Projets et candidats lauréats

Comprendre comment le VIH-1 est transmis et s’établissent les premières étapes d’une infection chez le nouvel hôte est crucial à des fins thérapeutiques. Les analyses génotypiques de virus isolés au stade de la primo-infection (PHI) et de virus transmis/fondateurs (T/F) ont montré que la transmission de VIH-1 est généralement le fait d’un seul variant. Il n’est cependant pas clair s’il est transmis aléatoirement ou sélectionné, et dans ce cas quelles propriétés lui ont permis d’être transmis et de s’installer chez le nouvel hôte. Dans 95 % des cas, les virus T/F et ceux de la PHI ont un tropisme R5. Il a été proposé qu’ils présentent un avantage sélectif et/ou que les virus utilisant CXCR4 comme corécepteur (virus X4 ou R5X4) sont contre-sélectionnés au moment de la transmission. La forte prévalence des virus R5 dans les premiers stades de l’infection, et implicitement l’idée que les virus X4/R5X4 ne sont probablement pas « équipés » pour être transmis, ont conduit à ne considérer que des virus R5 dans les études sur les propriétés des virus transmis. En fait, même si un certain degré de contre-sélection des virus utilisant CXCR4 a pu être rapporté (notamment des virus X4 dans le contexte d’une transmission par voie sexuelle), la littérature montre que la faible fréquence de la transmission des virus X4/R5X4 est en premier lieu le fait que leur proportion chez les individus VIH+ est faible. Des faits de transmission de virus X4/R5X4 ont en fait été rapportés, notamment quand la proportion de ces virus chez le donneur est élevée. Le suivi longitudinal de patients chez lesquels des virus X4/R5X4 ont été identifiés au stade de la PHI suggèrent aussi que ceux-ci sont compétents pour accomplir les premières étapes de l’établissement d’une infection. Ces données suggèrent donc que les virus X4/R5X4 sont transmissibles, bien que jusqu’à quel point ils le sont comparativement aux virus R5 reste incertain. Il n’est pas non plus connu si les propriétés des virus X4/R5X4 présents chez les individus nouvellement infectés diffèrent de celles des virus chroniques et dans quelle mesure elles ont contribué à installer l’infection. Enfin on ne sait pas si ces propriétés s’apparentent à celles des virus R5 T/F ou isolés lors de la PHI.

     Pour répondre à ces questions, et mieux comprendre la transmission et l’établissement d’une nouvelle infection chez l’hôte, nous étudierons des virus X4 ou R5X4 isolés du plasma d’individidus diagnostiqués au stade de la PHI, comparativement à des virus R5 du même stade ou T/F et des virus chroniques. Nous contrôlerons le relation monophylétique et la diversité restreinte des séquences d’Envs dans ces plasmas afin de déduire qu’elles ont pour origine un variant unique. Nous étudierons l’hypothèse que les virus X4/R5X4 de la PHI sont pourvus de propriétés ayant pu favoriser leur installation chez le nouvel hôte. Quatre objectifs secondaires seront poursuivis à cette fin : i/ Nous étudierons si les virus X4/R5X4 de la PHI se distinguent par la manière dont ils utilisent CD4, CCR5 et CXCR4 et leur degré de dépendance à l’expression de ces récepteurs pour l’entrée virale. Des simulations de dynamique moléculaire permettront d’obtenir une description à l’échelle atomique des interactions Env/corécepteurs. ii/ Nous étudierons si ces propriétés d’interaction avec les récepteurs s’accompagnent d’un tropisme accru pour les cellules résidentes des sites de transmission et de dissémination des virus, i.e. lymphocytes T CD4, cellules dendritiques et macrophages et iii/ résultent de modifications de propriétés structurales des Envs (séquence, conformation). Des tests de neutralization des virus par des anticorps seront réalisés à cette fin. iv/ Nous étudierons enfin si l’installation de ces virus chez l’hôte s’est faite à la faveur de leur résistance aux interférons de type I (IFN-I) et/ou, comme cela a été montré pour d’autres ligands de CXCR4, de la capacité des Envs X4/R5X4 à réprimer leur production dans les cellules dendritiques plasmacytoides. Cette étude novatrice sur des virus encore trop peu étudiés devrait enrichir notre connaissance de l’établissement de l’infection VIH et des moyens de la prévenir.

