Prix de thèse VIH « Dominique Dormont » 2023 ANRS/SFV remis à Priscila Binta El Kazzi, Rémi Mascarau et Elenia Toccafondi

Priscila Binta El Kazzi : J’ai fait la plupart de mes études universitaires à la faculté des sciences de l’Université Libanaise, au Liban, où j’ai acquis une solide formation en biochimie et pharmacologie. En juillet 2022, j’ai obtenu un doctorat en maladies infectieuses de l’université d’Aix-Marseille, axé sur la compréhension du rôle de la N7- et de la 2’O-méthylation de l’ARN dans la réplication du VIH, ceci sous la co-direction du Dr Etienne Decroly et du Dr Dorothée Missé. Actuellement je suis en première année de postdoc dans l’équipe du Dr Juan Reguera « complexes macromoléculaires viraux » à l’AFMB/CNRS à Marseille, sous la direction du Dr Renaud Vincentelli, et mon projet consiste développer de nouvelle thérapie contre les venins de serpents.
Pour la suite de ma carrière, j’envisage de monter une équipe et de continuer à apporter ma contribution dans le domaine de la recherche.

Rémi Mascarau : J’ai fait des études de biologie à l’université Paul-Sabatier de Toulouse, où je me suis spécialisé en master dans l’immunologie et les maladies infectieuses. J’étais très curieux de comprendre comment les pathogènes interagissent avec leur hôte et comment ils arrivent à contourner ses défenses à leur avantage. J’étais aussi très attiré par la méthode scientifique, et c’est tout naturellement que j’ai voulu poursuivre dans la recherche en faisant un doctorat. J’ai découvert ce milieu en faisant des stages dans l’équipe de Christel Vérollet et Renaud Poincloux à l’IPBS, et j’ai eu la chance de pouvoir rester dans cette équipe pour faire ma thèse, que j’ai terminée cette année. Aujourd’hui, je voudrais continuer avec un post-doctorat, toujours dans le domaine des maladies infectieuses, pour mettre en application tout ce que j’ai appris pendant cette thèse et continuer à découvrir de nouvelles choses.

Elenia Toccafondi : Après mon master en biotechnologie moléculaire à l’université de Bologne en Italie, j’ai obtenu une bourse qui m’a permis d’effectuer un stage de six mois à l’Institut Cochin, sous la direction de Marc Lavigne dans l’équipe “Virus-Host interactions”, sur la latence du VIH. À la fin de ce stage, j’étais sûre que je voulais faire une thèse pour grandir professionnellement et personnellement et, espérons-le, avoir un impact sur la recherche sur le VIH. J’ai donc postulé dans l’équipe “Retroviruses and molecular evolution” de l’IBMC à Strasbourg, où j’ai effectué ma thèse sous la direction de Matteo Negroni et Daniela Lener. Après cette expérience dans la recherche fondamentale, je souhaite maintenant poursuivre ma carrière dans une direction qui me rapprochera du côté applicatif de la recherche. C’est pourquoi je travaille actuellement en tant qu’analyste biomédicale dans le laboratoire “Visceral Surgery and Precision Medicine Research” du département de biomédecine de l’université de Bâle en Suisse.

Priscila Binta El Kazzi : Au cours de ma thèse, j’ai pu caractériser davantage la modification biochimique en particulier la 2’O-méthylation présente sur le génome du VIH-1. Puis, lorsque la pandémie de Covid-19 a commencé, j’ai été activement impliquée dans recherche pour combattre ce virus. D’une certaine manière, je suis vraiment fière de toutes mes réalisations, car mon investissement total dans tous les projets a non seulement été couronné de succès, mais a contribué à l’avancement de la recherche contre ces virus émergents. Cependant, le résultat dont je suis la plus fière est bien sûr mon principal projet de thèse qui consistait à comprendre l’effet pro ou antiviral de la 2’O-méthylation du génome du VIH. Mes recherches ont permis de démontrer que la 2’O-méthylation du génome du VIH contribue à sa résistance contre la réponse antivirale par le facteur de restriction cellulaire, notamment ISG20. Ce travail met en évidence une nouvelle interaction hôte-virus qui pourrait servir de base au développement de nouvelles stratégies antivirales.

