Le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (VFHCC) est un Nairovirus appartenant à la famille des Bunyaviridae, responsable d’une maladie hémorragique sévère chez l’Homme, associée à des symptômes non spécifiques et à une forte mortalité. La transmission se fait par morsure de tique ou par contact direct avec des fluides corporels contaminés. N’ayant ni vaccin ni traitement spécifique, un apport de connaissances sur les interactions cellulaires VFHCC-hôte ainsi que sur les mécanismes développés en réponse à l’infection est nécessaire.Nous avons tout d’abord étudié le potentiel antiviral de molécules sur la réplication du VFHCC. La chloroquine et la chlorpromazine ont été identifiées et inhibent efficacement la réplication virale avec une protection induite chez la souris contre l’infection, en particulier en combinaison avec la ribavirine.De nombreux virus sont connus pour être ciblés par, ou pour détourner la voie de l’autophagie. Nous avons regardé si l’infection par le VFHCC était associée à une modulation de l’autophagie et si la réplication virale était impactée par l’activité autophagique. L’étude de cellules hépatocytaires et épithéliales a montré une mobilisation massive du LC3, principal marqueur des vésicules autophagiques, par le VHFCC. Celle-ci reflète une induction du flux autophagique d’un nouveau type, n’impliquant pas les voies classiques de recrutement du LC3. La réplication virale n’est pas directement modulée par cette autophagie atypique mais des effets indirects sont à étudier. La plupart de ces observations ont été montrées pour le Nairovirus Dugbe avec cependant une cinétique différente.Le dernier axe étudié porte sur l’analyse de l’impact des IFITMs, facteurs de restriction virale connu pour interférer avec les processus de fusion membranaire, sur la réplication du virus Dugbe. L’étude a révélé une inhibition de la réplication virale par certains IFITMs.Des études supplémentaires portant sur l’interaction virus-cellule hôte et les mécanismes moléculaires associés sont nécessaires pour mieux comprendre la physiopathologie induite par le VFHCC et mettre au point de nouvelles stratégies thérapeutiques. / Crimean-Congo hemorrhagic fever virus (CCHFV) belongs to Nairovirus genus and to Bunyaviridae family. It is responsible for a severe hemorrhagic disease in humans, associated with non-specific symptoms and high lethality. Transmission is made by tick’s bite or by direct contact with contaminated body fluids. Since no vaccines or treatments are available, there is a need to accumulate knowledge on all aspects of CCHFV-host cell interaction as well as on response mechanisms that are taking place during infection.We first investigated pharmacological ways to interfere with CCHFV replication. Chloroquine and chlorpromazine (known modulators of some viral infections) were efficiently inhibiting viral replication and induce a protection in mice against CCHFV infection, particularly in the presence of ribavirin. Since several viruses are targeted by, or take advantage of, the autophagy response of infected cells, we explored whether CCHFV infection was associated with modulation of autophagy and whether virus replication was impacted by the autophagic activity of infected cells. By using hepatocytes and epithelial cells, we found that CCHFV induced a massive mobilization of the major marker of autophagic vesicles LC3. This mobilization reflected an induced autophagy flux and was of a novel type since known pathways of LC3 recruitment were not involved. The replication of CCHFV was indeed not directly modulated by this atypical form of autophagy but indirect effects remain to be studied. Most of these observations were found to be valid for the related, Dugbe virus (DUGV) with however, a distinct kinetic.Finally, we analyzed whether DUGV was sensitive to the IFITMs, restriction factors that can interfere with membrane fusion processes. Studies revealed that DUGV replication could be inhibited by some IFITMs. Additional studies on virus host-cell interactions and their associated molecular mechanisms should help to better understand the physiopathology induced by CCHFV and to devise therapeutic strategies.

