Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'hépatite C est un problème de santé publique majeur aggravé par l'efficacité limitée des thérapies actuelles et l'absence de vaccin. Il est donc important d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles et pour cela une meilleure connaissance du cycle infectieux du virus de l'hépatite C (VHC) est indispensable. Comme pour de nombreux autres virus à ARN de polarité positive, l'étape de réplication du VHC est associée à d'importants remaniements membranaires qui conduisent à la formation d'un réseau membranaire désigné membranous web et de structures membranaires plus petites associées au reticulum endoplasmique. Cependant, la formation des complexes de réplication du VHC, en association étroite avec ces membranes cellulaires modifiées reste énigmatique. Au niveau cellulaire, de petites GTPases sont connues pour réguler la dynamique des membranes. Nos travaux montrent que l'infection par le VHC est inhibée, de façon dose-dépendante, par la bréfeldine A (BFA), un inhibiteur spécifique de l'action de GTPases de la famille ARF. L'activation des petites GTPases ARF est médiée par des facteurs d'échange nucléotidiques. En utilisant des ARN interférants ciblant les trois facteurs d'échange nucléotidique sensibles à la BFA nous avons observé que seule la réduction de l'expression de l'un d'entre eux, appelé GBF1, inhibe l'infection par le VHC. Ces résultats ont été confirmés par l'utilisation d'un inhibiteur chimique spécifique. D'autre part, la surexpression d'un mutant de GBF1 résistant à la BFA permet de restaurer l'infection par le VHC en présence de BFA. Par ailleurs, des analyses en immunofluorescence et microscopie électronique réalisées dans un contexte non réplicatif montrent que la BFA n'inhibe pas les réarrangements membranaires associés à la mise en place du membranous web. Collectivement nos résultats suggèrent que GBF1 est impliqué dans l'activité des complexes de réplication du VHC et notre travail établit un lien entre la voie de sécrétion de la cellule hôte et la réplication de l'ARN du VHC.

Les bracovirus forment une symbiose avec les guêpes parasitoïdes, demeurant dans leur génome et produits uniquement dans leurs ovaires. Nous avons caractérisé comment les cercles d’ADNdb contenu dans les particules étaient amplifiés depuis leur forme provirale avant leur encapsidation.Nous avons montré que le site d’intégration du génome viral est conservé chez les bracovirus et organisé dans le génome de la guêpe en un macrolocus regroupant la majorité des segments proviraux et 7 loci isolés. Nous avons mis en évidence 12 unités de réplication (UR) et que les 9 gènes viraux du cluster nudiviral étaient amplifiés sur une UR sans être encapsidés. Nous avons identifié des concatémères tête-tête et queue-queue comme étant les intermédiaires de réplication des UR, caractéristiques d’une réplication linéaire du génome viral. Enfin, nous avons montré que l’ADN polymérase B2 appartenait à un élément Maverick. L’absence de gènes viraux de la réplication du génome viral semble indiquer que la machinerie réplicative cellulaire serait impliquée. Il reste maintenant à mettre en évidence les différents facteurs cellulaires participant à l’amplification du génome viral. / Bracovirus form a symbiosis with parasitoid wasp, remaining in their genome and products only in their ovaries. We characterized how packaged dsDNA circles were amplified from their proviral genome before packaging in viral particles.We showed that viral genome integration site is conserved in bracovirus and organized in the wasp genome in a macrolocus where the majority of proviral segments was found and 7 isolated loci. We showed 12 replication units (UR) and the 9 nudiviral genes from cluster were amplified on a UR without being packaged. We identified concatemers head-head and tail-tail as the replication intermediates of UR, indicating a linear replication of the viral genome. Finally, we showed that DNA polymerase B2 belonged to a Maverick element.The absence of viral gene involved in the genome replication suggests that the cellular replication machinery is involved. It remains to highlight the different cellular factors involved in the amplification of the viral genome.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

