Le virus de l’hépatite C (HCV) est un problème majeur de santé publique. Le développement de nouveaux traitements pour lutter contre le HCV a été ralenti par l’absence de modèles d’études in vitro et in vivo convenables. Le but de mon travail de thèse a été, dans un premier temps, de caractériser les facteurs déterminant le tropisme hépatique du HCV. En exprimant des facteurs clés dans une lignée cellulaire humaine non-hépatocytaire, nous avons reconstitué in fine l’ensemble du cycle viral dans ces cellules. L’entrée du virus dans la cellule hôte fait intervenir différents récepteurs d’entrée dont CD81, occludin (OCLN), claudin-1 (CLDN1) et scavenger receptor class B type I (SR-BI). L’expression de ces quatre récepteurs sur cette lignée la rend hautement permissive à l’entrée du virus, mais ne permet pas de rétablir la réplication du virus. L’expression du micro-ARN 122, un micro-RNA important pour l’infection du HCV, dans les cellules exprimant les quatre récepteurs, restaure une forte réplication de l’ARN viral mais ne permet pas de détecter une production de particules infectieuses. L’expression de l’apolipoprotein E (apoE), jouant un rôle primordial dans l’assemblage et la sécrétion, rétablis cette dernière étape du cycle viral du HCV dans la lignée cellulaire humaine non-hépatocytaire. Dans un second temps, j’ai utilisé la stratégie, précédemment établie, pour étudier la spécificité d’espèce de l’infection du HCV dans plusieurs lignées hépatocytaires murines. Nous avons pu rendre ces cellules permissives à l’entrée du HCV et pu détecter une très faible réplication. L’ensemble de mes travaux apportent de nouvelles informations sur la compréhension des facteurs clés nécessaire au cycle viral du HCV dans des cellules murines et humaines. / Hepatitis C virus (HCV) is a global health burden. The development of new therapeutics to treat HCV infection has been hampered by the lack of convenient in vitro and in vivo model systems. The goal of my PhD work was, in a first time, to characterize the factors determining the hepatotropism of HCV. By expressing key factors within a non-hepatic cell line, we reconstituted in fine the full HCV life cycle in those cells. Virus entry into the host cell requires different entry factors which are CD81, occludin (OCLN), claudin-1 (CLDN1) and the scavenger receptor class B type I (SR-BI). The expression of these four factors in this cell line renders it highly permissive to viral entry, but does not allow restoring replication of the virus. The expression of miR-122, a micro-RNA important for HCV infection, into the cell lines expressing the four HCV entry factors restore a strong replication of the HCV RNA but does not allow detecting infectious viral particle production. Further expression of the apolipoprotein E (apoE), which plays a critical role in the assembly and release process, restore the last step of the HCV life cycle in a non-hepatic cell line. In a second part of my PhD, I have used the previously developed strategy to study the species specificity of HCV infection using different mouse hepatoma cell lines. We have been able to render these cell lines permissive to HCV entry and have been able to detect a slight replication. Altogether, my results bring new information on the understanding of key factors important for HCV life cycle in mouse and human cells.

