Projets et candidats lauréats

 Objectifs : 1) Réduire la dissémination du COVID-19 dans le Centre référent de prise en charge de la drépanocytose du Mali (CRLD) et chez les familles de patients et optimiser la prise en charge des patients drépanocytaires atteints de COVID-19, 2) rechercher les spécificités cliniques initiales et évolutives du COVID-19 chez ces patients, 3) déterminer les spécificités immunologiques du COVID chez les patients drépanocytaires.

 Situation du sujet : L’épidémie COVID-19 progresse en Afrique sub-Saharienne où la drépanocytose est un problème majeur de santé publique (priorité OMS). Au 13/04/2020, le Mali compte 105 cas d’infection COVID et 9 décès, chiffres probablement très sous-estimés du fait des cas non diagnostiqués. Une déferlante épidémique est attendue à laquelle le système de santé ne permettra pas de répondre. Trois centres ont été désignés pour la prise en charge des patients COVID+. Le CRLD à Bamako, quant à lui, suit une cohorte de 12 000 patients drépanocytaires.

 Problématique : Chez le patient drépanocytaire, les infections virales, particulièrement à tropisme pulmonaire, sont des déclencheurs connus de complication grave (crise vaso-occlusive, syndrome thoracique aigu engageant le pronostic vital). Il s’agit donc à priori d’une population plus fragile ou au moins distinctive dans le contexte d’une infection COVID. Le CRLD doit donc mettre en place d’urgence une procédure adaptée d’identification précoce et de prise en charge spécifique des patients COVID+. Parallèlement, les équipes médicales des centres COVID ne sont pas formées aux spécificités de prise en charge des patients drépanocytaires. Ces patients présentent une inflammation chronique à l’état de base, aggravée lors de complications aigues. Il n’est pas établi si cette caractéristique constitue un facteur péjoratif lors d’une infection COVID. L’implémentation de stratégies dédiées par des équipes multidisciplinaires hautement compétentes et la définition des spécificités de l’infection COVID chez les sujets drépanocytaires sont une priorité.

 Méthodes : Projet de recherche/action, collaboratif entre le CRLD et les 3 centres COVID à Bamako, et à Paris : le service de médecine interne de l’Hôpital Européen Georges Pompidou, un des centres de référence des syndromes drépanocytaires et secteur COVID, et l’UMR 1134 Inserm/Université de Paris/Institut National de la Transfusion Sanguine (INTS). Projet composé de trois volets : 1) organisationnel : formation du personnel médical (médecins, infirmiers, biologistes, techniciens de laboratoire) capable d’identifier les patients drépanocytaires suspects de COVID et réciproquement de former le personnel  des Centres COVID aux spécificités de prise en charge des patients drépanocytaires, 2) recherche clinique : recrutement de 3 groupes, appariés en âge +/- 5 ans : 200 patients drépanocytaires admis aux urgences du CRLD et suspects de COVID, donc isolés dans un secteur dédié (100 patients PCR COVID+ et 100 PCR COVID-), 100 patients non drépanocytaires PCR COVID+, hospitalisés au centre COVID de l’Hôpital du Mali, 3) recherche translationnelle : caractérisation des paramètres inflammatoires chez les patients drépanocytaires COVID+ en comparaison aux groupes témoins (drépanocytaires non infectés et non-drépanocytaires COVID+) par le dosage de cytokines dans des plasmas congelés envoyés en carboglace par avion à l’INTS à Paris.

 Échéancier des travaux : semaine 1 : comité d’éthique, création de la base de données, semaine 2-> mois 3 : recrutements, suivi clinique et biologique standard, implémentation de la base de données, constitution de la plasmathèque ; mois 4-5 : dosage des cytokines, valorisation des résultats.

 Résultats attendus : 1) Contrôler la propagation de l’épidémie COVID-19 et réduire la mortalité au sein de la population de sujets drépanocytaires particulièrement fragiles au Mali, 2) Mise en évidence des particularités épidémiologiques et cliniques liées à l’infection au COVID-19 chez les patients drépanocytaires dans le contexte africain, 3) Définir les profils inflammatoires des 3 groupes étudiés en Afrique où la population est soumise en permanence à une haute pression infectieuse.

Contexte et résultats acquis : Des études récentes ont montrées que les plaquettes humaines assurent des fonctions immunitaires en plus de leur rôle dans l’hémostase. En particulier, les plaquettes interagissent avec des pathogènes dont le VIH, bien que pour des raisons mal connues. Avec nos collaborateurs a ce projet nous avons déjà montré récemment que les plaquettes du sang de patients séropositifs contenaient des particules virales infectieuse malgré le traitement anti-retroviral (cART) suppressif. Nous avons aussi montré que les plaquettes contenant du VIH peuvent transférer l’infection aux macrophages in vitro, par un mécanisme qui pourrait alimenter le réservoir VIH qui existe au niveau des macrophages et que nous avons caractérisé chez les patients infectés sous cART suppressif. De plus, l’analyse des données cliniques a montré que les patients ayant du virus dans les plaquettes sont ceux qui ne répondent pas immunologiquement au traitement, correspondant donc à des non répondeurs immunologiques ou « Immunological non Responders » (InRs). La présence de VIH dans les plaquettes apparaît donc comme un marqueur prédictif d’InRs.

