Au sein des mycoplasmes pathogènes pour l’homme, il existe des mycoplasmes à tropisme respiratoire, parmi lesquels M. pneumoniae, et d’autres dont le tropisme est la sphère urogénitale, comme M. genitalium. M. genitalium est un agent émergent dont l’épidémiologie est encore mal connue. Il est responsable d’infections sexuellement transmissibles, urétrites chez l’homme et cervicites chez la femme. M. pneumoniae est responsable d’infections respiratoires aiguës chez l’enfant et l’adulte jeune. M. genitalium est une espèce extrêmement fastidieuse dont la culture est exceptionnelle à partir de prélèvements de patients. Dans le but d'enrichir notre collection de prélèvements positifs pour M. genitalium un protocole de recherche clinique (FeminIST) proposant un dépistage systématique par PCR du portage de M. genitalium chez les femmes infectées par le VIH de la cohorte Aquitaine a été mis en place. Les méthodes génotypiques ont été largement appliquées pour le typage moléculaire des Mollicutes, mais peu de méthodes simples, automatisées et discriminantes l’ont été à M. genitalium et M. pneumoniae. La MLVA (« Multi-Locus Variable-Number of Tandem-Repeats Analysis ») est une méthode qui analyse le polymorphisme associé aux répétitions en tandem, présentant de nombreux avantages, comme un pouvoir discriminant élevé et la possibilité d’être réalisée directement à partir des prélèvements. Cette technique a été appliquée à M. genitalium et M. pneumoniae et comparée aux méthodes de typage déjà disponibles. Six et cinq VNTR ont été respectivement identifiés comme discriminants pour M. genitalium et M. pneumoniae. Les PCR ont été multiplexées et les amorces marquées pour faciliter et automatiser l’analyse réalisée par électrophorèse capillaire. La méthode a été réalisée sur notre collection de 265 souches cliniques de M. pneumoniae et directement à partir de 123 prélèvements positifs de M. genitalium. La MLVA a permis de typer 89,4 % des prélèvements positifs pour M. genitalium et toutes les souches de M. pneumoniae. Elle s’est révélée plus discriminante que les autres méthodes pour les deux espèces. Les représentations hiérarchiques des résultats confirment l’hétérogénéité de l’espèce M. genitalium et, en revanche, l’homogénéité de l’espèce M. pneumoniae. En résumé, la MLVA s’avère être un outil de typage moléculaire performant pour M. genitalium et M. pneumoniae donnant des résultats facilement échangeables entre laboratoires. / Human pathogenic mycoplasmas include respiratory tract species, such as M. pneumoniae and urogenital species, such as M. genitalium. M. genitalium is an emerging agent for which epidemiology is unclear. It is involved in sexually transmitted infections, mainly urethritis in men and cervicitis in women. M. pneumoniae is responsible for acute respiratory infections especially in children. M. genitalium is a fastidious species for which culture remains extremely difficult. In order to extend our collection of samples positive for M. genitalium, a clinical research study (FeminIST) was conducted. It consisted in a PCR screening for M. genitalium in the urogenital tract of HIV-infected women of the Aquitaine cohort. Genotyping methods have been widely applied to Mollicutes, but few simple and automatized methods have been developed for M. genitalium and M. pneumoniae. The MLVA (Multi-Locus Variable-Number Tandem-Repeats Analysis) method analyzes the genome polymorphism associated with tandem repeats. Its advantages are a high discriminatory power and the possibility of being used directly from clinical samples. This technique was applied to M. genitalium and M. pneumoniae and compared with other available genotyping methods. Six and five VNTR were selected for M. genitalium and M. pneumoniae, respectively. The use of multiplex PCR and capillary electrophoresis enabled a high-throughput analysis and allowed an easy interpretation of the results. The method was applied to our collection of 265 M. pneumoniae clinical strains and used directly from 123 clinical samples positive for M. genitalium. 89.4% of M. genitalium PCR-positive samples and all the M. pneumoniae isolates were amplified and typed. We showed a higher discriminatory power for our MLVA than for other genotyping methods, without the need of a fastidious sequencing step. The hierarchical representation of results confirms the M. genitalium species heterogeneity and the M. pneumoniae species homogeneity. MLVA appears to be a good tool for molecular typing of these two mycoplasma species, allowing an easy exchange of data between laboratories.