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L'infection au virus de l'hépatite B (VHB) est étroitement liée au métabolisme énergétique hépatique. La réplication du virus est contrôlée en principal par des facteurs de transcription et récepteurs nucléaires tels que PPARa, HNF4a et Foxül, impliqués dans ce métabolisme. Ainsi, la réplication du virus est augmentée par la privation de nutriments et le stress énergétique en modèles cellulaires, et par le jeûne, en modèles murins. PGC-la, un régulateur majeur de la réponse métabolique adaptative au jeûne, est impliqué dans l'augmentation de la transcription du VHB par son interaction avec plusieurs facteurs de transcription. Il est connu que le récepteur des acides biliaires, FXRa, qui est capable d'activer le promoteur de Core du VHB, est co-activaté par PGC-la. Un autre acteur important dans l'adaptation métabolique à la privation d'énergie est la protéine déacétylase SIRTl. Lorsqu'il est activé, SIRTl hépatique est capable de désacétyler et activer autant PGC-la que FXRa. Ces données nous ont amenés à émettre l'hypothèse que SIRTl pourrait coopérer avec FXRa et PGC-la pour augmenter la transcription du VHB. Dans un premier travail, nous avons donc étudié le rôle de la coopération de ces trois facteurs métaboliques dans la réplication du virus. Ça nous a permis de décrire un nouveau réseau métabolique, composé de FXRa, PGC-la et SIRTl, qui régule l'activité transcriptionnelle du VHB. Nous avons montré que SIRTl augmente l'activité du promoteur de Core par l'intermède d'autre facteurs, parmi lesquels, FXRa. Nous avons en outre observé que la fonction de déacétylase de SIRTl était nécessaire pour l'amplification de l'effet de FXRa sur VHB promoteur de Core. Une autre cible de SIRTl, connue pour son activité co-activatrice sur FXRa, est PGC-la. Grâce à une série d'expériences de surexpression et suppression, nous avons montré que non seulement la co-activation de FXRa par PGC-la est potentialisée par SIRTl, mais la présence de PGC-la est nécessaire pour l'effet de SIRTl sur l'activation du promoteur de Core VHB induite par FXRa. Ces données suggèrent que FXRa, PGC-la et SIRTl coopèrent dans la modulation de l'activité transcriptionnelle du promoteur de Core. Nous avons ensuite confirmé nos observations initiales et avons montré que l'activation de l'axe SIRTl/PGC-la/FXRa induit la transcription de l'ARN de VHB dans des lignées cellulaires d'origine hépatique et non-hépatique. Ces résultats renforcent l'idée que la réplication du VHB peut être modulée en fonction de l'état nutritionnel. Les rapports des études précédentes menées in vitro et sur des modèles animaux suggèrent que la transcription du VHB est contrôlée de la même manière que les gènes de la néoglucogenèse. Notre hypothèse a été que chez l'homme, la réplication du VHB montrerait des fluctuations diurnes, selon les périodes de la journée de jeûne et de réalimentation. Le but de la deuxième étude a été donc de déterminer si la charge viral du VHB plasmatique montre des variations importantes tout au long du nichthemeron chez les patients chroniquement infectés par VHB, avec une réplication virale active [etc...] / Hepatitis B virus (HBV) infection is tightly linked with hepatic fuel metabolism. HBV replication depends on the activity of several liver-enriched nuclear receptors and transcription factors, such as PPARa, HNF4a, and Fox01, involved in the metabolic adaptive response to fasting. In the first part of our work, we identified a metabolic subnetwork that enhances the activity of HBV core promoter. FXRa (NR1H4), PPAR gamma coactivator 1a and SIRT1, the members of this regulatory axis, cooperate to increase HBV transcription. The three molecules are themselves key factors of liver metabolism, linking HBV replication to complex metabolic cues, such as energy status and nutrient availability during the fasting-refeeding cycles. We then observed the existence of a circadian cycle of HBV replication in humans, underlining the role of nutrient availability in the modulation of HBV replication, previously predicted by experimental models. The second part of the work focused on the plasma cell-free nucleic acids as potential biomarkers in chronic viral hepatitis. Due to the multiple links between HBV replication and cellular factors involved in fuel metabolism, we hypothesized that plasma mRNAs corresponding to these factors may constitute potential biomarkers for chronic hepatitis B. We successfully detected more than 30 plasma mRNA sequences corresponding to enzymes, transporters, nuclear receptors and transcription factors involved in fatty acids synthesis and oxidation, cholesterol synthesis, transport and excretion, and energy sensing and expenditure. The circadian variation