Projets et candidats lauréats

L’infection par le VIH est à ce jour incurable du fait de la persistance du virus dans les réservoirs cellulaires. En outre, les patients infectés sont exposés, même sous traitement antirétroviral (TARV), à une inflammation chronique et une dysfonction immunitaire, en partie liée à l’expression de molécules inhibitrices (immune check points, ICP) tels que PD-1 sur les lymphocytes T et PD-L1/-L2 et les LILRs sur les cellules myéloides. Ces réseaux de protéines inhibitrices contribuent à l’« exhaustion » (épuisement) des lymphocytes T. La modulation de l’activation immune chronique et la lutte contre les réservoirs viraux sont deux priorités de la recherche fondamentale et clinique.

Dans ce contexte, les voies des Interférons (IFN) et leur régulation constituent des cibles thérapeutiques intéressantes. Ces cytokines sont produites très tôt au cours de l’infection et leur action sur les cellules immunitaires induit, via l’activation des voies JAK-STAT, l’expression de gènes (Interferon stimulated genes ou ISG) impliqués dans la régulation de l’activation immune et la restriction antivirale. Les IFN sont indispensables pour la coordination de l’action antivirale dans les phases précoces. Néanmoins, la persistance de leur action en phase chronique avec une expression anormale des ISGs est associée à l’inflammation résiduelle. Certains ISGs sont des gènes codant pour des ligands d’ICP, comme PD-L1/-L2, induits par l’IFNγ en particulier.

Des études récentes suggèrent que les sous-types IFN non-α2 pourraient optimiser l’action antivirale. Les données préliminaires obtenues par nos équipes suggèrent que l’IFNα14 et l’IFNβ réduisent l’infection des lymphocytes T (LT) CD4 primaires, notamment mémoires centraux. L’impact de ces sous-types sur l’induction d’ISG dans LT CD4 ou sur l’inflammation n’est pas bien connu. Par ailleurs, les inhibiteurs de JAK1 et 2 ont des effets anti-inflammatoires et inhibent la voie de signalisation des IFN. Le ruxolitinib (anti-JAK1/2) semble avoir des effets intéressants sur la régulation des réservoirs viraux mais aucune donnée concernant la régulation de l’activation immune au cours du VIH n’a été publiée. Egalement, le baricitinib (autre anti-JAK1/2, mais non métabolisé par le cytochrome p450 – pouvant conférer moins d’interactions médicamenteuses avec les TARV) pourrait être intéressant mais n’a jamais été étudié dans ce cadre.

Nous faisons l’hypothèse que certains sous-types d’IFN type I non-α2 et/ou les inhibiteurs de de la voie JAK-STAT pourraient diminuer l’expression des ligands d’ICP comme PD-L1/L2, conduisant à une optimisation de la réponse immune avec amélioration de l’action antivirale et réduction de l’activation immune. Nous étudierons l’effet des traitements in vitro par IFN type I α2 et non-α2 (α14, β, γ), sur la modulation de l’expression des ligands d’ICP et des signatures ISG parallèlement à leur action antivirale, sur les populations de LT CD4, T CD8 et monocytes de patients infectés sous TARV en primo-infection et de volontaires sains. L’action de molécules anti-JAK 1/2 (ruxolitinib, baricitinib) sera testée sur l’expression des ligands d’ICP et la réduction des signatures ISG des mêmes populations cellulaires de patients traités en phase chronique identifiés selon leur niveau d’activation immune. 

Cette étude contribuera à mieux comprendre la régulation de l’activation immune par les sous-types d’IFN et les anti-JAK au sein des cellules primaires. Cette évaluation est un prérequis indispensable à la conduite de projets de recherche clinique utilisant ces molécules selon les stades de l’infection, dans une optique de stratégies thérapeutiques innovantes de lutte contre l’activation immune et les réservoirs viraux.

L’utilisation de traitements antirétroviraux (ARV) constitue un outil majeur pour contrôler l’épidémie de VIH. Des stratégies innovantes visant à diversifier les modalités d’administration de ces traitements sont actuellement en cours d’évaluation, voire d’implémentation, parmi lesquelles les traitements ARV à longue durée d’action (ARV-LA).