Les Virus de l'Immunodéficience Humaine (VIH) sont le résultat de plusieurs transmissions inter-espèces de SIV (Virus de l'Immunodéficience Simienne) de Primates Non Humains (PNH) à l'Homme. Les SIV les plus proches du VIH-1 sont le SIVcpz et le SIVgor qui infectent naturellement les chimpanzés et les gorilles. Les SIVsmm retrouvés chez les mangabés enfumés d'Afrique de l'Ouest sont les plus proches du VIH-2. Actuellement, au moins 13 transmissions du singe à l'Homme ont été documentées, 4 à l'origine des 4 groupes du VIH-1 (groupe M, N, O et P) et 9 pour le 9 VIH-2 (A-I). La question du réservoir à l'origine du VIH-1 chez l'Homme est partiellement résolue. Les chimpanzés, Pan troglodytes troglodytes, du sud-est et centre sud du Cameroun sont respectivement les réservoirs du VIH-1 M pandémique chez l'Homme ainsi que du VIH-1 groupe N. En ce qui concerne les groupes O et P, il n'y a actuellement pas de réponse définitive. Les SIVgor sont bien les virus les plus proches phylogénétiquement des VIH-1 O et P. Cependant, de plus amples recherches sont nécessaires pour identifier les ancêtres directs des variants O et P. Ces recherches supplémentaires aideront aussi à élucider l'origine du SIVgor chez les gorilles, et à savoir si ce sont les gorilles qui ont transmis les virus O et/ou P à l'Homme, ou s'il existe toujours un réservoir des ancêtres O et P chez les chimpanzés. Des études supplémentaires sont aussi nécessaires afin de mieux comprendre les mécanismes d'adaptation à un nouvel hôte et l'impact des infections SIV chez les grands singes. Dans ce but, l'étude du récepteur accessoire pour le VIH, l'intégrine α4β7, pourrait aussi jouer un rôle pour l'infection du SIV/VIH. Cette intégrine facilite également la migration du virus vers l'intestin. Une étude récente a montré des substitutions d'acides aminés chez les Primates du Nouveau Monde (PNM) qui empêche l'adhérence du liant. Ainsi, les polymorphismes de cette intégrine et son rôle dans l'infection SIV chez les Primates de l'Ancien Monde (PdAM) sont encore inconnus. L'objectif majeur de cette thèse était de mieux documenter et mieux comprendre l'infection SIV chez les gorilles sauvages en Afrique Centrale. Sur plus de 6.000 échantillons testés, nous avons constaté que seuls les gorilles (Gorilla gorilla gorilla) du sud Cameroun sont infectés par le SIVgor. Parmi eux, nous avons identifié les ancêtres du VIH-1 P chez des populations du sud-ouest Cameroun. Nous avons aussi mis en évidence que les gorilles sont à l'origine du VIH-1 groupe O. Les analyses fonctionnelles du facteur de restriction APOBEC3G ont montré que celui-ci protège les gorilles des infections SIVcpz, expliquant en partie la faible prévalence de SIVgor. Nous avons évalué une nouvelle technologie sérologique, le Luminex®, en utilisant des antigènes spécifiques de la lignée SIVgor. Ces résultats ont été comparés avec ceux que nous pouvons obtenir avec l'INNO-LIATM qui est une technique de référence basée sur des réactions croisées entre anticorps SIV et antigènes VIH-1. Nous avons aussi évalué la faisabilité de la technologie de séquençage de deuxième génération Illumina® pour étudier les viromes de deux gorilles. Nous n'avons pas pu obtenir la séquence du SIVgor dans l'échantillon de l'individu infecté. Cependant, en comparant les résultats obtenus entre les deux gorilles étudiés, nous avons pu constater un probable déséquilibre de la réplication des virus entériques seulement pour le gorille infecté par le SIVgor. Enfin, nous avons décrit la diversité de la sous-unité α4 de l'intégrine α4β7 chez les PdAM. En conclusion, ces travaux de thèse ont apporté de nouvelles connaissances majeures sur l'infection SIV chez les gorilles et ont contribués à élucider l'origine des quatre groupes VIH-1. / Human Immunodeficiency Viruses (HIV) are the result of numerous interspecies transmissions of different SIV (Simian Immunodeficiency Virus) from Non-Human Primates (NHP) to humans. SIVcpz and SIVgor from chimpanzees and gorillas are most closely related to HIV-1, and SIVsmm from sooty mangabeys in West Africa to HIV-2. At least 13 cross-species transmissions from NHP to humans have been reported, 4 leading to the 4 HIV-1 group (M, N, O and P) and 9 for the 9 HIV-2 groups (A-I). Today the origin of HIV-1 group M and N is elucidated and their simian ancestors, have been identified in chimpanzee (Pan troglodytes troglodytes) populations in southeast and south-central Cameroon, respectively. HIV-1 group O and P are most closely related to SIVgor from gorillas but their direct ancestors have not been identified yet. More studies are thus needed to clarify the origin of HIV-1 group O and P in humans as well as on the origin of SIVgor in gorillas. These studies will also elucidate whether HIV-1 group O and P have been transmitted by chimpanzees or gorillas and whether simian ancestors of these HIV groups and the ancestor of SIVgor still circulates in today's chimpanzee populations. More studies are also needed to understand viral and host factors related adaptation in the new host and the impact of SIV infection in general in apes. As such, α4β7 integrin has been recently described as a new HIV-1 receptor that facilitates virus migration to the Gut-Associated Lymphoid Tissue (GALT). In a recent study, amino acid substitutions were observed in the α4 binding site in New World Primates (NWP), that can reduce the activity of this receptor. The impact of the genetic diversity of this integrin in Old World Primates (OWP) and its role in SIV infection is still unknown. Therefore, characterizing the polymorphisms profiles in OWP could bring new insights into progression of the