A l’heure où des antiviraux très efficaces ont été mis au point contre le virus de l’hépatite C (VHC), de multiples études de terrain montrent ceux-ci ne pourront pas suffire à atteindre l’objectif d’une éradication de l’hépatite C à l’échelle planétaire, et que la mise au point d’un vaccin prophylactique contre ce virus reste une priorité. Notre équipe développe un concept de vaccin original basé sur la genèse de particules vaccinales ressemblant à celles du vaccin contre le virus de l’hépatite B (VHB), mais présentant l’avantage d’exposer également les glycoprotéines d’enveloppe E1 et E2 du VHC en leur surface. Un tel vaccin pourrait ainsi représenter un vaccin bivalent, protégeant à la fois contre le VHB et le VHC. De fait, les particules vaccinales, produites en cellules de mammifères, induisent chez les animaux immunisés la production d’anticorps dirigés contre les protéines d’enveloppe du VHB et du VHC, et notamment d’anticorps capables de neutraliser in vitro des souches de VHC de génotypes différents, avec une efficacité toutefois génotype-dépendante. Puisque l’état de glycosylation des protéines E1 et E2 a récemment été montré moduler leur immunogénicité, nous proposons de conduire une analyse comparative de l’immunogénicité de notre candidat vaccin, généré à l’aide de différents systèmes d’expression engendrant des processus de glycosylation distincts, notamment les modèles de levures et de cellules d’insecte. L’objectif de ces investigations est double : identifier un mode de présentation optimal des protéines d’enveloppe du VHC en surface de nos particules vaccinales, et se rapprocher d’un mode de production plus performant et plus simple pour favoriser le développement industriel d’un tel vaccin.

La dengue est l’arbovirose la plus fréquente et constitue une menace importante pour la santé publique dans le monde entier. Le nombre annuel d’infection est estimée à 390 millions, dont 96 millions de cas symptomatiques. L’infection par le virus de la dengue (DENV) peut entraîner diverses manifestations allant de formes asymptomatiques à des formes plus graves de la maladie, ces dernières pouvant entrainer le décès. La dengue sévère (DS) se caractérise par une fuite plasmatique importante, une hémorragie grave ou une défaillance d’un organe. La mortalité parmi les cas de dengue sévère est généralement comprise entre 0 et 2 %, mais peut atteindre 10 % en cas de retard de soins. La découverte de nouveaux biomarqueurs permettant d’optimiser la prise en charge des patients est donc nécessaire et urgente. De nombreux facteurs ont été proposés comme étant associés à la DS et pouvant servir de marqueurs pronostiques potentiels. Cependant, aucun d’entre eux n’a été activement utilisé pour anticiper la progression vers la DS.

Les territoires français d’outre-mer répartis tout autour du globe (Amériques, océan Indien, Océanie) et tous concernés par la circulation du DENV, ont une situation exceptionnelle pour surveiller et étudier le DENV dans sa diversité génétique globale, mais aussi dans des environnements et des populations différents.

Nous faisons l’hypothèse qu’en collectant et en analysant les données cliniques, génétiques, virologiques et immunologiques de cas de dengue en Guadeloupe, Martinique, Guyane française, La Réunion, Nouvelle-Calédonie et Polynésie française nous pourrons identifier de nouveaux déterminants de la survenue de la DS, et dont certains pourraient être utilisés pour optimiser la prise en charge des patients. Notre objectif principal est donc d’identifier de nouveaux déterminants de la DS afin d’optimiser les soins des patients. Ce projet permettra de mettre en place une étude de grande ampleur avec la caractérisation complète (clinique, génétique, virologique et immunologique) de centaines de patients ayant des antécédents génétiques divers, recrutés sur une grande partie de l’aire de répartition géographique du DENV.