Le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (VFHCC) est un virus transmis par des tiques, appartenant au genre Nairovirus de la famille des Bunyaviridae. Il est réparti sur plus d’une trentaine de pays de plusieurs continents : Europe, Asie et Afrique ; avec une mortalité moyenne estimée de 30%. Le VFHCC peut causer à l’homme une maladie hémorragique très sévère et parmi divers symptômes, il peut induire une inflammation aigüe et des lésions hépatiques. Les phagocytes mononucléaires, les hépatocytes et les cellules endothéliales ont été décrits comme étant des cellules cibles lors d’études cliniques et post-mortem ainsi que lors d’études en modèle murin. Nous avons analysé, lors d’étude in vitro, la réponse cellulaire de cellules présentatrices de l’antigène (CPAs) et d’hépatocytes humains. Afin de mieux comprendre la pathogenèse du VFHCC, nous avons comparé la réponse de ces cellules avec celle du virus Dugbe (DUGV), un nairovirus génétiquement le plus proche de VFHCC considéré comme faiblement pathogénique. Finalement, afin améliorer la détection de DUGV in vitro et lors d’études épidémiologiques de terrain, nous avons développé un test moléculaire en temps réel pour détecter et quantifier DUGV.Nous avons observé que le VFHCC induisait une réponse inflammatoire chez les CPAs, en revanche, DUGV induisait une réponse plus forte, ce qui suggère que VFHCC induirait une inhibition sélective de certains médiateurs de la réponse pro-inflammatoire. Lors de l’infection in vitro des hépatocytes par le VFHCC, nous avons observé que le virus induisait du stress du RE, l’activation de l’IL-8 un médiateur pro-inflammatoire, et la modulation des deux voies pro-apoptotiques. Quand nous avons comparé cette réponse à celle induite par DUGV nous avons trouvé que la différence majeure était l’absence d’apoptose. Ces différences pourraient, en partie, expliquer le rôle du foie dans la pathogenèse induite par le VFHCC. / Crimean-Congo hemorrhagic fever virus (CCHFV) is a widely distributed tick-borne member of the Nairovirus genus (Bunyaviridae) inducing an average mortality rate of 30% in humans. CCHFV induces a severe hemorrhagic disease in infected patients that includes, among other bleeding symptoms, acute inflammation and liver lesions. The mononuclear phagocytes, the hepatocytes and the endothelial cells were described to be the main target cells in both human clinical studies and animal model in vivo studies.We analysed the in vitro cellular response of host antigen presenting cells (APC) and hepatocytes. Then, to better elucidate the pathogenesis of CCHFV, we compared the response of these cells after infection with Dugbe virus (DUGV), a mild pathogenic virus genetically close to CCHFV. In order to improve DUGV detection in vitro and in field studies, we also developed a molecular real-time quantitative tool to detect and quantify DUGV.We found that CCHFV induced an inflammatory response in both APCs tested; however DUGV induced a higher cytokine/chemokine response in these target cells than CCHFV. Our results suggest that CCHFV was able to selectively inhibit the activation of some inflammatory mediators in the in vitro infection and that CCHFV/DUGV cellular response differences could be relevant in pathogenesis. On the other hand, when we in vitro infected hepatocytes with CCHFV, we observed that it was able to induce ER-stress, activate IL-8 secretion and modulate both mitochondrial and death receptor pathways of apoptosis. When we compared this cellular response with that induced by DUGV, we found that the most striking difference was the absence of apoptosis. These differences could, in part, explain the role of the liver in the pathogenesis induced by CCHFV.