Les patients InRs représentent 20% des patients VIH+ sous cART. Chez ces patients InRs, la balance Treg/Th17 est dérégulée et nous avons montré que les Th17 forment des conjugués avec les plaquettes en fréquence plus importante que chez les répondeurs immunologiques (IRs). Les raison de l’échec immunologique du traitement chez les InRs reste incomprises et aucune stratégie thérapeutique permettant de fortifier leur réponse immunitaire ne leur est proposée.

Objectif : Nous proposons maintenant de déchiffrer les mécanismes par lesquels les plaquettes contentant du VIH interfèrent avec la réponse immunitaire des patients infectés et traités. Notre hypothèse est l’échec immunologique chez ces patients résulte d’une interaction directe des plaquettes contenant le VIH avec les macrophages tissulaires et les lymphocytes TCD4+ sanguin, bien que cette interaction ne soit pas la même dans les deux cas. Ainsi, cette interaction maintiendrait une infection persistante au niveau des macrophages et une polarisation des lymphocytes TCD4+ sanguine vers un phénotype Th17. Ceci induirait un état inflammatoire et pourrait rendre compte de l’échec immunologique chez les patients infecté mais sous traitement anti-rétroviral suppressif.

Stratégie : Pour valider cette hypothèse, nous évaluerons si :

i) L’interaction des plaquettes contenant du VIH avec les macrophages permet, par transfert du virus, l’infection des macrophages accompagnée d’une réplication à bas bruit du virus et à un profile inflammatoire

ii) L’interaction des plaquettes de patients InRs (qui ont du virus dans leurs palquettes) avec les lymphocytes TCD4+ induisent une polarisation des TCD4+ vers un phénotype Th17 impliqué dans les processus d’inflammation chronique.

iii) L’interaction plaquette-leucocytes s’accompagne d’un transfert de mRNA/microRNA des plaquettes aux leucocytes et si ce mécanisme contribue de manière déterminante à l’immunomodulation des cellules immunes cibles.

iv) L’infection de macrophages résulterait de l’interaction avec les plaquettes contenant du VIH de patients InRs et l’immunomodulation des lymphocytes TCD4+ peut être bloquée par des agents antiplaquettaires utilisés en clinique in vitro mais aussi in vivo chez les patients.

Perspectives : Ce projet s’inscrit dans la continuation direct des études que nous avons réalisées sur le rôle des plaquettes comme vecteur éphémère de virus infectieux et de leur pertinence dans l’infection par le VIH. L’étude proposée ici, réalisable en un an, devrait permettre d’établir une relation de causalité entre la présence de VIH dans les plaquettes et la mauvaise réponse immunologique des patients InRs, ainsi que de caractériser un agent thérapeutique permettant de contrer ce défaut immunitaire, jetant des bases solides pour établir une stratégie thérapeutique pour ces patients InRs qui n’ont pas d’issue thérapeutique actuellement.

La réplication du génome ARN du VIH-1 est un processus essentiel dans le cycle de vie du virus. La réverse transcriptase codée par le virus utilise l’ARNt3Lys de la cellule hôte pour amorcer la transcription inverse de son génome ARN en ADN proviral. Comme l’étape clé d’initiation de ce processus est réalisée en milieu clos, dans la capside, avant ou après infection des cellules cibles par les particules virales, une étape primordiale et incontournable de la transcription inverse de l’ARN du VIH-1 en ADN proviral est l’encapsidation de l’ARN amorce, l’ARNt3Lys de la cellule hôte, dans les particules virales au cours de l’assemblage des nouveaux virions. Les polyprotéines Gag et GagPol, ancrées à la membrane plasmique de la cellule hôte via la myristoylation de leur résidu Gly2, sont essentielles au recrutement des protéines et ARN viraux ou cellulaires qui seront encapsidés.

Nous avons montré que la lysyl-ARNt synthétase mitochondriale (mLysRS) de la cellule hôte est sélectivement encapsidée dans les particules du VIH-1 et sert de transporteur des ARNtLys au cours du processus d’encapsidation. Associée à l’ARNtLys , mLysRS interagit avec les domaines transframe (TF ou p6*) et surtout intégrase (IN) du domaine Pol de la polyprotéine GagPol. Ce complexe d’encapsidation a pu être reconstitué in vitro. L’association entre l’intégrase et la mLysRS est robuste (Kd de 13 nM) et des molécules inhibitrices de cette interaction ont été isolées in vitro. Dans un test ex vivo de développement viral, ces molécules inhibent la réplication virale sans effet toxique sur la viabilité cellulaire.

