Projets et candidats lauréats

La thérapie antirétrovirale ne guérit pas l'infection du VIH : une fois le traitement interrompu, la réplication du virus redémarre à partir des cellules infectées qui maintiennent le virus dormant pendant le traitement (appelées réservoir du VIH), permettant ainsi l’évolution de l’infection vers l'immunodéficience (SIDA) soulignant l’urgence de développer des stratégies ciblant et éradiquant spécifiquement ces réservoirs. La délivrance de médicaments par nanoparticules offre des solutions potentielles ; cependant, les nanoparticules conventionnelles se heurtent à des limites de spécificité, à une clairance rapide et à des préoccupations liées à leur compatibilité et à leur biodistribution. . Pour surmonter ces limitations, des systèmes biomimétiques sont conçus visant à recouvrir la surface de nanoparticules synthétiques porteuses de médicaments avec des membranes cellulaires qui préservent leurs récepteurs.Cette stratégie est appelée biointerfacing ou cloaking (masquage). Les plaquettes sanguines, des éléments anucléés du sang, se révèlent être une source de “biointerfacing” d’intérêt croissant, du fait de leurs rôles naturels dans l’intégrité vasculaire, la modulation immunitaire et l’adhésion spécifique aux sites.

Le projet proposé vise à établir une preuve de concept pour des nanoparticules de type Metal-Organic Framework (MOF), recouvertes de membranes plaquettaires et chargées en agents de réactivation de la latence (Latency reversal agents, LRA), comme stratégie de réactivation puis d’élimination des réservoirs du VIH. Les MOF, nanoparticules hybrides inorganiques-organiques poreuses, présentent une capacité de chargement élevée et des propriétés de libération modulables adaptées aux LRAs. Comme molécule modèle de LRA, nous nous concentrerons sur le SMAC AZD5582, ayant démontré un potentiel de réactivation in vivo.

Ce projet s’appuie sur une collaboration interdisciplinaire entre le CIIL, Centrale Lille et l’EFS, et soutient le travail de thèse d’Anaïs Dardaillon, financée par une bourse ANRT-CIFRE (2024-2027). Il s’agit d’une resoumission du projet ECTZ355260 AO 2025-2, restructuré sous la forme d’un contrat d’initiation de 12 mois, conformément aux recommandations du rapporteur A. Nous évaluerons la faisabilité, la sécurité et l’efficacité à deux étapes clés :

1. i) Des essais ex vivo étendront l’évaluation des MOF chargés en SMAC et recouvertes des membrane plaquettaire (PT-MOF-SMAC) sur des cellules mononucléées du sang périphérique (PBMCs) de personnes vivant avec le VIH sous traitement antirétroviral (PVVIH) afin d’assurer leur pertinence biologique. Ces tests seront réalisés en conditions statiques et en systèmes hémodynamiques (fluidiques) et constitueront des points de décision critiques avant de passer à des systèmes plus complexes.
2. ii) Des essais de biodistribution et d’hémostabilité seront réalisés in vivo sur des modèles murins et ex vivo dans le système hémodynamique. Ces tests permettront d’évaluer la thrombogenicité et la biodistribution des PT-MOF-SMAC afin de caractériser les effets indésirables potentiels. Des techniques de manipulation génétique des plaquettes, maîtrisées par les porteurs du projet, seront ensuite employées pour modifier les membranes plaquettaires utilisées dans la fabrication des PT-MOF-SMAC, dans l’objectif de contourner les effets indésirables détectés.

À l’issue de cette première phase, et sous réserve de sa réussite et validation, la recherche évoluera vers un projet plus ambitieux, s’inscrivant dans la continuité de nos précédentes soumissions à l’agence. En cas de succès, et après validation de la sécurité et de l’efficacité sur les PBMCs de PVVIH, cette approche de nanoparticules plaquettaires pourrait être développée dans des modèles précliniques de latence du VIH-1 et ouvrir la voie à des stratégies innovantes d’éradication ou de contrôle viral en contexte clinique.

