Plusieurs aspects de la réponse immunitaire sont dérégulés de manière irréversible au cours de la phase aiguë de l'infection par le virus de l’immunodéficience de type 1 (VIH-1) menant à une activation immunitaire élevée et une inflammation généralisée impliquées dans l’épuisement du système immunitaire et la progression de la maladie. Nos travaux précédents ont mis en évidence une production plus élevée de vésicules extracellulaires (VE) appelées exosomes par les cellules dendritiques (CD) exposées au VIH-1. Ces exosomes ayant un effet pro-apoptotique sur les lymphocytes T CD4 (LT CD4), ils peuvent ainsi accentuer la déplétion de ces cellules, déjà initiée par l’infection elle-même. Produites par une grande variété de cellules et libérées dans de nombreux fluides corporels, les VE sont le reflet de leur cellule d’origine et peuvent transporter des protéines mais aussi du matériel génétique (ARN, microARN) aux cellules voisines faisant d’elles des messagers essentiels à la communication intercellulaire. De par leur contenu, les VE sont impliquées dans différents processus biologiques dont la modulation de la réponse immunitaire. En s’appuyant sur ces données et sur l’implication des microARN dans la modulation des réponses immunitaires, l’hypothèse du rôle des VE dans la mise en place et l’entretien des perturbations immunitaires associée à la pathogenèse au VIH-1, notamment via leur contenu en microARN, a émergé. Mes travaux de doctorat ont montré un profil en VE plasmatiques spécifique associé au statut clinique des sujets infectés par le VIH-1. La quantité et la taille des VE retrouvées dans le plasma de sujets infectés non traités sont plus élevées que chez les individus contrôles et corrèlent avec la déplétion en LT CD4 ou la baisse du ratio CD4/CD8, considérés comme des marqueurs de l’évolution de la maladie, soulignant le potentiel biomarqueur des VE dans la progression de l’infection. De plus, ces données révèlent un enrichissement des VE en microARN, dont le miR-155, auparavant décrit dans la modulation de différentes réponses immunitaires. L’inoculation subséquente d’une production virale enrichie en VE miR-155-positives dans un modèle de souris humanisées a mis en évidence la contribution du miR-155 vésiculaire dans le développement des perturbations immunitaires et la progression de la pathogenèse associée à l’infection par le VIH-1. Ainsi, une meilleure compréhension des mécanismes participant à l’enrichissement du miR-155 dans les VE permettrait éventuellement un contrôle de l’épuisement immunitaire caractéristique de l’infection par le VIH-1 et, à plus long terme, ouvrirait de nouvelles perspectives pour le développement de thérapies. / Several aspects of the immune response are irreversibly dysregulated during the acute phase of HIV-1 infection leading to a generalized immune activation and inflammation which are involved in immune cells depletion and disease progression. Our previous work revealed a higher production of extracellular vesicles (EVs) called exosomes by HIV-1 pulsed dendritic cells (DCs). These exosomes displayed pro-apoptotic effect on CD4 T lymphocytes (CD4 TL), and thus increase the depletion of these cells, already initiated by the infection itself. Produced by a wide variety of cells and released into body fluids, EVs, which reflect cellular origin, are believed to function as messengers in intercellular communication delivering proteins and genetic material (RNA, microRNA) to neighboring cells. By their content, EVs are involved in various biological processes including the modulation of immune responses. Based on these data and the involvement of microRNAs in immune response modulation, the hypothesis assuming the role of EVs in the establishment and maintenance of immune disruptions during HIV-1 pathogenesis, notably through their microRNA content, has emerged. My doctoral research showed a specific profile of plasma EVs associated with clinical status of HIV-1 infected patients. The amount and size of EVs present in the plasma of HIV-1- infected patients’ naïve for treatment were higher than those from healthy individuals and correlate with CD4 TL depletion or CD4/CD8 ratio decrease, which are considered markers of disease progression. These data highlight the biomarker potential of EVs. Furthermore, microRNAs are enriched in EVs, including miR-155, previously described in different immune responses. Subsequent inoculation of EV-borne miR-155-enriched-virus in a humanized mouse model revealed that vesicular miR-155 can contribute to the development of immune disruptions and the progression of HIV-1-associated pathogenesis. To conclude, a greater understanding of the mechanisms involved in miR-155 enrichment in EVs would help to control the immune exhaustion characteristic of HIV-1 infection and, on long-term, would open new perspectives for therapies.