Rémi Mascarau : Pendant ma thèse, j’ai pu travailler sur deux projets différents, tous deux portant sur l’infection des macrophages par le VIH, qui m’ont permis d’obtenir des résultats qui m’ont marqué.
Dans le premier, nous nous intéressions au rôle des macrophages dans les défauts osseux observés chez les patients infectés par le VIH. Après plusieurs mois et beaucoup d’efforts, j’ai fini par montrer que notre hypothèse initiale était fausse, à savoir que les macrophages infectés n’acquièrent pas la capacité de dégrader l’os directement. A la suite de cette leçon d’humilité, nous avons redoublé d’efforts et montré que ces cellules sont néanmoins capables de favoriser l’activité d’un autre type cellulaire, les ostéoclastes, qui sont directement responsables de la perte de densité osseuse.
Dans le second projet, nous voulions comprendre les mécanismes impliqués dans l’infection des macrophages. Nous avons étudié un processus de transfert du virus par fusion des macrophages avec des lymphocytes T infectés. Au début de ma thèse, ce processus était souvent remis en question au sein de la communauté scientifique. Avec mon encadrante Christel Vérollet, nous avons alors passé de longues semaines à mettre au point les conditions expérimentales pour pouvoir filmer cette fusion cellulaire dans notre laboratoire P3. Je me rappelle très bien de l’excitation qu’on a tous ressenti le jour où nous avons enfin réussi à obtenir une vidéo qui ne laissait pas la place au doute concernant l’existence de ce mécanisme.

Elenia Toccafondi : Le VIH de type 1 est divisé en quatre groupes (M, O, N, P), chacun dû à la transmission à l’homme d’un virus de singe. Avec ce travail, nous avons pu montrer que les intégrases des isolats M et O du VIH-1 exercent la même fonction grâce à deux motifs fonctionnels distincts : le motif C-terminal lysine amidic (CLA), localisé dans le domaine C-terminal de l’intégrase du groupe M, et le motif N-terminal O-group (NOG), localisé dans le domaine N-terminal de l’IN du groupe O. C’est la première fois qu’une telle différence, entre ces deux protéines, qui ont toujours été considérées comme égales, est mise en évidence.

Priscila Binta El Kazzi : Mes études montrent que toute perturbation négative du niveau de 2’O-méthylation du génome du VIH expose le virus à l’action antivirale médiée par ISG20. Ceci suggère que la 2’O-méthylation des ribonucléotides pourraient être la signature moléculaire permettant de discriminer les ARN étrangers. Cependant, cela reste à confirmer avec le bon ensemble de contrôles. D’autres expériences seront nécessaires pour déterminer exactement à quelles étapes du cycle l’ISG20 peut avoir accès au génome du VIH-1 non-soi (par exemple, initiation de la RT ou décapsidation). Une fois que l’ARN viral est reconnu par ISG20 comme non-soi, il reste à définir si la désintégration de l’ARN viral se produit dans le cytoplasme ou le noyau.

Rémi Mascarau : Comme toujours dans la recherche, chaque nouveau résultat apporte de nouvelles questions. Dans mes travaux, j’ai montré que le transfert du VIH depuis les lymphocytes T vers les macrophages peut se faire par plusieurs mécanismes. Pour la suite, je serais particulièrement intéressé de mieux caractériser les acteurs moléculaires qui sont impliqués dans ces différents mécanismes, mais aussi d’étudier comment ce transfert se passe in vivo.

Elenia Toccafondi : Dans notre travail, nous proposons un modèle dans lequel les deux motifs fonctionnels des intégrases des isolats M et O du VIH-1 sont capables de se complémenter en interagissant avec le même partenaire moléculaire. L’identification de ce partenaire constitue assurément la prochaine étape pour poursuivre ce travail. Cela pourrait permettre de mieux comprendre le mécanisme moléculaire d’intégration virale, qui est une cible clé dans la thérapie antirétrovirale.

Priscila Binta El Kazzi : Étant née et ayant vécu une partie de ma vie en Côte d’Ivoire, j’ai appris à un très jeune âge ce qu’était le VIH vu que la maladie causée par ce virus était un problème majeur au sein de ma communauté. Étant donné l’absence de vaccin et de remède contre le VIH, avoir l’opportunité de travailler sur ce virus et de caractériser les processus clés de sa réplication, qui pourraient être utiles dans la lutte contre ce virus, était incroyable. Ces travaux représentent une avancée dans leur domaine, car ils mettent en évidence un nouveau rôle proviral de la 2’O-méthylation dans le génome du VIH. Comprendre le processus et l’importance de la 2’O-méthylation dans le génome du VIH est une étape importante dans la conception de stratégies de lutte contre ce virus.