pathogenic and non pathogenic SIV infections. The main objective of this thesis was to better characterize and understand SIV infection in wild gorillas in Central Africa. On more than 6,000 fecal samples from gorillas collected across Central Africa, we showed that only gorillas from southern Cameroon are infected with SIVgor and we identified the ancestors of HIV1 group P in gorilla populations from southwest Cameroon. We also provided evidence that gorillas are at the origin of HIV-1 group O in humans. Functional analysis of the restriction factor APOBEC3G showed that its protects gorillas from SIVcpz infections and can explain the low prevalence in gorillas. We evaluated a new antibody detection approach in faecal samples, based on Luminex® technology that use SIVgor specific antigens, comparing with the actual serological test INNO-LIATM HIV confirmatory assay, based on cross-reactive SIV antibodies with HIV antigens. We also evaluated the feasibility of virus sequencing in faecal samples with the Illumina® technology to study viromes of gorillas. We studied two samples, one of a SIVgor infected individual and one from an uninfected gorilla. Although the SIVgor sequence was not retrieved from the infected individual, we observed a tendency to enteric virus replication disorder in the infected animal that has not been seen in the uninfected one. Finally, we also documented here the genetic diversity of the α4 subunit from OWP. In this thesis we documented more in detail different aspects of SIV infection in gorillas and contributed to elucidate the origin of all HIV-1 groups.

Contexte : L’infection par le VIH-2 touche un à deux millions de personnes en Afrique de l’Ouest et sa prise en charge se heurte à de nombreuses difficultés. En plus des erreurs diagnostiques observées avec les tests VIH, la résistance intrinsèque du VIH-2 aux Inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse et sa moindre sensibilité à certains inhibiteurs de protéase, rendent complexe le traitement de l’infection. A cela vient s’ajouter l’absence de données sur la mortalité et la rétention dans les soins,dans un contexte d’émergence de résistances aux différentes classes d’ARV. Méthode : Le présent travail de thèse, s’appuie sur la cohorte ouest africaine IeDEA-VIH-2 et la biothèque qui lui est rattachée, de même que l’essai ANRS 12294 FIT-2, pour décrire les modalités diagnostiques, explorer la réponse thérapeutique et décrire la mortalité et les perdus de vue, parmi les patients vivant avec le VIH-2 en Afrique de l’Ouest.Résultats : Un quart des patients VIH-2 ou doublement infectés, testés de novo avec les algorithmes nationaux, étaient en réalité monoinfectés par le VIH-1. Les tests GenieIII et ImmunoCombII se sont avérés être de bons candidats pour un algorithme d’identification des patients VIH-2. Pour ce qui est du traitement, les patients vivant avec le VIH-2 initiaient principalement des régimes ARV à base d’IP boostés, avec une bonne réponse immunologique et virologique. Les régimes à base de trois INTI produisaient une réponse inférieure à celles des IP, tandis que les régimes à base d’IPnon boosté produisaient une moins bonne réponse. Il existe chez les patients VIH-2,une mortalité sous traitement ARV qui était précoce et élevée (5,2 /100 patient-année),associée à l’anémie et à des CD4 bas (<100/mm3) à l’initiation des ARV. L’essai FIT-2 actuellement en cours permettra d’identifier les meilleures séquences d’initiation des régimes ARV disponibles dans les pays ouest africains. Conclusion De nombreuses questions restent encore en suspens concernant le VIH-2, les études épidémiologiques, immunologiques et génotypiques permettront d’améliorer la prise en charge des patients VIH-2 vivant en Afrique de l’Ouest. / Background : The holistic care of the one to two million HIV-2 infected individuals in West Africa remain a concern. The frequent misdiagnosis with rapid HIV tests, in addition to the intrinsic resistance of HIV-2 to non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors, and its low susceptibility to some protease inhibitors, make the treatment of people living with HIV-2 very challenging. The lack of data on mortality and retention in care among people living with HIV-2, as well as the emergence of resistance to most ART drugs is a great concern for the West African ART program. Method : We relied on the WADA-HIV-2 cohort, its associated biobank and the ANRS 12294 FIT-2 trial, to describe challenges in diagnosis and treatment, as well as mortality and lost to follow up, among people living with HIV-2 in West Africa. Results : One quarter of HIV-2 or dually reactive individuals, according to the national algorithms for HIV diagnosis, were found infected by HIV-1 only, and the tests GenieIII® and ImmunoCombII® showed good performances for a more accurate algorithm. Considering treatment, HIV-2 patients often initiate boosted PI based regimen, with good immunologic and virologic response. A suboptimal response was obtained with either three NRTI based regimens and unboosted PI based regimen, however worse with the first one. HIV-2 infected individuals experienced early and relatively high mortality (5.2/100 person-years), that was associated with anemia and low CD4 count (<100/mm3) at ART initiation. The results of the ongoing ANRS 12294 FIT-2 trial are expected to identify the best strategy for the optimal use of available ART regimens in West African countries. Conclusion : Many questions remain unanswered regarding HIV-2. Epidemiologic, immunologic and genotypic resistances surveys will help improving the care of people living with HIV-2 the West African region.