Le virus Ebola, responsable d'une fièvre hémorragique virale létale et le virus de la variole, agent étiologique de la variole, sont des armes biologiques potentielles. Il n'existe pas de traitement ou de prophylaxie autorisés contre le virus Ebola, quelques candidats vaccins étant en cours de développement. Concernant la variole, des vaccins dits de première génération (virus de la vaccine) ont permis l'éradication de la maladie cependant ils sont à l'origine de complications post-vaccinales parfois sévères alors que des vaccins plus récents dits de troisième génération, non-réplicatifs, ont été développés pour leur innocuité mais restent faiblement immunogènes. Nous avons récemment développé plusieurs vecteurs viraux de type virus de la vaccine (VACV) par délétion d'un certain nombre de facteurs de virulence. Nous avons évalué leur innocuité, leur immunogénicité et leur efficacité en tant que candidats vaccins antivarioliques chez la souris puis utilisé l'un de ces vecteurs pour développer un candidat vaccin bivalent antivariolique et anti-virus Ebola. Ces virus de la vaccine délétés sont réplicatifs mais fortement atténués. Ils induisent une réponse en anticorps neutralisants spécifiques anti-vaccine similaire à celle induite par le vaccin antivariolique de première génération et induisent des réponses immunitaires cellulaires CD4+ et CD8+ spécifiques suffisantes pour protéger l'animal d'un challenge létal de cowpoxvirus en intranasal, simulant une infection par le virus de la variole. Le virus délété le plus immunogène et le plus sûr, nommé MVL, a été utilisé pour construire un vecteur viral codant pour la glycoprotéine du virus Ebola (EGP). Le gène entier d'EGP ou une forme chimérique d'EGP (fusion entre l'ectodomaine d'EGP et le domaine transmembranaire de la glycoprotéine B5 du VACV) ont été clonés dans le génome du vecteur viral. Ces deux vecteurs produisent des virus ayant incorporé EGP dans leur enveloppe. Ces deux candidats vaccins recombinants induisent de fortes réponses humorales spécifiques anti-EGP et anti-vaccine chez la souris immunocompétente. En conclusion, nous avons développé plusieurs candidats vaccins antivarioliques aussi immunogènes et efficaces que le vaccin historique et avec une atténuation similaire aux vaccins de troisième génération. L'un de ces candidats (MVL) a été utilisé comme vecteur viral pour exprimer la glycoprotéine hétérologue EGP, contre laquelle il induit une réponse immunitaire humorale forte

Le virus Ebola, responsable d'une fièvre hémorragique virale létale et le virus de la variole, agent étiologique de la variole, sont des armes biologiques potentielles. Il n'existe pas de traitement ou de prophylaxie autorisés contre le virus Ebola, quelques candidats vaccins étant en cours de développement. Concernant la variole, des vaccins dits de première génération (virus de la vaccine) ont permis l'éradication de la maladie cependant ils sont à l'origine de complications post-vaccinales parfois sévères alors que des vaccins plus récents dits de troisième génération, non-réplicatifs, ont été développés pour leur innocuité mais restent faiblement immunogènes. Nous avons récemment développé plusieurs vecteurs viraux de type virus de la vaccine (VACV) par délétion d'un certain nombre de facteurs de virulence. Nous avons évalué leur innocuité, leur immunogénicité et leur efficacité en tant que candidats vaccins antivarioliques chez la souris puis utilisé l'un de ces vecteurs pour développer un candidat vaccin bivalent antivariolique et anti-virus Ebola. Ces virus de la vaccine délétés sont réplicatifs mais fortement atténués. Ils induisent une réponse en anticorps neutralisants spécifiques anti-vaccine similaire à celle induite par le vaccin antivariolique de première génération et induisent des réponses immunitaires cellulaires CD4+ et CD8+ spécifiques suffisantes pour protéger l'animal d'un challenge létal de cowpoxvirus en intranasal, simulant une infection par le virus de la variole. Le virus délété le plus immunogène et le plus sûr, nommé MVL, a été utilisé pour construire un vecteur viral codant pour la glycoprotéine du virus Ebola (EGP). Le gène entier d'EGP ou une forme chimérique d'EGP (fusion entre l'ectodomaine d'EGP et le domaine transmembranaire de la glycoprotéine B5 du VACV) ont été clonés dans le génome du vecteur viral. Ces deux vecteurs produisent des virus ayant incorporé EGP dans leur enveloppe. Ces deux candidats vaccins recombinants induisent