L’objectif de ce projet de recherche est de comprendre les modalités d’assemblage du complexe d’encapsidation, et plus particulièrement de l’interaction mLysRS:IN. La validation d’un modèle atomique de l’interface mLysRS:IN sera un support essentiel à la sélection et à l’évolution moléculaire d’inhibiteurs capables de bloquer l’association entre mLysRS et IN, et donc d’inhiber le cycle viral. Ce type de molécule constituerait une nouvelle cible thérapeutique.

Ce projet de recherche est basé sur deux axes principaux :

• La validation d’un modèle atomique de l’association mLysRS:IN, responsable de la capture de l’ARN amorce dans les particules virales ;

• La caractérisation du mode d’action sur le cycle viral de molécules capables de bloquer cette association in vitro.

Notre groupe d’étude a identifié une épidémie dans la région du Sud-Ouest Burkina Faso en 2010, avec une prévalence du VHC de 13,2% chez les adultes âgés de 15 à 49 ans (ANRS 12270). En 2020, une enquête transversale auprès de personnes sans limite d’âge (n=2887) a confirmé ces résultats avec une prévalence du VHC augmentant régulièrement avec l’âge, atteignant 36-44% chez les 70+ ans, et traduisant une transmission actuelle du VHC à tous les âges. Les facteurs de risque associés aux infections prévalentes ont mis en évidence le rôle probable de l’immunisation par pistolet à air dans les années 1990, et suggéré des facteurs de risque mais n’ont pas pu préciser les voies de transmission actuelles. L’identification de ces dernières et de stratégies de contrôle du VHC peu chères, efficaces et acceptables est urgente pour contrôler l’épidémie de VHC.

L’objectif principal est d’identifier des stratégies de contrôle acceptables et rentables de l’épidémie VHC dans la région du Sud-Ouest du Burkina Faso.

Les objectifs spécifiques, concernant la prévention du VHC, comprennent i) l’estimation de l’incidence du VHC chez les participants de REVERSO testés négatifs en 2020, ii) les facteurs associés à ces infections récentes, iii) l’élaboration d’interventions pour contrôler ces facteurs, iv) une modélisation de l’épidémie afin d’identifier parmi ces interventions les plus (coût)-efficaces. Concernant le dépistage et les soins, nous estimerons la disposition à payer des patients pour les soins de l’hépatite C et utiliserons la modélisation pour estimer le nombre minimum de traitements nécessaires pour réduire l’incidence du VHC de 80% d’ici 2030.

Nous réaliserons une nouvelle enquête transversale parmi les participants de REVERSO 1 afin d’identifier les infections VHC incidentes et de déterminer les facteurs causaux ou comportementaux associés. Dans une étude cas-témoins nichée, chaque cas incident de VHC sera ensuite apparié à 3 témoins pour l’âge, le sexe et la zone géographique afin d’identifier les facteurs de risque actuels. Un séquençage profond avec analyse phylogénétique sera effectué pour identifier les transmissions verticale et intrafamiliale. Tous ces résultats seront utilisés pour la modélisation mathématique afin d’estimer la contribution de chaque facteur de risque à l’épidémie. Un modèle dynamique de transmission du VHC sera développé, incorporant les données démographiques de la population, la transmission du VHC (horizontale/verticale), la progression de l’hépatite C, son traitement, et la stratification des facteurs de risque. Le modèle de transmission du VHC sera utilisé pour projeter les trajectoires épidémiques évolutives du VHC, la morbidité et la mortalité liées au VHC, et estimer la contribution dynamique des facteurs de risque identifiés.

Ensuite, la phase de « méthode d’analyse de groupe – GAM » invitera les acteurs clés et les représentants de la communauté à considérer et contextualiser ces facteurs, puis à concevoir et estimer le coût des interventions potentielles pour les contrôler. Le modèle mathématique élaboré précédemment sera utilisé pour estimer l’impact de ces interventions. Pour chaque scénario d’intervention de prévention, nous modéliserons ensuite la couverture de traitements antiviraux nécessaire pour réduire l’incidence du VHC de 80 % d’ici 2030, (objectifs 2030 de l’OMS). La faisabilité de ces scénarios, en particulier le niveau requis de couverture du traitement, sera examinée à la lumière de la disposition à payer des patients pour les soins hépatite C (estimée dans une enquête dédiée parmi les patients avec hépatite C dans la région) et du coût réel des soins de l’hépatite C pour les patients.

Notre projet comprendra une forte composante de renforcement des capacités dans le domaine des analyses phylogénétiques et de la modélisation des maladies infectieuses.

Notre projet innovant aura un impact important en fournissant au ministère de la santé un plan clair, acceptable et rentable pour contrôler l’épidémie de VHC dans la région du Sud-Ouest. Nos méthodes et nos résultats seront également pertinents pour le contrôle d’autres épidémies de VHC en Afrique et ailleurs.