Les enfants infectés par le VIH en Afrique subsaharienne sont exposés à un risque de malnutrition élevé au cours de leur vie. Or, les données sur la nutrition chez ces enfants sont encore limitées en Afrique de l’Ouest. L’objectif global de cette thèse est d’étudier la relation entre nutrition et infection par le VIH, chez les enfants infectés vivant en Afrique de l’Ouest. Plus spécifiquement, il s’agit d’estimer la prévalence de la malnutrition, de décrire l’évolution de la croissance après l’initiation du traitement antirétroviral, et d’évaluer des interventions nutritionnelles à intégrer au sein de la prise en charge pédiatrique du VIH. Les principaux résultats montrent une prévalence élevée de la malnutrition chez ces enfants, proche de 50 % avant la mise sous traitement antirétroviral. L’initiation du traitement a des effets positifs sur la croissance, d’autant plus important que l’initiation se fait de façon précoce. Un déficit pondéral est plus facilement corrigeable qu’un déficit statural, mais une part non négligeable d’enfants continue d’être malnutrie même après deux ans de traitement. En complément du traitement antirétroviral, des interventions de soutien nutritionnel sont donc nécessaires pour lutter contre la malnutrition chez ces enfants. Celles évaluées sont efficaces pour ceux malnutris aigues, mais pas pour ceux avec une malnutrition chronique. De plus, la croissance peut être un marqueur utile de la progression du VIH pédiatrique.L’intégration de la prise en charge nutritionnelle au sein de la prise en charge globale du VIH pédiatrique est possible en Afrique de l’Ouest, mais d’autres études et des actions de plaidoyer sont à développer pour l’adapter au mieux. / HIV-infected children in sub-Saharan Africa are exposed to high risk of malnutrition duringtheir life. However, data on the nutrition of HIV-infected children are still limited in West Africa.Thus, the main objective of this thesis is to better investigate the link between nutrition and HIVinfection among HIV-infected children in West Africa. More specifically, it is aimed to estimate theprevalence of malnutrition, to describe growth evolution after antiretroviral treatment initiation, andto assess proposed nutritional interventions to integrate to pediatric HIV care. The main results showa high prevalence of malnutrition among these children, around 50% before antiretroviral treatmentinitiation. This initiation had positive effects on growth evolution; all the more important whenantiretroviral treatment is early initiated. Weight deficiency is easier to recover than heightdeficiency, but a substantial part of children stay malnourished even after two years of treatment. Inaddition to antiretroviral treatment, nutritional support interventions are needed to fight againstmalnutrition among these children. Those assessed were efficient for acute malnourished children,but not for those with chronic malnutrition. Furthermore, growth could be a useful marker of HIVprogression. Integration of nutritional care into global pediatric HIV care is possible in West Africa,but further studies and advocacy work have to be developed to better adapt it.

