissant avec la FluPol et/ou la NP. Certains d’entre eux seront étudiés en détail par des approches biophysiques, biochimiques et cellulaires.
Nous nous appuierons sur les données obtenues pour développer de nouvelles approches antivirales. A cette fin, la technologie du phage display sera utilisée pour optimiser l’affinité de l’IDR de la protéine ANP32A humaine, et de l'IDR d'une ou deux autres protéines humaines nouvellement identifiées, vis-à-vis des protéines virales FluPol et NP. Des ARNm-LNP (nanoparticules lipidiques) seront développées pour administrer les IDR optimisées dans des cellules en culture et tester leur efficacité.