and the multiple correlations in the expression patterns of these plasma transcripts are similar to those previously described in cells both in vitro and in vivo. This suggests that cell- free mRNAs may provide a "virtual biopsy" of the transcriptional status of the organism. Moreover, we found significant differences in the plasma mRNA profiles of HBV carriers compared with healthy controls, similar to those found in experimental models of infection, suggesting that these transcripts may also serve as biomarkers of liver disease. Further research is warranted to shed new light on the complex relationship between HBV life cycle and host lipid-carbohydrate-fuel metabolism and may lead to the identification of both actionable targets in antiviral therapy, and putative biomarkers in chronic hepatitis B

HCV genome is a positive sense single-stranded RNA containing a single open reading frame (ORF) flanked by untranslated regions (UTRs), 5’UTR and 3’UTR.Initiation of HCV RNA translation is mediated by internal ribosome entry site (IRES) present in 5’ UTR and this process is independent of cap-structure and requires only a small subset of canonical initiation factors. Hence, HCV IRES-mediated translation initiation mechanism is quite different from canonical cellular mRNA translation initiation. The IRES is organized into highly structured domains, namely domain II, III and IV. High affinity interactions between structured RNA elements present in the IRES and 40S ribosomal proteins mediate 40S recruitment to HCV IRES. However, details of the RNA elements and region of ribosomal proteins involved in these interactions are poorly understood. In recent days, RNA-based molecules like siRNAs, antisense RNAs and RNA decoys have become promising candidates for antiviral molecules. So designing short RNA molecules that target unique HCV translation initiation mechanism might help in developing novel anti-HCV molecules. HCV 3’UTR and antisense-5’ UTRs serve as sites for replication initiation to synthesize negative and positive strand and this process is catalyzed by NS5B protein (RNA-dependent RNA polymerase). Hence, host proteins binding to both 3’UTR and antisense-5’UTR might play important role in HCV replication. This puts the study of HCV RNA–host protein interactions and its role in viral translation and replication in perspective. Studying the HCV IRES-ribosomal protein S5 interactions and its role in HCV IRES function Previous studies from our laboratory have demonstrated that binding of La protein to GCAC close to initiator AUG enhances ribosomal protein S5 (RPS5) binding with HCV IRES and stimulates HCV translation. However in-detail study on HCV IRES–RPS5 interactions and its implication on HCV translation initiation were lacking. In present study computational modelling suggested that domain II and IV interact majorly with the beta hairpin structure and C-terminal helix of RPS5. Filter-binding and UV cross-linking studies with peptides derived from predicated RNA-binding region of RPS5 and mutational studies with RPS5 demonstrated that beta hairpin structure present in RPS5 is critical for IRES–RPS5 interaction. In parallel, we have studied RNA elements involved in the IRES–RPS5 interactions using deletions and substitution mutations, which we had generated on the basis of the computational model. Direct and competition UV cross-linking experiments performed with these IRES mutants and 40S subunits as a source of RPS5 suggested that structure and sequence of both domain II and IV play crucial role in IRES–RPS5 interactions. We further investigated the effect of these mutations on IRES activity by in vitro translation assay and found that all the mutants that were compromised in binding to RPS5 showed reduced IRES activity. Moreover, ribosome assembly experiments on HCV IRES demonstrated that mutations affecting IRES–RPS5 interactions result in reduction of 80S peak and slight increase of 48S peak. Since the 40S subunit had been previously reported to bind with HCV 3’UTR, we explored the possible interaction of RPS5 with HCV 3’UTR. From direct and competition UV cross-linking assays, we found that RPS5 does not bind to 3’UTR and the interaction is unique to IRES (5’UTR). Interestingly, partial silencing of RPS5 preferentially inhibited HCV translation with marginal effect on cap-dependent translation. Recently, reduction in 40S subunit abundance was reported to preferentially inhibit HCV translation. So, we investigated the abundance of free 40S subunit upon silencing RPS5 and results showed reduction in free 40S subunit level. So, we hypothesize that silencing of RPS5 reduces free 40S abundance to inhibit HCV translation. Taken together, results identified specific RNA elements present in HCV