Deux molécules – le cabotégravir et la rilpivirine – administrées par voie injectable tous les deux mois, sont une alternative aux traitements oraux quotidiens, acceptable et efficace chez les Personnes Vivant avec le VIH (PVVIH) traitées et contrôlées sans résistance connue ou suspectée aux deux molécules. Ces traitements sont, depuis fin 2021, autorisés en France et prescrits en routine. Pour autant, il existe encore peu de données probantes sur leur implémentation. Cette nouvelle option thérapeutique, aussi encourageante soit-elle, ne peut faire l’économie d’une réflexion sur les conditions et les enjeux de son implémentation. En effet, au-delà des questions d’efficacité, de tolérance et d’acceptabilité de ces traitements, se posent les questions de leur accessibilité, du contexte, des modalités et des effets de leur implémentation. Les défis de mise en œuvre sont nombreux et les enjeux d’équité d’accès importants. En outre, les questions relatives à l’implémentation de ces traitements seront renouvelées et évolueront avec l’avènement prochain d’autres ARV-LA.

Le présent projet en sciences sociales a pour objectif principal de comprendre les conditions d’accès aux traitements ARV-LA en France et leurs effets cliniques et sociaux, afin de déceler d’éventuelles inégalités d’accès. Il s’agira plus spécifiquement de (1) décrire et analyser les contextes d’implémentation des ARV-LA en France – où, comment et à qui ces traitements sont-ils prescrits – et déceler les éventuelles inégalités territoriales et sociales d’accès ; (2) analyser l’impact de la diversité des contextes d’implémentation et des profils des PVVIH sur la prescription et l’utilisation au long cours pour déceler les éventuelles inégalités structurelles et sociales ; (3) comprendre les conditions de prescription et d’utilisation de ces traitements du point de vue des professionnels de santé et des PVVIH concernées et leurs effets sociaux, pour mettre en évidence les mécanismes de production des inégalités identifiées ; (4) Décrire et analyser l’efficacité virologique et clinique, les causes d’arrêt de traitements et les facteurs associés en fonctions des profils des PvVIH et des critères d’initiation aux traitements ; (5) Promouvoir l'utilisation des connaissances produites dans le cadre de ce projet grâce à la mise en œuvre d'une stratégie de transfert de connaissances.

Ce dispositif de recherche original s’articule autour d’un projet en sciences sociales qui s’appuie sur des données sociodémographiques et cliniques d’une cohorte de PVVIH existante (ANRS CO4 FHDH) pour renforcer et objectiver les résultats des études conduites en sciences sociales.  Il mobilise des chercheurs issus de disciplines diverses, des professionnels de santé et des acteurs associatifs, engagés dans le processus de recherche. Il convoque ainsi une diversité de savoirs et vise à produire des connaissances utiles pour les populations concernées à la fois par le croisement des regards et la place importante donnée à l’opérationnalité des connaissances. Il s’inscrit ainsi dans le champ des recherches participatives.

Ce projet sera réalisé sur 3 ans. Il permettra d’établir un état des lieux de l’implémentation des ARV-LA en France ; d’identifier des stratégies ou des modèles de dispensation à privilégier pour surmonter les difficultés de mise en œuvre et favoriser un accès équitable à ces traitements ; de fournir des connaissances contextualisées sur la reconfiguration de la prise en charge du VIH que génère l’implémentation des ARV-LA ; de favoriser une meilleure appropriation des résultats de la recherche par les acteurs impliqués dans la prise en charge du VIH.

Les interférons (IFN) de type I sont sécrétés par les individus infectés par le VIH-1 pendant la phase aiguë et la phase chronique de l’infection. Ils permettent de limiter la propagation virale par l’induction d’expression de gènes antiviraux et stimulent la réponse immunitaire, en particulier dans la phase précoce de l’infection. Les IFN sont impliqués dans la suractivation chronique du système immunitaire résultant en une réponse inflammatoire persistante lors de la phase chronique de l’infection au VIH-1 ; ils participent aussi à l’établissement des réservoirs cellulaires du VIH-1. Les cellules dendritiques (CD) sont à l’interface entre l’immunité innée et adaptative. Elles expriment les récepteurs permettant l’entrée du VIH-1 mais sont relativement résistantes à l’infection par le VIH-1 de par l’expression de facteurs de restriction tels que SAMHD1. Suite à la dégradation de SAMHD1 par la protéine Vpx (codée par le VIH-2 ; ou apportée expérimentalement pour étudier les mécanismes de détection du VIH-1 par les CD), les CD humaines s’infectent efficacement et peuvent détecter le VIH-1 par la protéine cGAS qui entraine la production d’IFN, la maturation des CD et la production de cytokines inflammatoires. Les CD peuvent alors déclencher la réponse adaptative médiée par les lymphocytes T dirigés contre le VIH-1. Nous avons montré que la protéine Tétraspanine 7 (TSPAN7), en impactant les dynamiques du cytosquelette d’actine dans les CD, est impliquée dans le transfert de virions du VIH-1 des CD aux des lymphocytes T CD4+.