Le métabolisme cellulaire regroupe toutes les réactions chimiques qui produisent les molécules essentielles aux fonctions des cellules comme les acides nucléiques, les acides aminés et l’énergie produite par la glycolyse et la respiration mitochondriale (OXPHOS). Les virus détournent ces voies métaboliques pour permettre les différentes étapes de leur cycle de réplication. L’état métabolique de la cellule est donc un facteur clé de l’infection virale. De plus, de nombreuses études récentes s’intéressent au lien entre le métabolisme cellulaire et la réponse immunitaire. Le domaine de l’immunométabolisme a ainsi révélé des voies métaboliques nécessaires pour l’activation de la réponse immunitaire adaptative avec moins d’études sur la réponse immunitaire innée. Les cellules myéloïdes comme les macrophages et les cellules dendritiques (DCs) sont des cellules immunitaires cruciales pour l’induction d’une réponse immunitaire innée et la mise en place de la réponse immunitaire adaptative. Modifier leur état métabolique impacte à la fois leur réponse immunitaire antivirale et leur susceptibilité aux infections. Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1) infecte les cellules du système immunitaire, principalement les lymphocytes T CD4+ mais également les cellules myéloïdes comme les macrophages et les DCs. Dans les cellules T CD4+, l’activation cellulaire induit une augmentation de la glycolyse et de l’entrée du glucose dans la cellule qui sont associées à une plus grande susceptibilité à l’infection par le VIH-1. Cependant, la plupart des études sur cellules immunitaires in vitro, y compris celles sur le métabolisme cellulaire, utilisent des milieux de culture originellement formulés pour favoriser la survie et la croissance de lignées cellulaires transformées (RPMI) et qui ne sont donc pas physiologiques. Le milieu de culture est la source des matières premières pour le métabolisme cellulaire, y compris le glucose et la glutamine, les principales sources de carbone. De nouveaux milieux de culture plus physiologiques ont été développés récemment comme le Human Plasma-Like Medium (HPLM). En comparant le HPLM avec le RPMI, notre laboratoire a montré que ce nouveau milieu augmente l’infection par le VIH-1 dans les cellules T CD4+ tout en diminuant le métabolisme énergétique des cellules. Ces résultats surprenants au vu de la littérature démontrent l’importance de conditions de culture proches de l’environnement métabolique physiologique comme le HPLM. Dans les macrophages et les DCs, le métabolisme nucléotidique faible causé par la dégradation des dNTPs par le facteur de restriction SAMHD1 limite de manière significative la réplication du VIH-1. Cependant, l’importance d’autres voies métaboliques sur l’infection par le VIH-1 et la réponse immunitaire innée induite dans les cellules myéloïdes dans un environnement métabolique proche des conditions physiologiques n’a pas été étudié.

Dans ce contexte, nous émettons l’hypothèse que l’utilisation d’un environnement métabolique proche de la physiologie (HPLM) va révéler des différences importantes dans le métabolisme des cellules myéloïdes et leur interaction avec le VIH-1 par rapport aux conditions de culture actuelles. Ce projet d’initiation va donc explorer l’impact de la culture de macrophages et DCs dérives de monocytes en HPLM sur (1) leur métabolisme, (2) leur susceptibilité à l’infection par le VIH-1, et (3) leur réponse immunitaire innée à l’infection.

Ce projet d’initiation propose pour la première fois d’utiliser le HPLM pour étudier les interactions entre les macrophages et DCs humains primaires et le VIH-1. Il pourrait identifier de nouvelles voies métaboliques importantes mais peu explorées dans ce contexte et révéler des différences avec les conditions de culture conventionnelles avec des conséquences potentiellement importantes pour les conclusions de nos études in vitro actuelles. Les résultats obtenus constitueront une base cruciale pour de futures demandes de financement qui permettront d’explorer spécifiquement comment ces nouvelles voies métaboliques affectent la réplication du VIH-1 et la réponse immunitaire innée ainsi que les mécanismes impliqués.

Le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est à l’origine de la pandémie mondiale de sida. Malgré plusieurs décennies de recherche, aucun vaccin efficace n’existe, et les stratégies thérapeutiques actuelles reposent sur le ciblage de multiples étapes du cycle de réplication virale. Les facteurs de restriction codés par l’hôte, acteurs clés de l’immunité cellulaire autonome, représentent une voie alternative prometteuse pour le développement de nouvelles thérapies. Avec le soutien antérieur de l’ANRS, nous avons notamment découvert que le facteur SAMD9L (Sterile Alpha Motif Domain-containing 9-Like), mais non son paralogue SAMD9, exerce une activité antivirale contre le VIH [1]. Nous avons mis en évidence son adaptation génomique aux lentivirus chez les hominoïdes, ainsi que sa convergence évolutive par remaniement de domaines avec des systèmes de défense procaryotes (Legrand et al., 2025, [2] accepté dans Nature Ecol Evol), et initié la caractérisation structurale et fonctionnelle des protéines SAMD9/9L. Ces dernières sont également des suppresseurs de tumeurs dont les mutations provoquent de graves syndromes génétiques et auto-inflammatoires, notamment le syndrome MIRAGE, l’ataxie-pancytopénie (ATXPC) et les maladies auto-inflammatoires associées à SAMD9L (SAAD).