IRES that are critical for IRES–RPS5 interactions and demonstrated the role of these interactions in HCV translation initiation. Targeting ribosome assembly on HCV IRES using short RNAs Stem-loops (SL) IIIe and IIIf of HCV IRES are known to play an important role in stable IRES–40S complex formation. However interaction of these stem-loops with 40S subunit in isolation, independent of other regions of HCV IRES, was not studied. In this study, using electrophoretic mobility shift assay (EMSA) and sucrose gradient centrifugation experiments, we demonstrate that short RNA containing both SLIIIe and SLIIIf together (SLRef RNA) binds to 40S subunit, while short RNAs containing either of the stem-loops (SLRe RNA and SLRf RNA) lose their ability to interact with 40S subunit. Further, SLRef RNA inhibited ribosome assembly on the IRES, whereas SLRe and SLRf RNA failed to inhibit the same. Since SLRef RNA is derived from IRES, we investigated the interaction SLRef RNA with IRES–trans-acting factors (ITAFs). UV cross-linking of radio-labelled HCV IRES with cytoplasmic extract (S10) in presence of unlabelled short RNAs suggested possible interactions of La and RPS5 proteins with SLRef RNA. Studies with recombinant La protein and RPS5 further confirmed their interaction with SLRef RNA. Ex vivo experiments with HCV bicistronic RNA suggested that SLRef RNA specifically inhibits HCV translation. In addition to that SLRef RNA inhibited the HCV RNA synthesis in JFH1 HCV cell culture system. Moreover, specific delivery of pSUPER construct expressing SLRef RNA (pSUPERSLRef) to mice liver along with HCV bicistronic construct using Sendai virosomes demonstrated specific inhibition of HCV IRES activity by SLRef RNA in mice hepotocytes. In summary, short RNA derived from HCV IRES was shown to bind with La protein and RPS5 to inhibit ribosome assembly on HCV IRES. Further, targeted delivery of SLRef RNA into mice liver using Sendai virosome resulted in inhibition of HCV RNA translation in mice hepatocytes. Characterizing the interaction of host proteins with antisense-5’UTR and 3’UTR and its significance in HCV replication Antisense-5’UTR and 3’UTR of HCV RNA are the sites of replication initiation. Hence, host proteins binding to both of these RNA sequences are potential candidates for regulation of HCV replication. In this study, we have investigated host proteins binding with antisense-5’UTR and 3’UTRof HCV RNA by performing UV cross-linking experiments with cytoplasmic extract of Huh7 cells, and found that a protein of ~42kDa protein interacts with both antisense-5’UTR and 3’UTR. Based on earlier report, we predicted that the ~42kDa protein could be hnRNPC1/C2. Results of UV cross-linking followed by immuno pull-down (UV-IP assay) and UV cross-linking experiments with recombinant hnRNPC1 protein confirmed that hnRNPC1 indeed binds to antisense-5’UTR and 3’UTR. Further, filter-binding experiments demonstrated that hnRNPC1 protein binds to 3’UTR with higher affinity compared to antisense-5’UTR. Subsequently, we investigated the regions within 3’UTR and antisense-5’UTR that interact with hnRNPC1protein. Results demonstrated that poly-(U/UC) region of 3’UTR and region containing stem-loops SL-IIIa’, SL-IIIb’, SL-IIIcdef’ and SL-IV’ in antisense-5’UTR were mostly involved in the interaction. Interestingly, studies with confocal microscopy suggested that hnRNPC1/C2 re-localizes from nucleus to cytoplasm upon JFH1 infection, which might in turn influence HCV replication. To investigate the role of hnRNPC1/C2 in HCV replication, partial silencing of hnRNPC1/C2 was performed in HCV cell culture system (JFH1) and results demonstrated that hnRNPC1/C2 is critical for HCV RNA synthesis. However experiments with HCV bicistronic RNA suggested that hnRNPC1/C2 does not play significant role in HCV translation. Taken together, results suggested that hnRNPC1/C2 re-localizes from nucleus to cytoplasm upon JFH1 infection and binds to HCV 3’UTR and antisense- 5’UTR to regulate HCV replication. In summary, this thesis provides novel insights into the interaction of host proteins with HCV RNA and its significance in HCV translation and replication. Inhibition of the ribosome assembly and consequent reduction in HCV translation with mutations interfering with IRES–RPS5 interaction, reported in the present study, unfolds the novel role of this interaction in HCV translation. Further, results obtained in the present study with a small RNA SLRef, derived from HCV IRES, provide proof of concept for using short RNAs to specifically inhibit HCV translation. In addition, studies of interaction of hnRNPC1/C2 with HCV RNA and its re-localization upon HCV infection sheds light on the significance of host–virus interaction in viral RNA replication.