Pour étudier les déterminants de la DS, nous nous appuierons sur la cohorte CARBO, qui inclut des enfants et des adultes consultant un centre hospitalier en France hexagonale ou dans les territoires d’outre-mer. Elle permettra la collecte et la standardisation des données cliniques, génétiques, virologiques et immunologiques des cas confirmés de dengue sur l’ensemble des territoires français. Pour favoriser l’intégration des données des patients dans une base de données partagée et pour faciliter les échanges de ressources biologiques entre les sites, nous structurerons un réseau interterritorial de partage d’échantillons et de données reliant les territoires français d’outre-mer. En utilisant les données collectées dans le cadre de ce projet, nous étudierons les associations entre les facteurs liés à l’hôte et au virus et les résultats cliniques afin de construire des modèles multivariés et d’obtenir une vision systémique des déterminants de la DS : étude génétique et phylogénétique des déterminants viraux de la DS, identification des biomarqueurs viraux de la gravité de la DS (protéine NS1, suivi de la réponse immunitaire et décryptage des infections antérieures à flavivirus), identification des facteurs génétiques de variation de la réponse immunitaire innée antivirale au cours de la DS, recherche de variantes génétiques rares et communes au cours de la DS, caractérisation de l’association entre le métabolisme des lipides et la DS, et recherche d’auto-anticorps contre les IFN de type I au cours de la DS. Un point central de ce travail d’analyse sera d’identifier les facteurs pouvant être facilement appliqués comme biomarqueurs pour optimiser la prise en charge des patients, seuls ou dans le cadre d’un modèle intégré. Nous souhaitons que les ressources et la structuration établis dans le cadre de LSDengue dépassent ce cadre et fournissent une base solide pour la préparation et le contrôle des virus émergents, en particulier les arbovirus, sur les territoires français.

Le virus de la rougeole (MeV), le virus parainfluenza de type 3 (hPIV3) et le virus Nipah (NiV) sont des Paramyxovirinae, une sous-famille de virus constituant une menace pour la santé humaine. Ils peuvent causer diverses pathologies (bronchiolites, pneumonies, encéphalites) pouvant évoluer vers des formes graves et parfois mortelles. Ces virus pénètrent dans l’organisme par les voies respiratoires, le MeV étant considéré comme l’un des virus aéroportés les plus contagieux. Le NiV est un virus zoonotique émergent capable d’infecter de nombreux mammifères, hautement contagieux et associé à un taux de létalité extrêmement élevé (allant jusqu’à 75 %). En raison de ces caractéristiques, le NiV ne peut être manipulé qu’en laboratoire de biosécurité de niveau 4 et figure sur la liste de l’OMS des virus pour lesquels le développement de traitements et de vaccins est une priorité. Enfin, la grande susceptibilité de ces virus à subir des mutations augmente le risque d’émergence de nouveaux pathogènes pouvant causer des pandémies. Il n’y a pas de vaccin commercialisé contre les Paramyxovirinae, à l’exception de la rougeole, et les approches conventionnelles ciblant la polymérase virale ou l’étape d’entrée ont toutes échoué en phase clinique. Face au risque que représentent ces virus, il y a donc urgence à développer des thérapies innovantes pour limiter l’impact de ces virus et contenir une pandémie en cas d’émergence majeure. Une approche innovante pour inhiber la réplication des virus à ARN est de perturber le processus de séparation de phase liquide-liquide. Ce phénomène permet la concentration des protéines et des ARN viraux au sein d’organites sans membrane qui jouent le rôle d’usines virales (UVs). Des composés qui stabilisent les interactions protéine-protéine au sein des UVs et modifient ainsi leur nature liquide inhibent la réplication du virus respiratoire syncytial humain (hRSV) et du virus de la grippe A (IAV). Chez deux Paramyxovirinae, MeV et hPIV3, la formation des UVs nécessite l’interaction du domaine NTAIL de la nucléoprotéine virale (N) avec le domaine X (XD) de la phosphoprotéine (P). Étant donné le niveau de conservation de ces deux protéines, l’interaction NTAIL-XD est une cible thérapeutique d’intérêt pour interférer avec la formation des UVs des Paramyxovirinae dont NiV. Dans cette optique, le Partenaire A a déjà identifié deux composés qui inhibent l’interaction NTAIL-XD du NiV. En outre, les partenaires B, C, D, E et F ont identifié, parmi les métabolites et composés pharmacologiques modulateurs du métabolisme, deux molécules capables d’inhiber la réplication des Paramyxovirinae et d’interférer avec la formation des UVs. Fort de ces résultats, notre consortium a pour ambition de développer une stratégie antivirale innovante contre les Paramyxovirinae en combinant ces antiviraux qui ciblent l’hôte avec des composés optimisés dirigés contre l’interaction virale NTAIL-XD. Ainsi, les objectifs de ce projet sont 1) de développer des composés qui inhibent ou stabilisent l’interaction NTAIL-XD et interfèrent ainsi avec les UVs de NiV, hPIV3 et MeV, 2) de combiner ces composés ciblant le virus aux modulateurs métaboliques déjà étudiés par le consortium pour les tester dans des modèles in vitro et ex vivo d’infection par NiV, hPIV3 et MeV, 3) de tester les meilleures combinaisons de médicaments in vivo et de les formuler sous forme de poudre pour une administration pulmonaire et enfin, 4) de déterminer la meilleure stratégie pour assurer l’acceptabilité de ce traitement par la population. Pour atteindre ces objectifs, huit équipes ayant une expertise complémentaire en chimie, technologie pharmaceutique, biochimie, virologie, développement de médicaments et sciences sociales vont combiner leurs savoir-faire capitalisant sur des résultats antérieurs solides. Ce projet doit ainsi permettre l’élaboration d’une stratégie thérapeutique innovante contre les Paramyxovirinae afin de limiter leur impact sur la santé humaine. En outre, ce projet permettra d’établir un réseau collaboratif et transdisciplinaire spécialisé dans le développement de stratégies antivirales innovantes contre les virus aéroportés hautement pathogènes.