Dans le projet SAFARI, nous visons à poursuivre la définition de la structure 3D et de la fonction antivirale spécifique de SAMD9L dans la restriction du VIH-1, en particulier au niveau sensing et activation de la protéine. Pour ce faire, nous adopterons une approche multidisciplinaire intégrant des essais enzymatiques, de la biochimie structurale, des expériences de virologie cellulaire, ainsi que des approches de biologie moléculaire et évolutive, afin d’identifier et de caractériser les déterminants et mécanismes des fonctions anti-VIH de SAMD9L et ceux sous-tendant les effets contrastés de SAMD9 et SAMD9L sur l’infection par le VIH.

Ce projet permettra de révéler une nouvelle étape vulnérable dans la réplication du VIH-1 et d’apporter un éclairage mécanistique sur la restriction médiée par SAMD9L. À long terme, la caractérisation structurale et fonctionnelle pourrait ouvrir la voie à la conception de médicaments guidée par la structure pour renforcer l’activité antivirale de SAMD9L. Les retombées sont larges : (i) améliorer la compréhension de l’immunité innée, de la subversion virale et de l’évolution des gènes ; (ii) élucider les fonctions ATPase, les interactions ARN–protéines et l’architecture de protéines « hub » ; (iii) et, sur le plan clinique, relier l’immunité antivirale à des maladies génétiques rares et améliorer le diagnostic et la prise en charge des patients porteurs de mutations de SAMD9/9L.

1. Legrand A, Dahoui C, De La Myre Mory C, et al. SAMD9L acts as an antiviral factor against HIV-1 and primate lentiviruses by restricting viral and cellular translation. PLoS Biol 2024; 22 : e3002696.
2. Legrand A, Demeure R, Chantharath A, et al. Ancient convergence with prokaryote defense and recent adaptations to lentiviruses in primates characterize the ancestral immune factors SAMD9s. bioRxiv 2025.

Plasmacytoid DC during  HIV-1 or -2 infection: targets for HIV cure

HIV-2 represents  a real « model to identify HIV Cure”, ie spontaneeous infection control by the immune le system, granting freedom from antiretroviral drugs (ARV). Conversely, people living with VIH-1 (PV-VIH-1) cannot stop ARV without viral replication rebound. The Immunovir-2 study was created for this reason within the ANRS CO5 cohort.

In this study, we study Interféron (IFN) and dendritic cells (DC), among which plasmacytoïd DC (pDC) have particularly strong capacities to detect viruses (TLR-7), to produce type I and III IFN with antiviral activity, and after  maturation to stimulate adaptive immunity.

We found that pDC stimulated by HIV-1 or _2 infected cells evolve into several sub-populations expressing genes 1) stimulated by IFN 2)  for IFN activation cascades, 3) coding IFN-a et l, 4) or activation and regulation molécules for T lymphocytes (Khelfa IUIS 2025).

The aim is to compare with extreme resolution the pDC from PV-VIH-2 and PV-VIH-1 progressors (P) or non progresseurs (LTNP) and controls, to know their functions et find immune targets to develop new therapies.

1 To analyse ex vivo by (scRNAseq), combined analysis of surface protéines (CITE-Seq), the pDC from 5 PV-VIH groups, the 3 1st among d’Immunovir, to characterise différent sub populations depending on infection type, clinical evolution and sex.

1- PV-VIH2 (P), ANRS CO5, HIV-2 progressing toward AIDS

2- PV-VIH2 (LTNP)  non progressive HIV-2

3- GeoHD : healthy donors from West Africa, like groups 1 and 2

4 : PV-VIH1 (P) : HIV-1 infection, sous ARV, West Africa, collaboration Odile Launay, CIC Cochin-Pasteur (IFN-HIV)

5 : PV-VIH1 (LTNP) : collaboration requested from cohort Codex.