GBF1 a émergé autant que facteur cellulaire nécessaire pour la réplication de plusieurs virus à ARN. Au cours de l’infection par le virus de l’hépatite C (VHC), GBF1 est essentiel pour les étapes précoces de la réplication, bien qu’il soit dispensable lorsque celle-ci est établie. Afin de mieux comprendre la fonction de GBF1 dans la régulation de l'infection par le VHC, nous avons tenté d’explorer les interactions entre GBF1 et les protéines du VHC. Ainsi, grâce à l’approche du double hybride en levure et par co-immunoprécipitation et par PLA (proximity ligation assay), nous avons pu montrer que NS3 interagit avec GBF1. De plus, NS3 semble interférer avec la localisation subcellulaire de GBF1 dans des cellules exprimant NS3. Cette interaction a été retrouvée entre le domaine protéase de NS3 et Sec7, le domaine catalytique de GBF1. Un crible sur des mutations altérant l’interaction GBF1-NS3, par double hybride en levure, a permis révéler un mutant NS3 (N77D de la souche Con1) qui est non-réplicatif malgré une activité protéase bien conservée. De plus, le résidu muté est exposé à la surface, ce qui suggère qu’il pourrait appartenir à la zone d’interaction de NS3 avec GBF1. La mutation correspondante dans la souche JFH1 produit le même phénotype que la souche Con1 du VHC. L’ensemble des résultats révèlent l’existence d’une interaction entre GBF1 et NS3 et suggèrent qu’une altération de cette interaction est délétère pour la réplication du VHC. / GBF1 has emerged as a host factor required for the replication of RNA viruses of different families. During the hepatitis C virus (HCV) life cycle, GBF1 performs a critical function at the onset of replication, but is dispensable when the replication is established. To better understand how GBF1 regulates HCV infection, we have looked for interactions between GBF1 and HCV proteins. NS3 was found to interact with GBF1 in yeast two-hybrid, in co-immunoprecipitation and in proximity ligation assays, and to interfere with GBF1 function and alter GBF1 intracellular localization in cells expressing NS3. The interaction was mapped to the Sec7 domain of GBF1 and the protease domain of NS3. A yeast two-hybrid screen for mutations altering NS3-GBF1 interaction yielded an NS3 mutant (N77D, Con1 strain) that is non-replicative despite conserved protease activity. The mutated residue is exposed at the surface of NS3, suggesting it could be part of the domain of NS3 that interacts with GBF1. The corresponding mutation in JFH-1 strain (S77D) produces the same phenotype. Our results provide evidence for an interaction between NS3 and GBF1 and suggest that an alteration of this interaction is detrimental to HCV replication.

La pneumonie est la première cause de mortalité chez l'enfant dans le monde. Elle peut être provoquée par un certain nombre d'agents pathogènes connus mais 15 à 35% des pneumonies de l'enfant restent encore non renseignées d'un point de vue étiologique. L'utilisation d'un test moléculaire de découverte de nouveaux pathogènes nous a permis de découvrir de nouvelles espèces de Torque Teno Mini Virus (TTMV, Anelloviridae), nommées TTMV-LY, dans trois épanchements pleuraux provenant d'enfants hospitalisés avec une pleuro-pneumopathie, dont l'étiologie demeurait inconnue. Les TTMV sont des virus ubiquitaires dont l'implication dans une pathologie reste à déterminer. Les voies respiratoires ayant précédemment été décrites pour être un site d'infection des anellovirus, nous avons entrepris de caractériser ces nouveaux virus, ainsi que d'étudier leur potentiel rôle dans la pathogénèse.Les génomes complets de TTMV-LY ont été isolés, caractérisés puis répliqués in vitro. La réponse des cellules épithéliales alvéolaires, ainsi que des cellules présentatrices d'antigènes (CPA), impliquées dans l'inflammation, a été étudiée après infection par les virions néo-synthétisés.Ces travaux ont démontré que : i) les TTMV-LY peuvent coloniser les poumons en profondeur, ii) les cellules pulmonaires sont permissives aux TTMV-LY et permettent une réplication virale efficace, iii) l'infection virale module les réponses cellulaires et immunitaires des cellules pulmonaires en induisant des dérégulations de l'expression génique et la production de médiateurs inflammatoires, iv) les TTMV-LY seraient capables d'interagir avec les CPA et de réguler ainsi différentiellement le processus inflammatoire.L'ensemble de ces résultats ont permis de mettre en évidence une implication potentielle des TTMV-LY dans la pathogénèse des pneumopathies, et souligné la complexité des mécanismes biologiques mis en jeu lors de l'infection par les virus de cette famille.