Le virus Zika (ZIKV) est un arbovirus transmis à l’homme par les moustiques du genre Aedes. ZIKV est devenu un problème majeur de santé publique à partir de 2013 avec les épidémies en Polynésie Française puis en Amérique Latine. Les épidémies à ZIKV ont été associées jusqu’à présent à des souches virales pathogènes originaires d’Asie. L’infection virale chez la femme enceinte peut être à l’origine d’effets tératogènes majeurs regroupés sous le terme de Syndrome Congénital au virus Zika (CZS) avec l’apparition de microcéphalie et autres malformations congénitales chez le nouveau-né. Chez un adulte infecté, ZIKV est retrouvé dans les fluides corporels comme les sécrétions oculaires, l’urine et surtout le sperme. La transmission interhumaine du ZIKV par voie sexuelle a été démontrée sans équivoque lors de l’épidémie de 2015-2016, en lien avec l’existence d’une persistance virale dans le système reproducteur masculin. Le risque de CZS reste encore mal documenté en Afrique où les souches de ZIKV du génotype africain sont distinctes du génotype asiatique. Les souches de ZIKV isolées récemment en Afrique de l’Ouest possèdent un fort potentiel tératogène et elles sont transmises plus efficacement par les moustiques Ae.aegypti que les souches asiatiques. Le vecteur moustique Tigre Ae. albopictus s’est propagé en Europe dont la France et aussi dans les territoires ultra-marins dont l’île de La Réunion (océan Indien). Les souches africaines de ZIKV représentent un risque d’émergence dans les régions y compris tempérées où Ae. albopictus s’est propagé. Le projet CAZIKANO, qui associe huit équipes pluridisciplinaires en France et en Australie sous la coordination de l’UMR PIMIT à la Réunion, propose d’évaluer le risque d’émergence du génotype africain de ZIKV à travers l’étude intégrative de deux souches virales contemporaines issues d’une part d’un pool de moustiques collecté au Sénégal en 2011 et d’autre part, d’un individu infecté en Guinée en 2018. Les deux virus seront caractérisés pour (i) leur efficacité de transmission par les moustiques vecteurs et leur capacité à franchir la barrière intestinale des insectes (moustiques Aedes et modèle drosophile), (ii) leur efficacité à répliquer puis à persister dans les cellules humaines cibles en relation avec la pathogenèse de l’infection virale et (iii) leur sensibilité à des substances d’origine naturelle afin d’identifier des inhibiteurs de la réplication virale. La proposition CAZIKANO apportera des informations importantes sur le risque de propagation vectorielle et non-vectorielle des souches africaines contemporaines de ZIKV avec la perspective de rationaliser le développement d’analogues de composés antiviraux efficaces issus de substances naturelles.