Le diagnostic et le suivi des infections par le VIH, VHB et VHC restent un défi dans les pays à faibles ressources qui sont par ailleurs les plus touchés. Il est urgent de pouvoir disposer d'outils de biologie simples, fiables et peu chers pour le contrôle de ces infections virales. Le défi est immense d'un point de vue clinique et politique de santé. L'objectif de ce travail de recherche effectué dans le cadre de la présente thèse est de développer et valider des stratégies et de nouveaux outils de biologie adaptés au diagnostic et au suivi des hépatites virales et de l'infection VIH dans les pays à ressources limitées. Dans un premier temps, nous avons investigué sur les résultats de sérologie VIH discordants, car en biologie et en pratique clinique, il est important d'établir le statut sérologique réel des personnes dépistées avec des résultats clairs pour une prise de décision adéquate à l'échelle individuelle. Dans ce travail, nous avons trouvé que les résultats discordants par l'algorithme de dépistage des femmes enceintes au Burkina Faso, étaient dans 94% des cas de faux positifs dus au test Determine™ HIV-1/2 et 4% de faux négatifs liés au test Genie II™ HIV-1/HIV-2. En matière de santé publique, les femmes présentant ce type de résultat peuvent être considérées comme séronégatives dans les centres où des investigations supplémentaires ne sont pas possibles, surtout dans les pays comme le Burkina Faso où la prévalence de l'infection est basse avec une faible diversité génétique. Dans un second temps, nous avons focalisé nos travaux sur la faisabilité d'une stratégie de dépistage qui combine la détection des trois infections (VIH, VHB et VHC) sur une seule carte DBS. Dans cette étude pilote, nous avons démontré que le DBS collecté en parallèle au test rapide VIH dans un centre de dépistage volontaire permet d'une part de faire la confirmation du VIH par immunoblot, et d'autre part de compléter par le diagnostic des hépatites B et C par ELISA suivi de western blot et PCR pour la confirmation pour le VHC. Cette stratégie peut servir de modèle pour promouvoir et vulgariser le dépistage des hépatites virales B et C dans les pays à ressources limitées. Le DBS peut servir de contrôle et de confirmation du diagnostic du VIH, VHB et VHC. Par la suite, nous avons évalué la performance de deux tests de 4ème génération immunoluminométriques (Elecsys® HIV Combi PT assay, Roche Diagnostics et Liaison® XL Murex HIV Ab/Ag test, DiaSorin) sur des échantillons séchés sur papier filtre en comparaison au test de diagnostic rapide et aux échantillons de sérum frais prélevés chez les patients en primo-infection VIH. Ces travaux ont clairement montré que les deux tests de 4ème génération réalisés sur papier filtre offrent de bonnes performances dans le diagnostic de la primo-infection par rapport aux tests de diagnostic rapide sur sérum frais. Cette méthode peut être utilisée pour détecter précocement le VIH chez les personnes difficiles à atteindre et les populations vivant dans des zones périphériques des pays à ressources limitées. Enfin, nous avons mis au point une technique de PCR en temps réel de détection et de quantification de l'ADN du VHB. A cet effet, nous sommes partis de deux PCR « maison » ciblant deux régions génomiques différentes (gène X pour la qPCR 1 et gène S pour la qPCR 2) en comparaison à un test commercial de charge virale (Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan HBV Test, version 2.0, Roche Diagnostics). La qPCR 2 avec un seuil de détection à 91 UI/ml (vs 104 UI/ml pour la qPCR 1) a montré une meilleure performance dans la quantification de l'ADN du VHB. Cette qPCR 2 peu chère est aujourd'hui produite sous forme de kit par une start-up appelée OMUNIS. Ce kit en développement fera l'objet d'une évaluation multicentrique en France, en Afrique et en Asie du Sud-Est à travers un réseau de laboratoires sous la promotion de l'ANRS. / Diagnosis and management of hepatitis B, hepatitis C and HIV infections are a real challenge in middle and low-income countries. There is an urgent need for simple, reliable and inexpensive tools to control these infections in high prevalence sittings like Africa and Asia. The challenge is immense in clinical and public health policy hands. The main goal of this research work performed for our PhD is the development and validation of strategies and tools to diagnose and monitor HIV, HBV and HCV infections in resource-constrained countries. At a first step, we investigated the results of HIV discordant results, since it is important to establish the real HIV status of people tested with clear results for appropriate decision-making in biological and clinical practice. This work show that discordant results obtained in the algorithm of HIV screening among pregnant women in Burkina Faso, are false positive results in 94% of cases due to the Determine™ HIV-1/2 immunochromatographic test and false negative results in 4% of cases due to the Genie II ™ HIV-1 / HIV-2 test. In public health practice, women with this type of result can be considered as negative for HIV testing in centers where additional investigations are not possible, especially in countries like Burkina Faso with a low incidence and a low genetic diversity of HIV.In a second step, we focused our work on the feasibility of a screening strategy that detects HIV, HBV and HCV infections into a single card of DBS. In this pilot study, we demonstrated that DBS