Nos données préliminaires indiquent que TSPAN7 exerce un rôle de régulation de la production d’IFN de type I et de type III par les DC et de la maturation de ces cellules (modèle de CD dérivées de monocytes primaires). Nous aimerions tester si les CD circulantes conventionnelles de donneurs sains dépendent aussi de TSPAN7 pour la sécrétion d’IFN induite par le VIH-1. Nous proposons d’étudier l’ampleur de la fonction de TSPAN7 dans la réponse des CD à l’infection par le VIH-1. En particulier, nous étudierons l’impact de TSPAN7 sur la capacité des CD infectées à stimuler des lymphocytes T CD8+ spécifiques du VIH-1 et sur le comportement migratoire des CD. Nous examinerions les mécanismes moléculaires en jeu. Pour ce faire, nous testerons si TSPAN7 a un impact direct sur la détection du VIH-1 par les CD (axe cGAS/STING) et/ou si son rôle de régulateur de la nucléation de l’actine est impliqué. Pour ce projet, nous utiliserons des systèmes lentiviraux pour diminuer (shARN) ou augmenter (surexpression) l’expression de TSPAN7 (méthodes utilisées en routine dans notre laboratoire). Quant aux expériences permettant de préciser les mécanismes moléculaires en jeu, nous étudierons les CD de patients portant des mutations induisant une dérégulation de la nucléation de l’actine ou un suractivation de la protéine STING (protéine appartenant à la voie moléculaire permettant à cGAS d’induire la production d’IFN ; collaboration avec l’équipe de Frédéric Rieux-Laucat).

Une meilleure compréhension des interconnexions entre TSPAN7, la détection du VIH-1 par les CD, la sécrétion d’IFN et de cytokines pro-inflammatoires et la maturation des CD pourrait aider à développer de nouvelles stratégies pour limiter les symptômes des patients, la pathogénicité du VIH-1 et l’établissement de réservoirs cellulaires. Étant des actrices clés des réponses immunitaires innées et adaptatives, les CD sont reconnues comme de bonnes candidates pour de futures immunothérapies cellulaires. En tant que telles, une meilleure compréhension des voies moléculaires facilitant leur maturation et leur comportement inflammatoire pourrait aider à l’amélioration de ce type de thérapies pour aider à la lutte contre le VIH-1 mais aussi contre d’autres virus chroniques et certains cancers.

Titre du projet : Caractérisation des sites d’intégration du génome du VIH-2 dans le génome humain

L’intégration du génome du VIH sous sa forme ADN proviral dans le génome des cellules cibles infectées constitue un réservoir viral persistant à vie, capable de réactiver en quelques jours la réplication virale en cas de baisse de la pression thérapeutique. De façon remarquable, l’infection par le VIH-2, dont l’épidémie concerne principalement l’Afrique de l’Ouest, est caractérisée par une évolution naturelle atténuée par rapport au VIH-1 et environ 70% des patients présentent spontanément une charge virale plasmatique indétectable en absence de traitement antirétroviral, avec des niveaux d’ADN proviral réservoir très faibles.

L’infection par le VIH-2 constitue donc un modèle d’infection rétrovirale naturellement atténuée, dont la maîtrise des déterminants viraux et immunologiques de la latence et du contrôle de la réplication virale serait d’une grande valeur dans la lutte contre la pandémie. Or dans l’infection par le VIH-1, une récente publication chez 13 patients Elite Controllers, qui maintiennent une charge virale indétectable sans antirétroviraux, a décrit une distribution très particulière des sites d’intégration virale, orientée vers les régions non ou peu exprimées du génome humain.

Objectif principal : Mise au point de l’approche expérimentale de séquençage des sites d’intégration (capture-enrichissement/NGS et amplification ciblée PCIP-Seq LTR-linker) adaptée au contexte de faible charge provirale du VIH-2 dans les échantillons cliniques.

Objectifs secondaires : cartographie des sites d’intégration du VIH-2 dans le génome humain à partir d’infections de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) in vitro et d’échantillons cliniques de la cohorte française ANRS I MIE CO5 VIH-2 ; comparaison des sites d’intégration aux données disponibles pour le VIH-1 ; reconstruction des génomes viraux associés aux sites d’intégration.

Type d’étude et population : L’approche technique sera validée en deux temps : d’abord sur cellules infectées in vitro, puis sur des échantillons cliniques de PBMC. Dans la cohorte ANRS I MIE CO5 VIH-2, l’étude sera transversale rétrospective pour caractériser les sites d’intégration virale et la séquence provirale dans des échantillons de PBMC conservés chez des participants non traités avec une charge virale indétectable (nous inclurons 10 infections VIH-2 de groupe A + 10 infections VIH-2 de groupe B).