de fortes réponses humorales spécifiques anti-EGP et anti-vaccine chez la souris immunocompétente. En conclusion, nous avons développé plusieurs candidats vaccins antivarioliques aussi immunogènes et efficaces que le vaccin historique et avec une atténuation similaire aux vaccins de troisième génération. L'un de ces candidats (MVL) a été utilisé comme vecteur viral pour exprimer la glycoprotéine hétérologue EGP, contre laquelle il induit une réponse immunitaire humorale forte / Ebola virus, causing a lethal haemorrhagic fever and variola virus, the agent of smallpox are potential biological weapons. There is no treatment and no prophylaxis authorised against Ebola, although some vaccine viral vectors were developed these last years. Concerning smallpox, several types of vaccines exist against smallpox (based on vaccinia virus), first generation that allowed the disease eradication but responsible of some post-vaccination complications and some non-replicative 3rd generation vaccines which are safe but not very immunogenic. We have recently developed several vaccinia virus (VACV) vectors by deletion of some virulence genes, and we have evaluated their safety, immunogenicity and efficacy as smallpox vaccine in mice and used one of them as a bivalent vaccine against Ebola and smallpox. These viral vectors are higly attenuated and replicative competent. They induce a neutralizing specific-VACV antibodies response similar to that of the historical vaccine and induce VACV-specific CD8+ and CD4+ immune responses efficient to protect immunocompetent mouse model intranasally infected by cowpox virus, simulating variola virus infection.The most safety and immunogenic vaccinia virus vector, named MVL, has been used to construct a vector encoding the Ebola glycoprotein (EGP) for immunization against Ebola. The native EGP gene or a chimeric EGP gene (a fusion between the EGP ectodomain and the transmembrane domain of the VACV B5 glycoprotein) have been cloned into the viral vector genome. These two recombinant vaccine candidates induce specific humoral immune responses against Ebola and vaccinia virus in immunocompetent mice. In conclusion, we have developed several vaccine candidates against smallpox as immunogenic and protective as the historical vaccine and as safe as 3rd generation vaccines. One of these candidates, MVL, has been used as a viral vector to express the heterologous glycoprotein EGP, against which it induce a strong humoral immune response.

Les fièvres hémorragiques à virus Lassa (LASV) et Ebola (EBOV) représentent un important problème de santé publique en Afrique. Les réponses immunes et la pathogenèse associées à ces maladies sont peu connues. Les cellules NK ont un rôle important dans la réponse immune innée par leurs propriétés cytotoxiques, mais également dans l'induction des réponses adaptatives par leur production de cytokines et leurs interactions avec les cellules dendritiques (DC) et les macrophages. Ce projet s'attache à comprendre le rôle des cellules NK dans le contrôle de la réplication virale et dans l'induction des réponses immunitaires au cours de ces infections. Un modèle in vitro de coculture de cellules NK humaines avec des DC et macrophages autologues a été développé. L'activation des cellules NK et leurs fonctions ont été analysées après l'infection par LASV et EBOV. Par ailleurs, les réponses des cellules NK en réponse à LASV ont été comparées avec celles induites lors de l'infection par le virus Mopeia (MOPV), très proche de LASV mais non pathogène pour l'homme. Les macrophages, mais pas les DC, infectés par LASV ou MOPV induisent l'activation et l'augmentation des capacités cytotoxiques des cellules NK. Toutefois, les cellules NK ne sont pas capables de lyser les cellules infectées et ne produisent pas d'IFN-γ. Les cellules NK s'activent et sont capables de lyser les cellules infectées en présence de macrophages mais également de DC infectés par des LASV mutants. Cependant, les IFN de type I sécrétés en grande quantité en réponse à ces virus ne sont pas impliqués dans l'activation des cellules NK. L'infection par EBOV n'induit qu'une très faible activation des cellules NK en présence de DC ou macrophages et ne conduit pas à la sécrétion de cytokines, ni à la modification du potentiel cytotoxique.Ces résultats permettent d'améliorer la compréhension des réponses immunes et des mécanismes de pathogenèse mis en place lors des fièvres hémorragiques Lassa et Ebola.