collected in parallel to HIV rapid testing in a voluntary counseling and testing center allows HIV confirmation using immunoblotting, and an additional testing by diagnosing HBV and HCV using ELISA followed by immunoblotting and PCR for HCV confirmation. This strategy can serve as a model to promote and scale-up the screening of HBV and HCV in resource-limited countries. DBS can be served as control and confirmation of HIV, HBV and HCV diagnosis. Furthermore, we evaluated the performance of two 4th generation chemiluminescent immunoassays (Elecsys HIV Combi PT assay, Roche Diagnostics and Liaison XL Murex HIV Ab/Ag test, DiaSorin) tested on filter paper samples in comparison to rapid diagnostic test and fresh serum samples from patients with acute HIV infection. These studies have clearly shown that the two 4th generation tests performed on filter paper offer good performance in terms of sensitivity for the diagnosis of HIV infection in its early phases compared with rapid diagnostic tests. This approach may be used in combination with HIV rapid tests in hard-to-reach individuals and populations living in remote areas of when an early HIV infection is suspected since rapid tests do not offer appropriate performance in this case.Finally, we developed a real-time PCR for HBV DNA detection and quantification. In this study, we evaluated two in-house PCR targeting two different regions of HBV genome (X gene for qPCR 1 and S gene for qPCR 2) in comparison with a commercial Roche HBV DNA test (Cobas AmpliPrep / Cobas TaqMan HBV Test, version 2.0, Roche Diagnostics) as a gold standard. The qPCR 2 with a low detection limit of 91 IU/ml (vs 104 IU/ml for 1 qPCR) showed a better performance in HBV DNA quantification. This inexpensive qPCR with best performance characteristics is producing by a start-up called OMUNIS. This kit will be evaluated in France, in Africa and in South and East Asia in a research study funded by ANRS (France REcherche Nord & sud Sida-hiv Hépatites).

Le VIH, comme tous les virus, nécessite la coopération de nombreuses protéines cellulaires pour réaliser son cycle viral. Néanmoins, un panel de protéines est spécifiquement dédié à la protection des cellules et ce, de façon autonome. Ces protéines sont nommées facteurs de restriction. Jusqu’à présent, un grand nombre de protéines ayant une action antivirale plus ou moins importante contre le VIH a été identifié. Seules quelques-Unes sont bien étudiées telles que APOBEC3G, Tétherine, TRIM5α ou SamHD1. Toutefois, ces facteurs de restriction ne permettent pas à eux seuls d’expliquer la permissivité de tous les types cellulaires. Notre étude a donc pour objet la découverte de nouvelles protéines agissant contre le VIH. Parmi un grand nombre de candidats, nous avons identifié une famille de protéines agissant contre le VIH : les IFITMs. Il a été précédemment décrit que l’expression des IFITMs protège les cellules de l’infection par le VIH mais aussi par de nombreux autres virus, filovirus, coronavirus, flavivirus ou encore paramyxovirus. Nous décrivons ici un nouveau mécanisme antiviral mis en place par les IFITMs. L’expression des IFITMs dans les cellules productrices de virus affecte la production de particules infectieuses. D’une part, moins de particules sont produites et d’autre part les particules sont moins infectieuses. Nous nous sommes focalisés sur le défaut d’infection et celui-Ci corrèle avec l’incorporation des IFITMs à la membrane des virions. Les virus produits et portant les IFITMs présentent un défaut lors du processus d’entrée dans la cellule cible au cours de l’étape de fusion. Ceci n’est pas dû à un défaut d’incorporation de l’enveloppe virale, mais le mécanisme précis n’est pas encore compris. Il apparaît donc que les IFITMs peuvent jouer un double rôle restrictif, protégeant les cellules où ils sont exprimés et diminuant la production de particules infectieuses. / HIV, as all viruses, hijacks the cellular machinery to its benefits. Nevertheless, a range of proteins protects cells by an autonomous way, they are called restriction factor and belong to a system called “the intrinsic immunity”. Up to now, a certain number of cellular proteins, most of which belong to this defense system, have been described to be more or less detrimental for HIV replication, as for example, APOBEC3G, Tetherin, TRIM5α and SamHD1. Given that a large number of cellular restriction factors are likely to be discovered, we started to screen to look for new ones. Among a lot of candidates, we have identified a family of proteins interfering with HIV: the IFITMs. Previously, studies described IFITMs as proteins protecting cell against viral entry and fighting a lot of viruses, including HIV. In this thesis, we described a new antiviral mechanism mediated by IFITMs against retroviruses. When IFITMs are expressed in cells producing new virions, there is a high defect of infectious particle release due to a defect of particle release and a defect of the infectivity of particles. We focus on the intrinsic defect of infectivity and we show that particles cannot anymore enter into target cells and this observation is correlated with the incorporation of IFITMs in viral membranes. The defect is located at the fusion step and is not explained by a defect of envelope incorporation.To conclude, IFITMs have a double restrictive effect, protecting cells from incoming viruses and decreasing the production of infectious particles.