The pDC will be  purified  immunomagnétically  from frozen PBMC from 3 men et 3 women from each group. The 30 samples will be labeled by the TotalSeqC panel of 175 Abs labeled by oligonucleotides and fixed. GenomIC will perform encapsulation and sequencing by the technique 10x GEM-X Flex, and a primary bioinformatic analysis, which will be deepened further by the team using RStudio : différentially expressed genes, clusterisation, pseudo-trajectories yielding different sub-populations, to identify how to influence their  evolution.  

2 To perform in vitro a mécanistic fonctional study of pDC  sub-populations, sorted by FACS using new markers discovered in (Khelfa IUIS 2025). This in vitro model, tested by spectral cytometry and unsupervised analysis (Omiq), will test the specific  modulation of the developpement of these populations, playing on IFN type I-TNF-a balance or on other – factors discovered by transcriptomic analysis.

3 To perform an integrative analysis  des results of the transcriptomics and the functional  tests in vitro

We will identify immune targets to develop new thérapies and let the immune system take over, in a  « HIV Cure» movement , Priority 3 Research for ANRS-MIE.

The post-doctoral fellow  (100% ETP) will perform the experiments in a L3 facility except for encapsulation and séquençage done by GenomIC. (S )He will train the M2 student on  bioinformatics/immunology (50%), and analyse with him the sequencing. S(he) will be guided and assisted by AH (80%), will benefit from experience transmission by Mehdi Khelfa (10%) Fatah Ouaaz (10%) and F Niedergang (5%). 1st trial sequencing (M3), sequencing and analysis M9, fonctional study M6, congress, article submitted and revised M9-12.

Malgré l'efficacité du traitement antirétroviral, le VIH-1 persiste sous forme de réservoir transcriptionnellement silencieux dans les lymphocytes T CD4+, empêchant ainsi la guérison. L'un des principaux obstacles à l'éradication réside dans les mécanismes peu compris de la chromatine qui répriment la transcription virale, aussi bien avant qu’après intégration dans le génome de la cellule hôte. Des travaux récents ont révélé que l'ADN non intégré du VIH-1 (ADN NI-VIH-1) est rapidement chromatinisé, et acquière un nucléosome additionnel (NucDHS) empêchant ainsi le recrutement de l'ARN polymérase II et imposant une répression transcriptionnelle. Ces barrières chromatiniennes empêchent non seulement l'expression virale, mais protègent également l'ADN NI-VIH-1 des senseurs d'ADN cytosoliques tels que cGAS, couplant ainsi la persistance virale à l'échappement immunitaire. Cependant, les variants d'histones et les marques épigénétiques répressives impliqués dans cette répression restent non caractérisés.

Nos données préliminaires démontrent que le variant histone macroH2A1 et la marque d’hétérochromatine facultative H3K27me3 sont spécifiquement déposés sur l'ADN NI-VIH-1 et jouent un rôle central dans sa répression. La déplétion de macroH2A1 augmente la transcription à partir de l’ADN viral non intégré de plus de 16 fois, tandis que l'inhibition de la déposition de H3K27me3 augmente également l'expression virale, sans toutefois affecter l'ADN non intégré du virus MLV. De plus, nous avons identifié macroH2A1 et H3K27me3 comme étant impliqués dans la liaison de cGAS à la chromatine, reliant ainsi ces marques à l'échappement immunitaire viral. Ces résultats suggèrent que macroH2A1 et H3K27me3 agiraient comme des répresseurs chromatiniens clés à l'interface entre la répression du VIH, la réparation de l'ADN viral et la détection par l’immunité innée de l'hôte.

Nous proposons d'étudier la contribution de macroH2A1 et H3K27me3 dans :

1)           La dynamique du nucléosome NucDHS.

2)           La formation des formes circulaires de l’ADN viral non intégré et l'intégration virale

3)           L'établissement et le maintien de la latence transcriptionnelle provirale.

4)           L'échappement du VIH-1 à l'activation immunitaire innée médiée par cGAS.

En combinant l’analyse de la chromatine (ChIP, capture-MNase-seq), des tests fonctionnels sur des cellules T CD4+ primaires, des systèmes viraux double rapporteurs et des cellules dérivées de patients, ce projet permettra de définir comment le variant d’histone macroH2A1 et la marque répressive H3K27me3 sont impliqués la répression transcriptionnelle du VIH tout en régulant la persistance virale et l'échappement immunitaire. Les résultats fourniront un cadre mécanistique permettant de cibler les restrictions basées sur la chromatine afin de réactiver ou de réprimer définitivement le VIH-1, ce qui permettra d'orienter la conception de stratégies thérapeutiques de nouvelle génération.