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2023 / En l'absence de thérapie antirétrovirale (ART), le VIH conduit à de nombreuses perturbations physiologiques compliquant le quotidien des personnes infectées. Sous ART, l'établissement précoce et la persistance de réservoirs viraux (RV) est un obstacle majeur à l'éradication virale. Ces RV sont à l'origine des rebonds virémiques après l'interruption de traitements (ATI). Dans le sang et les ganglions périphériques, facilement accessibles chez l'homme, la pathogenèse virale a largement été étudiée. Ainsi, nous avons utilisé le modèle du macaque rhésus (RM) infecté par le virus de l'immunodéficience simienne (VIS) afin d'étudier la pathogenèse au sein des tissus viscéraux. Premièrement, nous avons analysé l'infection des cellules immunitaires de la rate et de l'intestin, ainsi que leur contribution dans le maintien des RV. Nous avons ensuite étudié l'impact de l'infection sur les tissus hépatiques et pulmonaires, en focalisant sur le rôle des macrophages tissulaires. Enfin, une analyse phénotypique et transcriptomique des lymphocytes T CD4 (LT CD4) du foie ont été réalisées. Mes travaux ont démontré que les monocytes/macrophages de la rate, de l'intestin, du foie et des poumons sont des cibles virales en l'absence de traitement, et peuvent produire du virus infectieux. Toutefois, les LT CD4 restent les cibles virales principales. En plus des désordres métaboliques hépatiques et pulmonaires, l'infection conduit à une forte expression de gènes associés à la réponse inflammatoire, interféron, et aux dommages tissulaires. Concomitamment, nous avons observé l'émergence de LT CD4 hépatiques exprimant des molécules pro-fibrotiques, ayant une machinerie mitochondriale altérée et un métabolisme lipidique accrue. Nous avons également démontré qu'une ART administrée au quatrième jour d'infection prévient l'infection des monocytes/macrophages de la rate, de l'intestin et du sang, mais que du virus résiduel peut persister dans les macrophages résidents CD206+ du foie et des poumons. La persistance virale est également observée dans les LT CD4 de la rate, faisant de cet organe un réservoir anatomique majeur. La ART précoce réduit efficacement l'inflammation, mais l'expression de gènes liés aux dommages tissulaires et aux altérations métaboliques persiste dans les poumons. Après ATI, le rebond viral plasmatique est associé à l'infection rapide des tissus viscéraux. Les LT CD4 du sang, de la rate et de l'intestin sont prioritairement et majoritairement infectés que les monocytes/macrophages. Ces derniers constituent donc des cibles secondaires du virus après l'arrêt d'une ART précoce. L'ensemble de ces travaux a permis d'apporter une compréhension plus exhaustive sur la dissémination virale précoce dans les tissus viscéraux et des impacts physiologiques associés. Les études réalisées dans cette thèse ont mis en lumière la contribution des monocytes/macrophages et des LT CD4 viscéraux dans le maintien des RV. L'apport de ces nouvelles connaissances pourrait à la fois servir à l'amélioration de la prise en charge des personnes vivant avec le VIH, et aussi à développer des stratégies thérapeutiques ciblant les cellules réservoirs viscérales. / In the absence of antiretroviral therapy (ART), HIV leads to several physiological disorders complicating the daily lives of infected people. Under ART, the early establishment and persistence of viral reservoirs (VRs) is a major obstacle to viral eradication. These VRs cause the viral rebounds observed after ART interruption (ATI). In blood and peripheral lymph nodes, easily accessible in humans, viral pathogenesis has been widely studied. Thus, we used the rhesus macaque (RM) model infected with the simian immunodeficiency virus (SIV) to study the pathogenesis within visceral tissues. First, we analyzed the infection of immune cells of the spleen and the intestine, as well as their contribution in the maintenance of VRs. We then studied the impact of infection on hepatic and pulmonary tissues, focusing on the role of tissue macrophages. Finally, a phenotypic and transcriptomic analysis of liver CD4 T cells were performed. My work demonstrated that monocytes/macrophages from the spleen, intestine, liver and lungs are viral targets in the absence of treatment, and can produce infectious virus. However, CD4 T cells remain the priority viral targets. In addition to hepatic/pulmonary metabolic disorders, infection leads to high expression of genes associated with inflammatory response, interferon response, and tissue damage. Concomitantly, we observed the emergence of hepatic CD4 T cells expressing pro-fibrotic molecules, with altered mitochondrial machinery and increased lipid metabolism. We also demonstrated that ART administered on the fourth day of infection prevents infection of monocytes/macrophages of the spleen and intestine, as well as the blood, but that residual virus may persist in resident CD206+ macrophages of the liver and lungs. Viral persistence is also observed in splenic CD4 T cells, making the spleen a major anatomical viral reservoir. Furthermore, early ART efficiently reduces inflammation, but expression of genes associated with tissue damage and metabolic alterations persists in the lung. After ATI, plasma viral rebound is associated with rapid infection of visceral tissues. CD4 T cells of the blood, spleen and intestine are primarily and predominantly infected than monocytes/macrophages. The latter therefore constitute secondary viral targets after early ART discontinuation. Together, these works have provided a more comprehensive understanding of viral dissemination in visceral tissues and the associated-physiological impacts. The studies of this thesis highlighted the contribution of monocytes/macrophages and visceral CD4 T cells in the maintenance of VRs. These new insights could be useful for improving the care of people living with HIV, but also for developing new therapeutic strategies targeting visceral reservoir cells.