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La protéine NS5A est essentielle pour la réplication et l'assemblage du virus de l'hépatite C (VHC), et elle constitue une cible thérapeutique prometteuse pour le développement d'antiviraux. Cependant, aucune fonction claire n'a encore été décrite pour NS5A, et les connaissances structurales restent limitées. Ainsi, nous avons caractérisé l'état intrinsèquement désordonné des domaines D2 et D3 de NS5A en décrivant leurs espaces conformationnels et leurs potentialités de repliement en combinant différentes méthodes biophysiques. Nous avons aussi mis en évidence la variabilité structurale du domaine D2 au sein des génotypes du VHC, ce qui pourrait être en rapport avec les différences de pathogénie et d'efficacité des thérapies observées selon les génotypes. L'interaction de D2 et D3 avec la cyclophiline humaine A (CypA) a été étudiée par résonance plasmonique de surface (SPR). Bien que des mutations au sein du domaine D2 rendent la réplication du VHC moins dépendante de la présence de CypA, ces mutations n'empêchent pas la liaison entre D2 et CypA. En revanche, elles induisent des perturbations structurales qui pourraient affecter la cinétique d'interconversion des conformères de D2. Nous avons montré par SPR que D2 et D3 interagissent avec le domaine de fixation à l'ADN du récepteur nucléaire FXR. Cette interaction pourrait inhiber la fixation de FXR sur sa cible ADN, suggérant une implication de NS5A dans la modulation de l'activité transcriptionnelle de ce récepteur nucléaire. L'ensemble de ces informations, nous a permis de proposer un modèle de la structure globale de NS5A permettant une meilleure compréhension des propriétés structurales et fonctionnelles de cette protéine énigmatique / NS5A is essential for HCV replication and particle assembly, and constitutes a very promising drug target. However, no clear function has yet been described for NS5A, and structural knowledge remains limited. We characterized the intrinsically disordered nature of NS5A domains D2 and D3, and describe their folding propensity and their overall conformational behaviour by combining different biophysical methods. We also highlighted the structural variability of D2 domain in HCV genotypes, which might be correlated with the disparities observed between genotypes in terms of pathogenesis and efficiency of therapies. The interactions between D2 and D3 with human cyclophilin A (CypA) was analysed by surface plasmon resonance (SPR). We showed that mutations in the D2 domain conferring resistance of HCV replication to CypA inhibitors did not prevent the interaction between D2 and CypA. However, they induce structural perturbations that may affect the kinetics of conformers interconversion of D2. We also showed by SPR that D2 and D3 interact with the of DNA-binding domain of the nuclear receptor FXR (farnesoid X receptor alpha). This interaction reduce the binding of FXR to its DNA target, suggesting an involvement of NS5A in the modulation of the transcriptional activity of FXR. All this data led us to propose a model of the overall structure of NS5A, which provides a useful template for a better understanding of structural and functional properties of this enigmatic protein

Alors que 30% du génome code pour des protéines membranaires, moins de 3% des structures protéiques dans la Protein Data Bank correspondent à ces protéines. En raison de leur nature hydrophobe, les protéines membranaires sont en effet très difficiles à produire dans des systèmes d'expression classique en cellules, notamment en bactéries. L'étude structurale des protéines membranaires du virus de l'hépatite C (VHC) sous forme entière et native a donc été pendant longtemps entravée. Le VHC est un virus à ARN positif dont le complexe de réplication est basé sur un réarrangement spécifique des membranes induit par l'action concertée de plusieurs protéines non structurales du virus dont NS2, NS4B et NS5A. La structure tridimensionnelle et le rôle de ces protéines dans la réplication virale sont encore mal connus. Pour surmonter les limitations qui empêchent leurs études structurales et fonctionnelles, un système d'expression acellulaire à base d'extrait de germe de blé a été développé avec succès, permettant la production des protéines NS2, NS4B et NS5A entières directement sous une forme solubilisée en présence de détergent. Ces protéines membranaires sont produites et purifiées par chromatographie d'affinité dans des quantités de l'ordre du milligramme. Des analyses par filtration sur gel indiquent que les échantillons obtenus sont homogènes. De plus, des analyses structurales par dichroïsme circulaire montrent que les protéines produites dans ce système sont bien repliées. Leur reconstitution dans des lipides est en cours d'optimisation. Le but ultime est en effet de déterminer leur structure par RMN du solide dans un environnement lipidique mimant l'environnement natif / While 30% of the genome encodes for membrane proteins, less than 3% of protein structures in the Protein Data Bank correspond to such proteins. Due to their hydrophobic