Les fièvres hémorragiques à virus Lassa (LASV) et Ebola (EBOV) représentent un important problème de santé publique en Afrique. Les réponses immunes et la pathogenèse associées à ces maladies sont peu connues. Les cellules NK ont un rôle important dans la réponse immune innée par leurs propriétés cytotoxiques, mais également dans l’induction des réponses adaptatives par leur production de cytokines et leurs interactions avec les cellules dendritiques (DC) et les macrophages. Ce projet s’attache à comprendre le rôle des cellules NK dans le contrôle de la réplication virale et dans l’induction des réponses immunitaires au cours de ces infections. Un modèle in vitro de coculture de cellules NK humaines avec des DC et macrophages autologues a été développé. L’activation des cellules NK et leurs fonctions ont été analysées après l’infection par LASV et EBOV. Par ailleurs, les réponses des cellules NK en réponse à LASV ont été comparées avec celles induites lors de l’infection par le virus Mopeia (MOPV), très proche de LASV mais non pathogène pour l’homme. Les macrophages, mais pas les DC, infectés par LASV ou MOPV induisent l’activation et l’augmentation des capacités cytotoxiques des cellules NK. Toutefois, les cellules NK ne sont pas capables de lyser les cellules infectées et ne produisent pas d’IFN-γ. Les cellules NK s’activent et sont capables de lyser les cellules infectées en présence de macrophages mais également de DC infectés par des LASV mutants. Cependant, les IFN de type I sécrétés en grande quantité en réponse à ces virus ne sont pas impliqués dans l’activation des cellules NK. L’infection par EBOV n’induit qu’une très faible activation des cellules NK en présence de DC ou macrophages et ne conduit pas à la sécrétion de cytokines, ni à la modification du potentiel cytotoxique.Ces résultats permettent d’améliorer la compréhension des réponses immunes et des mécanismes de pathogenèse mis en place lors des fièvres hémorragiques Lassa et Ebola. / The hemorrhagic fevers caused by Lassa (LASV) and Ebola (EBOV) viruses are important problems of public health in Africa. The immune responses and the pathogenesis associated with these diseases are unknown. NK cells are at the crossroads between the innate and adaptive immune responses through their abilities to secrete cytokines and kill the infected cells. The interactions between NK cells and dendritic cells (DC) or macrophages potentiate the immune responses. This project aims to understand the role of NK cells in the control of viral replication and in the induction of immune responses during LASV and EBOV infection.An in vitro model of coculture of human NK cells with autologous DC or macrophages has been set up. Cell activation, cytokine production, proliferation and NK cell-mediated killing were analyzed after the infection with LASV or EBOV. In addition, NK cell functions in response to LASV were compared with those induced during Mopeia virus (MOPV) infection, closely related to LASV but not pathogenic for humans.Here, we show that LASV- or MOPV-infected macrophages, but not DC, induce the activation of NK cells and the increase of their cytotoxic capacity. This process involves cell contact and type I IFN. However, these cells are neither able to kill the infected cells nor produce IFN-γ. NK cells are activated and are able to kill the infected cells when stimulated by mutated LASV-infected macrophages and DC. Surprisingly, the type I IFN which are secreted in high amounts in response to these viruses are not involved in NK cell activation. EBOV infection does not lead to NK cell activation in the presence of DC. EBOV-infected macrophages induce low NK cell activation without cytokine production or cytotoxicity.These results allow to better understand the immune responses and the mechanisms of pathogenesis associated with Lassa and Ebola hemorrhagic fevers.

Le virus Lassa (LASV) induit une fièvre hémorragique chez l’homme et est responsable de 3 000 à 5 000 décès par an. Aucun vaccin ou traitement efficace contre LASV n’est disponible, et les mécanismes de pathogenèse de la fièvre de Lassa sont encore mal compris. Des études chez l’homme et le primate suggèrent que la réponse interféron de type I (IFN-I) et de la réponse T sont critiques pour la survie de l’hôte. Nous nous sommes intéressés à la réponse des cellules dendritiques (DC) à LASV, car elles peuvent à la fois produire des IFN-I et induire la réponse T. Nous avons étudié les DC plasmacytoïdes (pDC), spécialisées dans la réponse IFN-I, et les DC myéloïdes (mDC), présentatrices d’antigènes. Nous avons montré que les pDC et les mDC ne sont pas productivement infectées par MOPV et LASV. Les pDC produisent des quantités importantes d’IFN-I en réponse à MOPV, mais pas à LASV. Les mDC sont activées et produisent des IFN-I en réponse à MOPV mais aussi à LASV. Cependant, seules les mDC infectées par MOPV sont capables d’activer des lymphocytes T. De plus, la présence de lymphocytes T inhibe