Rémi Mascarau : Travailler sur le VIH résultait d’une volonté de rassembler les différents éléments que je voulais étudier : la biologie cellulaire, les cellules immunitaires et les pathogènes. Or, le VIH infecte ces cellules immunitaires et exploite un grand nombre de leurs mécanismes et fonctions : c’était parfait. De plus, le fait qu’un énorme effort de recherche ait été déployé depuis 40 ans et qu’on connaît de plus en plus de choses sur ce virus, mais qu’on soit pourtant toujours incapables de l’éradiquer représente un challenge intéressant.
Les macrophages sont des cellules dont on sous-estime souvent le rôle dans le contexte de l’infection par le VIH. Ils semblent jouer un rôle dans de nombreuses complications liées à l’infection, mais sont également impliqués dans la persistance du virus chez les patients malgré les traitements antirétroviraux dont on dispose. Ainsi, mieux comprendre les mécanismes d’infection spécifiques de ce type cellulaire peut permettre d’imaginer de nouvelles stratégies pour limiter la mise en place de réservoirs viraux.

Elenia Toccafondi : Les virus, et surtout les rétrovirus, m’ont toujours fasciné. Aussi, je voulais que mes recherches aient un impact sur la vie des gens. Par conséquent, le VIH était un choix naturel pour moi, étant le rétrovirus causant la pandémie de sida. Plus particulièrement, bien que le VIH de type 1 compte quatre groupes, le groupe M du VIH-1 est le responsable de la pandémie. Les trois autres groupes ont une épidémiologie significativement plus restreinte : le groupe O, le deuxième groupe le plus répandu, a infecté quelques centaines de milliers de personnes, principalement concentrées dans la région centre-ouest de l’Afrique. Les raisons de cet écart ne sont que partiellement connues à ce jour, bien qu’elles constituent une question centrale pour identifier les propriétés critiques permettant la transmission et la diffusion inter-espèces. Nos travaux ont mis en évidence pour la première fois comment les intégrases M et O ont spécialisé, respectivement, un domaine différent pour exercer la même fonctionnalité. Découvrir et étudier ces mécanismes est important pour comprendre ce qui rend le groupe M plus efficace par rapport aux autres et pourrait nous donner de nouveaux outils pour lutter contre la propagation du VIH.

Priscila Binta El Kazzi : Les efforts déployés par les chercheurs pour comprendre la pathogenèse du VIH ont dévoilé la capacité du virus à déclencher une infection persistante dans les cellules du système immunitaire en éludant certains mécanismes antiviraux de l’immunité innée. Mon travail a notamment permis de démontrer un nouveau mécanisme permettant au VIH de contre-carrer la détection précoce par le facteur de restriction du système immunitaire (ISG20). Ces résultats permettront de développer des stratégies visant à stimuler la capacité naturelle des cellules à se défendre contre ce pathogène notamment, ceci probablement en inhibant le processus de 2’O-methylation du génome du VIH par des approches antivirales.
Le problème avec les virus émergents est qu’ils sont des menaces constantes. Bien que nous ne disposions peut-être pas d’une prophylaxie efficace pour lutter contre l’éclosion de nouvelles souches de certains virus émergents, les progrès actuels de la recherche contre ces pathogènes nous ont appris que nous possédons et pouvons développer les outils nécessaires (vaccination et thérapie antivirale) pour contrôler toute nouvelle épidémie.

Rémi Mascarau : C’est vrai que le VIH est un adversaire particulièrement coriace pour les chercheurs. De nombreux essais se sont montrés prometteurs pour développer des vaccins et ont fini par décevoir, mais les efforts se poursuivent avec de nouvelles stratégies qui émergent de l’avancée des connaissances engrangées avec les années. Bien que l’évolution du virus soit aujourd’hui beaucoup mieux contrôlée dans le monde occidental, la situation reste critique dans les pays en voie de développement. Si le travail de recherche fondamentale reste primordial, ces années nous ont appris que la solution se trouve aussi dans les moyens mis dans l’accès aux soins, à la prévention et dans la lutte contre les discriminations et la précarité.

Elenia Toccafondi : Notre travail met en lumière des aspects cruciaux de l’optimisation des virus humains, VIH-1 M et VIH-1 O, qui ont été transmis des singes à l’hommes, en décryptant comment l’optimisation de l’intégration est réalisée dans ces deux cas. Ces travaux contribuent à améliorer notre compréhension des nouveaux paramètres clés de la réplication de ce virus, ce qui pourrait conduire à l’identification de nouveaux moyens thérapeutiques pour contrer sa réplication chez les patients. Plus en général, les recherches centrées sur le VIH ont permis de focaliser notre attention sur les mécanismes sous-jacents au succès de la transmission zoonotique à l’homme et sur l’évolution et l’adaptation du virus au nouvel hôte qui en résultent. Un sujet plus crucial que jamais face à la récente épidémie de SARS-CoV-2.