nature, membrane proteins are indeed notoriously difficult to express in classical cell-based protein expression systems. The structural study of the membrane proteins of hepatitis C virus (HCV) in their full-length and native form has therefore been for long time hampered. HCV is a positive-strand RNA virus building its replication complex on a specific membrane rearrangement (membranous web), which serves as a scaffold for the HCV replicase, and is induced by the concerted action of several HCV non-structural proteins including NS2, NS4B and NSSA. The knowledge of the three- dimensional structure of these proteins and their role in virus replication is still limited. To overcome the limitations that prevent the structural and functional studies of these proteins, a wheat germ cell-free protein expression system has been developed. A production protocol was designed which allows us to directly obtain membrane proteins in a soluble form by adding detergent during the in vitro protein synthesis. A large number of mainly viral proteins were successfully expressed, and full protocols were developed for the full-length NS2, NS4B and NSSA proteins. These membrane proteins were produced and purified by affinity chromatography using a Strep-tag II in the milligram range. These protein samples are homogenous, as shown by gel filtration analysis. Moreover, structural analyses by circular dichroism showed that the proteins produced in the wheat germ cell-free system are well folded. Reconstitution of these proteins in lipids is currently under optimization. The ultimate goal is to determine their structure by solid-state NMR in a native-like membrane lipids environment

Células eucariotas usadas como plataforma de expressão de proteínas recombinantes são geralmente cultivadas com soro fetal bovino (SFB), porém, abordagens biotecnológicas atuais sobre cultura de células devem evitar o uso deste suplemento, devido a problemas de custo, variações entre os lotes e risco de contaminação. Assim, nosso objetivo foi expressar as proteínas recombinantes: GFP (proteína verde fluorescente), NS3 (proteína não estrutural 3 do vírus da hepatite C) e RVGP (glicoproteína do vírus da raiva) em células BHK-21 adaptadas em meios livres de soro fetal bovino (SFM) usando o sistema de expressão baseado no Semliki Forest Virus (SFV). Os resultados do presente trabalho mostraram que células adaptadas em SFM cresceram de forma eficiente, produziram mais partículas virais recombinantes de SFV do que células suplementadas com soro, sendo que estas partículas virais podem ser usadas diretamente para imunização, pois garantiram uma amplificação e expressão eficiente das diferentes proteínas dentro da célula hospedeira. / Eukaryotic cells are cultured with serum, however current biotechnological approaches of cell culture need to avoid using of this supplement, due to the high costs, lot-to-lot variation and risk of contamination. Thus, our aim was to express the recombinant protein: GFP (green fluorescent protein); NS3 (Hepatitis C virus non-structural protein 3) and RVGP (rabies virus glycoprotein) in BHK-21 cells cultured in serum free culture based on Semliki Forest Virus system. The results of this work showed that cells cultured in serum-free media (SFM) were grown efficiently, they were produce more recombinant viral particles when compared with cells supplemented with SFB. These viral particles can be used directly for immunization, since generated amplification and expression efficient of different proteins within the host cell.

Dans le monde, 58 millions de personnes sont chroniquement infectées par le virus de l'hépatite C (VHC). Depuis 2011, l'introduction des antiviraux à action directe a permis la guérison des infections chroniques chez la majorité des sujets traités (~95 %). Toutefois, les traitements sont coûteux et ne protègent pas contre les réinfections, d'où la nécessité de développer un vaccin prophylactique pour freiner efficacement l'épidémie du VHC. Environ 30% des primo-infections sont éliminées spontanément, représentant une occasion unique d'étudier les corrélats de l’immunité protectrice nécessaires pour le développement d’un vaccin efficace. Dans cette thèse, nous avons procédé à la définition des corrélats de l'immunité protectrice au cours des infections par le VHC primaires et subséquentes aux niveaux transcriptomique, clonotypique et fonctionnel à partir d’une cohorte d’utilisateurs de drogues par injection. Le premier objectif était de caractériser le répertoire de récepteurs des cellules T CD8 spécifique de l'épitope immunodominant et cross-réactif NS3 1073-1081 (CINGVCWTV) restreint par HLA-A2 au cours d’une primo-infection aiguë progressant vers une résolution spontanée ou une infection chronique. Nous avons identifié un ensemble de treize clonotypes publics, indépendamment de l'issue de l'infection. Plusieurs clonotypes publics avaient une longue durée de vie après résolution de l’infection et ont proliféré après réinfection par le VHC. En explorant les bases de données publiques, nous avons identifié plusieurs clonotypes partagés