complètement l’activation des mDC infectées par LASV. Ces différences entre les mDC infectées par MOPV et LASV dépendent de la nucléoprotéine de LASV, qui est connue pour ses propriétés immunosuppressives, mais aussi de la glycoprotéine. En résumé, nous avons obtenu des différences de réponse à l’infection par MOPV ou LASV chez les pDC et les mDC. Ces cellules pourraient avoir un rôle essentiel in vivo dans la réponse globale à LASV, et donc dans l’issue de la fièvre de Lassa / Lassa virus (LASV) is responsible for a viral haemorrhagic fever in humans and the death of 3,000 to 5,000 people every year. There is currently no vaccine or treatmentavailable against LASV, and its pathogenesis is not completely understood yet. According to studies on humans and primates, type I interferon (IFN-I) and T cell responses appear to be critical for the host. We studied the response of dendritic cells (DC) to LASV, as DC are involved in both IFN-I production and T cell activation. We compared the response of primary human DC to LASV and Mopeia virus (MOPV), which is similar to LASV, but non-pathogenic.We focused on plasmacytoid DC (pDC), specialized in IFN-I production, and myeloid DC (mDC), specialized in antigen presentation. We showed that neither pDC nor mDC were productively infected by LASV and MOPV. pDC infected with MOPV produced large amounts of IFN-I, whereas pDC infected with LASV did not. mDC produced substantial amounts of IFN-I in response to both LASV and MOPV. However, only MOPV-infected mDC were able to activate T cells. More surprisingly, coculture with T cells completely inhibited the activation of LASV-infected mDC. These differences between LASV- and MOPV-infected mDC were mostly due to LASV nucleoprotein, which has major immunosuppressive properties, but the glycoprotein was also involved. Overall, these results showed differences in pDC and mDC response to MOPV and LASV. Therefore, both pDC and mDC may be important for the global response to LASV in vivo, and play a role in the outcome of Lassa fever

Le virus Lassa entraine une fièvre hémorragique endémique en Afrique de l’Ouest et représente un problème de santé publique. Les connaissances sur la pathogénèse et les réponses immunitaires associées à la maladie sont partielles. Nous avons suivi les paramètres pathologiques, virologiques et immunologiques associés aux infections létales et non létales du LASV chez le singe cynomolgus. Le tableau clinique a été caractérisé par une dépression, une anorexie, une perte de poids et une asthénie chez les animaux survivants, tandis que ces mêmes symptômes ont été accompagnés de fièvre, de difficultés respiratoires et d’épistaxis chez les animaux infectés par une dose létale. Seuls ces derniers ont montré une perturbation des paramètres de coagulation, une rhabdomyolyse et une hausse des marqueurs de lésions rénales. Nous avons observé un tropisme radicalement différent en fonction de la sévérité de la maladie, avec une dissémination virale dans les organes plus importante et plus rapide chez les animaux décédés, la présence de particules infectieuses plus nombreuses et des modifications anatomopathologiques plus sévères. Une réponse immunitaire innée et adaptative précoce et puissante a été associée avec le contrôle de l’infection et la survie tandis que les infections fatales ont été caractérisées par une réponse inflammatoire ressemblant au choc septique, une défaillance de la réponse immunitaire ainsi qu’une réplication virale incontrôlée. Cette étude permet d’améliorer nos connaissances de la pathogénèse de la fièvre de Lassa et d’apporter des marqueurs d’infection prédictifs de la maladie / Lassa virus causes a hemorrhagic fever endemic in West Africa and represents a threat for civilians. The pathogenesis and the immune responses associated with the disease are poorly understood. We followed pathological, virological and immunological parameters associated with fatal and non-fatal Lassa virus infection in the cynomolgus monkey. The clinical picture was characterized by depression, anorexia, weight loss and asthenia in survivors whereas the same symptoms were supported by fever, respiratory difficulties and epistaxis in animals infected with the lethal dose. Only fatalities have shown coagulation parameters dysfunction, rhabdomyolysis and an increase of renal function markers. We observed a different viral tropism in a function of the disease severity, with viral dissemination in organs that was more important and faster in fatalities, the appearance of numerous infectious particles number and more severe pathologic changes. Early and robust innate and adaptive immune response has been associated with the control of infection and recovery whereas fatal infections were characterized by a sepsis like inflammatory response, defective immune response as well as uncontrolled viral replication. This study sheds light on the pathogenesis of Lassa fever and reveals infection markers predictive of the disease outcome