La cohorte nationale ANRS I MIE CO5 VIH-2, mise en place depuis 1994 est coordonnée au plan virologique par le service de virologie de l’hôpital Bichat-Claude Bernard (Pr Diane Descamps) et représente une opportunité unique de travail sur cette thématique grâce à une large collection d’échantillons biologiques (PI : Pr Jade Ghosn).

Résultats attendus : la mise en place de ces techniques au laboratoire permettra de décrire pour la première fois les sites d’intégration du VIH-2 dans le génome humain, de les comparer aux sites d’intégration du VIH-1 et de rechercher une distribution particulière dans les zones non-géniques, non-codantes ou réprimées. La valorisation des cellulothèques de la cohorte CO5 VIH-2 permettra d’inclure un nombre significatif d’échantillons cliniques et ces nouvelles approches moléculaires associées au séquençage en NGS permettront de coupler les données de site d’intégration et de séquence virale. L’analyse de ces éléments permettra une meilleure compréhension des mécanismes pouvant participer au caractère atténué de l’infection VIH-2.

Le récepteur de chimiokines CCR5 appartient à la famille des récepteurs à sept domaines transmembranaires couplés aux protéines G (GPCRs). Il est impliqué dans la migration cellulaire et la réponse inflammatoire.  Il est également utilisé par le VIH comme corécepteur d’entrée. Récemment, il a été impliqué dans l’apprentissage et la mémoire et est associé à plusieurs maladies neurologiques, dont le syndrome HAND, une détérioration cognitive chronique due à l’infection cérébrale par le VIH.

Jusqu’à présent seul l’inhibiteur de CCR5 maraviroc a été approuvé pour le traitement de l’infection VIH, mais cette drogue n’est pas optimale. La recherche de nouveaux inhibiteurs le ciblant est donc nécessaire pour compléter l’arsenal des thérapies actuelles.

Différents travaux, dont les nôtres, indiquent que les GPCRs peuvent adopter plusieurs états conformationnels à la surface cellulaire, ce qui offre de nouvelles possibilités thérapeutiques.

L’oligomérisation des récepteurs est un des mécanismes qui régule cette diversité conformationnelle. CCR5 est capable de s’organiser par paire sous forme d’homo- ou d’hétéro-dimères (CCR2/CCR5). Nous avons montré que la dimérisation de CCR5 est (i) indispensable à son export à la membrane plasmique, (ii) régule sa mobilité à la surface cellulaire, et (iii) impacte la liaison des ligands. La dimérisation des récepteurs pourrait donc influencer, par coopérativité entre partenaires, la sélectivité des drogues les ciblant. Jusqu’à présent aucune stratégie thérapeutique visant à moduler la dimérisation de ces récepteurs n’a été envisagée.

Dans ce projet, nous proposons d’étudier l’homo- et l’hétéro-dimérisation de CCR5 par microscopie dynamique et super-résolutive, et par l’analyse d’images statistique dans le but de décrire l’agencement moléculaire et la dynamique des récepteurs présents à la surface cellulaire. Décrypter les interactions protéine-protéine au niveau de la molécule unique permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur le comportement des récepteurs à l’état basal et en présence de ligand, et ainsi d’envisager de nouvelles solutions pour cibler le récepteur.

Nous décrirons l’arrangement des clusters de CCR5 à la membrane plasmique par utilisation de la microscopie TIRF et STORM et l’implémentation de nouvelles méthodes statistiques (Objectif 1). Nous étudierons ensuite l’influence des ligands (chimiokines, VIH, antiviraux) et de l’environnement cellulaire sur cette l’agencement moléculaire, et évaluerons les conséquences fonctionnelles de ces interactions (Objectif 2). Enfin, nous chercherons à identifier des modulateurs de la dimérisation du récepteur (Objectif 3).

Le caractère innovant de ce projet repose sur l’utilisation de technologies de pointe en microscopie et sur le développement d’algorithmes pour le suivi et la classification des dynamiques observées.  Pour sa réussite, nous allierons les expertises de 3 équipes dans les domaines de l’entrée des VIH (A. Brelot, Institut Pasteur, Paris), de l’analyse d’images (T. Lagache, Institut Pasteur, Paris), et de la conception de médicaments (E. Kellenberger, Université de Strasbourg). La réalisation de ce projet de 36 mois nécessite le recrutement d’un post-doctorant (Giacomo Nardi) pour lequel nous demandons une allocation de 2 ans. L’allocataire sera responsable de l’analyse d’images et de la modélisation statistique avec T. Lagache.