avec d'autres épitopes viraux restreints par HLA-A2, mais ils étaient de faible fréquence et de réactivité croisée limitée, suggérant un rôle limité des lymphocytes T CD8 cross-réactifs au cours de l'infection primaire par le VHC. Le deuxième objectif était de caractériser les signatures transcriptomiques longitudinales des cellules mononucléaires du sang périphérique totaux chez huit sujets ayant spontanément résolu deux infections consécutives par le VHC. Nous avons également comparé ces signatures avec un schéma vaccinal composé d'un vecteur à adénovirus de chimpanzé suivi d'un rappel utilisant la vaccine modifiée Ankara, exprimant tout deux les protéines non-structurales du VHC. Nous avons identifié une signature transcriptomique des plasmocytes au cours d'une réinfection aiguë, absente lors de l'infection primaire et après le rappel du vaccin. La résolution spontanée est associée à une expansion rapide des cellules B mémoires spécifiques de la glycoprotéine E2 chez 3 sujets et à une augmentation transitoire des anticorps neutralisants anti- E2 chez 6 sujets. Parallèlement, il y avait une augmentation de l'étendue et de l'ampleur des lymphocytes T spécifiques du VHC chez 7 sujets. En conclusion, nous avons identifié treize clonotypes publics uniques au VHC qui ont proliféré au cours des infections primaire et secondaire. La faible fréquence des clonotypes cross-réactifs suggère qu'ils ne sont pas des déterminants majeurs de l’issue de l’infection. De plus, nous avons observé une augmentation simultanée des réponses des lymphocytes B et T spécifiques du VHC au stade aiguë précoce, suggérant un rôle des deux bras de l’immunité adaptative dans la clairance de la réinfection du VHC. Nos résultats soutiennent l'idée de combiner deux stratégies vaccinales induisant à la fois une immunité à médiation cellulaire et une immunité humorale visant à prévenir les infections chroniques par le VHC. / Worldwide, 58 million individuals are chronically infected with hepatitis C virus (HCV). Since 2011, the introduction of direct acting antivirals enabled the cure of chronic HCV in the majority of treated subjects (~95%). However, direct-acting antivirals treatments are expensive and do not protect against reinfection, urging the need to develop a prophylactic vaccine to efficiently curb the HCV epidemic. Around 30% of acutely infected individuals will spontaneously clear the infection, representing a unique opportunity to study the correlates of immune protection needed to develop a potent vaccine. In this thesis, we proceeded to define the correlates of protective immunity during primary and sub-sequent HCV infections at the transcriptomic, clonotypic and functional levels using longitudinal peripheral blood mononuclear cells samples collected from a cohort of people who inject drugs (PWID). The first aim was to characterize the CD8 T cell receptor repertoire specific to the immunodominant and cross-reactive HLA-A2 restricted NS3 1073-1081 (CINGVCWTV) epitope during acute HCV in PWID progressing to either spontaneous resolution or chronic infection. We identified a set of thirteen public clonotypes in HCV-infected subjects irrespective of infection outcome. Several public clonotypes were long-lived in resolvers and expanded upon reinfection. By mining publicly available data, we identified several TCR clonotypes shared with other HLA-A2 restricted epitopes, but they were of low frequency and limited cross-reactivity, suggesting that they are not major determinants of infectious outcome. The second aim was to characterize longitudinal transcriptomic signatures using total peripheral blood mononuclear cells, as well as T and B cell recall responses in eight subjects who spontaneously resolved two successive episodes of HCV infection. Furthermore, we compared the transcriptomic signatures of primary and secondary resolving HCV infections, with an HCV nonstructural protein vaccine regimen of recombinant chimpanzee adenovirus 3 vector prime followed by modified vaccinia Ankara boost. We identified a plasma cell transcriptomic signature during early acute HCV reinfection that was absent in primary infection and following HCV vaccine boost. Spontaneous resolution of HCV reinfection was associated with rapid expansion of glycoprotein E2-specifc memory B cells in 3 subjects and transient increase in E2-specific neutralizing antibodies in 6 subjects. Concurrently, there was an increase in the breadth and magnitude of HCV-specific T cells in 7 subjects. In conclusion, we identified thirteen new public CD8+ TCR clonotypes unique to HCV that expanded during acute infection and reinfection. The low frequency of crossreactive TCRs suggests that they are not major determinants of infectious outcome. Moreover, we observed a concurrent increase of HCV-specific B and T cell responses early during acute HCV reinfection at the transcriptomic and functional levels, suggesting a role for both arms of the adaptive immune response in HCV reinfection clearance. Our results support the combined T and B cell-based vaccine strategy aimed at preventing chronic HCV infections.