Le virus de la maladie de Marek (MDV) est un alphaherpesvirus à l’origine du développement de lymphomes chez les volailles. A ce jour, l’origine du développement des tumeurs induites par le MDV est encore peu connue malgré l’identification de plusieurs oncoprotéines virales. Au vu de l’implication des dommages à l’ADN dans la pathogenèse de plusieurs virus notamment les herpesvirus, mon projet de thèse avait pour objectif de déterminer l’impact de l’apparition de lésions d’ADN sur le cycle viral du MDV. Nous avons montré que l’infection cytolytique de MDV s’accompagne d’une accumulation de lésions dans l’ADN cellulaire de lymphocytes et cellules fibroblastiques de poulet. La phase de latente de l’infection MDV n’affecte pas l’intégrité de l’ADN des lymphocytes alors que la réactivation du virus conduit à l’apparition de lésions d’ADN. De plus, en utilisant une approche originale in vivo, nous avons confirmé le rôle essentiel de la protéine virale VP22 dans l’induction de ces dommages. Nous avons pu établir que l’induction des dommages à l’ADN au cours de l’infection et/ou la réponse cellulaire engendrée sont non seulement favorables à la réplication du virus mais également que l’apparition de ces lésions est étroitement liée au pouvoir oncogène du MDV. / Marek’s disease virus (MDV) is an alphaherpesvirus responsible of T lymphoma in chickens. Mechanisms leading to cellular transformation mediated by MDV are still incompletely understood. DNA damage and the associated cellular response participate actively in the life cycle of viruses, especially herpesviruses. Here, we aimed at deciphering the role of DNA damages in MDV pathogenesis. We show that MDV lytic infection leads to DNA lesions in lymphocytes and fibroblasts of chickens. Moreover, we demonstrated that MDV latently-infected lymphocytes exhibits undamaged DNA whereas MDV reactivation leads to an onset of DNA lesions. Also, using an original in vivo approach, we objectified the role of VP22 on DNA damages induction. Finally, we established that DNA damage and/or the associated DNA damage response are not only benefic to MDV replication but also that the DNA lesions onset might participate to MDV oncogenicity.

Le syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est une des maladies les plus dévastatrices économiquement pour l'industrie mondiale du porc. L'agent étiologique du SRRP est le virus du SRRP (VSRRP) lequel est connu pour avoir une spécificité d'hôte très restreinte et pour sa transmission par voie aerosol. Les antigènes et les ARN du VSRRP ont été trouvés dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire de porcs infectés par le virus. L’interaction entre les macrophages alvéolaires porcins (PAMs) et le VSRRP a été démontrée comme jouant un rôle important dans l’infection causée par le virus. Malgré cela, l’interaction prenant place entre les cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin et le virus ne devrait pas être négligée. Jusqu’à présent, la réplication du VSRRP in vitro dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin n’a pas été conduite avec succès et les tentatives pour le faire ont échoué. Une nouvelle lignée de cellules épithéliales de poumon de porc (SJPL) est maintenant disponible et sera utilisée dans cette étude afin de déterminer si elle est permissive à la réplication du VSRRP et si elle peut être un modèle approprié pour l’étude de la pathogénèse virale du VSRRP. L’expérimentation a démontré que cette nouvelle lignée cellulaire était permissive à l’infection et à la réplication du VSRRP. Afin de corroborer ces résultats, la cinétique de réplication du virus à été effectuée avec les cellules MARC-145 et SJPL. Aucune différence significative dans la production virale totale n’a été trouvée entre les deux lignées cellulaires. Les cellules SJPL ont permis la réplication de plusieurs souches Nord-Américaines du VSRRP, quoiqu’elles sont légèrement moins efficaces que les cellules MARC-145 pour l’isolement du virus. De plus, les cellules SJPL sont phénotypiquement différentes des cellules MARC-145. Plus précisément, les cellules SJPL sont plus sensibles à l’activation par le VSRRP des pro-caspases 3/7 et plusieurs inducteurs apoptotiques. Elles ont également montré de 8 à 16 fois plus de sensibilité à l’effet antiviral causé par l’IFN-α sur la réplication du virus contrairement aux cellules MARC-145. Ces résultats démontrent que les cellules SJPL pourraient représenter un substitut intéressant aux cellules MARC-145 pour la production d’antigènes pour un vaccin anti-VSRRP. Également, dû à leurs origines (poumon de l’hôte naturel), elles pourraient s’avérer être un modèle in vitro plus approprié pour l’étude de la pathogénèse du VSRRP. / Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) is one of the most economically devastating diseases for the pig industry worldwide. The etiological agent of PRRS is the PRRS virus (PRRSV), which is known to have a very restricted host specifity and to be airborne transmitted. PRRSV RNAs and antigens were found in epithelial cells of the respiratory tract of swine in PRRSV-infected pigs. Even if the interaction between porcine alveolar macrophages (PAMs) and PRRSV plays an important role in the PRRSV infection, the role of the interaction between epithelial cells of the swine respiratory tract and PRRSV should not been neglected. However, no epithelial cells of the swine respiratory tract have been demonstrated to allow PRRSV replication in vitro and attempts to generate such a cell line have failed. The goal of this study is to determine whether epithelial cells of the swine respiratory tract are permissive to PRRSV replication and are a suitable model for studying the viral pathogenesis of PRRSV. We have discovered that the SJPL cell line, an epithelial cell line of the respiratory tract of swine, is permissive to PRRSV infection and replication. To corroborate these results, PRRSV replication kinetics were evaluated in a subclone of the African green monkey kidney MA104 cells (MARC-145), which has been known to be fully permissive to PRRSV infection and replication, and in SJPL cells. No significant difference was found between the two cell lines for overall viral production. Moreover, the SJPL cells were able to permit the replication of several PRRSV North-American strains but they were slightly less efficient for virus isolation than MARC-145 cells. In addition, SJPL is phenotypically different from MARC-145. Specifically, the SJPL cells were more sensitive to procaspases 3/7 activation by PRRSV and several apoptotic inducers compared to MARC-145 cells. In addition, the SJPL cells showed 8 to 16 times more sensitivity to the antiviral effect of IFN-α against PRRSV replication than MARC-145 cells. Altogether, the SJPL cells could be an interesting substitute to MARC-145 cells for PRRSV vaccine antigen production, and could be a more relevant in vitro model, because of their origin (lung of the natural host), to study the pathogenesis of PRRSV.