L'infection par le VIH représente toujours un problème de santé publique majeur, en particulier en Afrique sub-saharienne. Le passage à l'échelle des traitements antirétroviraux est un enjeu majeur, et implique une véritable cascade de soins, c'est à dire un continuum entre l'infection, son dépistage, sa prise en charge, son suivi clinique et biologique au long cours et l'obtention d'une charge virale indétectable – marqueur du contrôle de l'infection –. Seule la décentralisation des programmes de prise en charge permet d'élargir l'accès à ce continuum de soins. Dans cette thèse, nous explorerons certains des écueils rencontrés dans le cadre de la décentralisation de l'accès aux antirétroviraux, en nous appuyant sur des études menées de 2006 à 2013 dans la région du Centre du Cameroun. Dans un premier article, l'impact de la délégation des tâches des médecins vers les infirmiers est évalué au travers de la cohorte de patients suivis dans les 9 hôpitaux de District ruraux de l'essai clinique Stratall. Notre analyse montre que cette solution pour pallier le déficit de médecins préserve les résultats cliniques et biologiques des patients sur les deux premières années de traitement. Dans un deuxième article, la pertinence de différents critères définissant l'échec thérapeutique est évaluée pour prédire l'apparition de résistance du VIH aux antirétroviraux. Nonobstant les difficultés de déploiement des outils du suivi biologique, nos résultats soulignent l'importance de l'évaluation de la charge virale pour prédire l'apparition de cette résistance, et en particulier d'une deuxième mesure rapide après la première notion de détectabilité pour effectuer un changement pour une seconde ligne de traitement dans les meilleurs délais. Le troisième volet de la thèse s'intéresse aux difficultés liées aux individus, en particulier liées au sexe. Nos résultats montrent que les hommes sont plus vulnérables à l'échec thérapeutique que les femmes malgré une observance similaire. Enfin le quatrième volet fait le bilan d'une prise en charge de routine, à l'hôpital de District de Mfou au Cameroun. Nos résultats s'ajoutent à ceux déjà publiés pour permettre de formuler des recommandations de santé publique sur la délégation des tâches et la définition de l'échec. Ils soulèvent également des perspectives de recherche en mettant à mal le paradigme de l'observance pour expliquer une différence d'efficacité thérapeutique entre hommes et femmes en zone décentralisée. / HIV infection remains a major public health concern, especially in sub-Saharan Africa. Scaling up antiretroviral treatment is a major challenge, and requires a genuine cascade of care, i.e. a continuum between infection, diagnosis, care, clinical and laboratory follow-up and achievement of an undetectable viral load – the proxy for infection control -. Decentralization of programs is a prerequisite to widen access to this continuum of care. In this thesis, we will explore some of the pitfalls encountered in the context of decentralization of antiretroviral treatment, through the analysis of data retrieved from 2006 to 2013 in studies performed in the Center Region of Cameroon. In a first article, the impact of task shifting from doctors to nurses is assessed using data from the cohort of patients followed in the nine rural district hospitals of the Stratall trial. Our analysis shows that this solution to address the shortage of physicians preserves the clinical and biological outcomes of patients in the first two years of antiretroviral treatment. In a second article, the accuracy of several criteria for identifying treatment failure is assessed for predicting the onset of HIV drug resistance. Notwithstanding the difficulties of deploying biological monitoring tools, our results highlight the importance of evaluating viral load to predict the emergence of resistance, and particularly rapid re-testing after the first notion of detectability to switch patients to second line in a timely manner. The third part of the thesis handles individual issues, and more specifically the gender issue. Our results show that men and women followed in decentralized areas reach similar levels of adherence, but that men's vulnerability under treatment - especially through higher failure rate- is independent of adherence. Finally, the fourth part focuses on routine care provided in the District Hospital of Mfou, Cameroon. Our results add to the growing body of evidence to enable the formulation of public health recommendations on task shifting and definition of treatment failure. They also raise research perspectives as they impair the paradigm of adherence to explain a difference in treatment efficiency between men and women.