La pneumonie est la première cause de mortalité chez l’enfant dans le monde. Elle peut être provoquée par un certain nombre d’agents pathogènes connus mais 15 à 35% des pneumonies de l’enfant restent encore non renseignées d’un point de vue étiologique. L’utilisation d’un test moléculaire de découverte de nouveaux pathogènes nous a permis de découvrir de nouvelles espèces de Torque Teno Mini Virus (TTMV, Anelloviridae), nommées TTMV-LY, dans trois épanchements pleuraux provenant d’enfants hospitalisés avec une pleuro-pneumopathie, dont l’étiologie demeurait inconnue. Les TTMV sont des virus ubiquitaires dont l’implication dans une pathologie reste à déterminer. Les voies respiratoires ayant précédemment été décrites pour être un site d'infection des anellovirus, nous avons entrepris de caractériser ces nouveaux virus, ainsi que d’étudier leur potentiel rôle dans la pathogénèse.Les génomes complets de TTMV-LY ont été isolés, caractérisés puis répliqués in vitro. La réponse des cellules épithéliales alvéolaires, ainsi que des cellules présentatrices d’antigènes (CPA), impliquées dans l’inflammation, a été étudiée après infection par les virions néo-synthétisés.Ces travaux ont démontré que : i) les TTMV-LY peuvent coloniser les poumons en profondeur, ii) les cellules pulmonaires sont permissives aux TTMV-LY et permettent une réplication virale efficace, iii) l’infection virale module les réponses cellulaires et immunitaires des cellules pulmonaires en induisant des dérégulations de l’expression génique et la production de médiateurs inflammatoires, iv) les TTMV-LY seraient capables d’interagir avec les CPA et de réguler ainsi différentiellement le processus inflammatoire.L’ensemble de ces résultats ont permis de mettre en évidence une implication potentielle des TTMV-LY dans la pathogénèse des pneumopathies, et souligné la complexité des mécanismes biologiques mis en jeu lors de l’infection par les virus de cette famille. / Pneumonia is the leading cause of death in children worldwide. It can be caused by a number of known pathogens, but 15-35% of childhood pneumonia are still not associated with an etiologic agent. A pathogen discovery assay allowed us to identify new species of Torque Teno Mini Virus (TTMV, Anelloviridae), named TTMV-LY, in three undiagnosed pleural effusions from children hospitalized with parapneumonic empyema. TTMV are ubiquitous orphan viruses, and their involvement in pathogenesis remains unknown. The respiratory tract was previously described to be a site of anellovirus detection. We investigated the role of these new species in the pathogenesis of severe pneumonia.Full-length TTMV-LY genomes were isolated and in vitro replicated. The response of alveolar epithelial cells, and antigen presenting cells (APC), both involved in the inflammation process, was studied after infection with neo-synthesized virions.This study showed for the first time that: i) TTMV-LY can deeply colonize lungs, ii) alveolar epithelial cells are permissive to the TTMV-LY and allow an efficient replication, iii) viral infection modulates cellular and innate immune responses of alveolar epithelial cells, by inducing gene expression deregulations and inflammatory mediators production, iv) TTMV-LY are able to interact with APC and thereby regulate differentially their inflammatory process.All these results allowed to highlight a potential involvement of TTMV-LY in the pathogenesis of severe pneumonia and brought out the complexity of the biological mechanisms taking place during infection by viruses of this family.