La disponibilité des antirétroviraux,ARV pour traiter les patients infectés par le VIH a été l’un des plus grands défis de santé publique ces dernières années. Actuellement, de nouveaux ARV sont en cours de développement ou déjà disponibles, comme les inhibiteurs non-nucléosidiques de la transcriptase inverse de deuxième génération, les inhibiteurs d'intégrase et les inhibiteurs d’attachement (inhibiteurs d'entrée du virus dans la cellule). Cependant, le succès à long terme de ces traitements se heurte à plusieurs problèmes, dont l’émergence de souches résistantes du VIH aux ARV. Alors que les connaissances portent essentiellement sur le VIH-1 prévalent dans les pays du Nord, le sous-type B, la majorité des infections mondiales à VIH est causée par les sous-types non B, majoritairement présents dans les pays du Sud. L’accès aux ARV étant de plus en plus important dans les pays du Sud, il est donc important d’étudier les bases moléculaires de la résistance des VIH-1 de sous-type non-B. Dans une première partie de cette thèse, nous avons évalué la résistance primaire chez des patients infectés par le VIH dans deux contextes différents de prise en charge, au Sud (Mali) et au Nord (Hôpital de la Pitié-Salpêtrière, France). Les résultats montrent une augmentation de la résistance primaire au cours du temps au Mali, probablement liée à un accès élargi aux ARV. Nous avons également observé une fréquence de mutations de résistance plus élevée chez les virus de sous-type non-B versus sous-type B. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons caractérisé les profils de résistance génotypique chez des patients sous traitement de première ligne depuis au moins trois ans au Mali. Nous rapportons un niveau élevé de résistance aux inhibiteurs non-nucléosidiques de la transcriptase inverse de première et de seconde génération. Enfin, dans la troisième partie de cette thèse nous nous sommes intéressés à l’étude du polymorphisme au niveau des codons nucléotidiques codant pour les acides aminés impliqués dans la résistance aux nouvelles molécules. Nous avons d’abord comparé la barrière génétique à la résistance entre les sous-types B et CRF02_AG pour la rilpivirine et l’étravirine, inhibiteurs de la transcriptase inverse de deuxième génération. Puis, nous avons comparé la barrière génétique entre le sous-type B et différents sous-types non B (C, D, CRF02_AG et CRF01_AE) pour l’inhibiteur d’attachement, BMS-626529.Les résultats montrent que la barrière génétique des sous-types non B est proche de celle du sous type B pour ces nouvelles molécules. / The availability of antiretroviral therapies, ART to treat HIVinfected patients has been one of the greatest public health concerns in the recent years. Currently, new ART are under development or already available, such as non-nucleoside reverse transcriptase second-generation,integrase inhibitors and attachment inhibitors (inhibitors of viral entry into the cell). However, the long-term success of these treatments faces several challenges, including the emergence of resistances to ART. Also, while most available data being focused on the subtype B of HIV-1 (themost prevalent in northern countries), the majority of HIVcases worldwide are caused by the non-B subtypes, mostly in the South. Access to ARTin this part of the World is significantly and regularly increasing, and therefore highlights again the need to study the molecular basis of resistance of that subtype non-B of HIV-1.In the first part of this thesis, we evaluated the primary resistance withHIV infected patients in two different contexts of health care, South (Mali) and the North (Pitié-Salpêtrière, France). The results show an increase in primary resistance over time in Mali, probably due to an expanded access to ART in the country. We also observed a higher frequency of resistance mutations in virus non-B subtype compared to thesubtype B. In the second part of this work, we characterized the genotypic resistance profiles in patients that received first-line treatment for at least three years in Mali. We found a high level of resistance to non-nucleoside reverse transcriptase first and second generations. Finally, in the third part of this thesis we were interested in studying the nucleotide polymorphism of codons encodingamino acids involved in new drugsresistances. We first compared the genetic barrier to resistance between subtypes B and CRF02_AG for rilpivirine and etravirine, inhibitors of reverse transcriptase second generation. Then, we compared the genetic barrier between subtype B and different non-B subtypes (C, D, CRF01_AE and CRF02_AG) for the attachment inhibitor, BMS-626529. The results show that the genetic barrier of non-B subtypes is similar to those of subtype B for these new molecules.

La phase de primo-infection à VIH qui correspond aux premières semaines de l'infection est une phase cruciale qui détermine en partie l'évolution clinique de la maladie. La dynamique du virus et des lymphocytes T CD4+ (principale cible) durant cette phase est complexe. D'une part cette phase est asymptomatique dans plus de la moitié des cas et est semblable à un syndrome grippal; elle passe par conséquent très souvent inaperçue et peu de données sont disponibles. D'autre part la date d'infection est généralement inconnue ce qui complique l'étude de l'évolution au cours du temps des marqueurs viro-immunologiques. Les modèles dynamiques basés sur des systèmes d'équations différentielles permettent de prendre en compte l'interaction complexe et non-linéaire existant entre le VIH et le système immunitaire. De plus, leur aspect mécanistique peut être très utile pour la compréhension de la physiopathologie ou l'effet d'intervention. Cependant l'estimation de ces modèles est complexe et plusieurs méthodes sont disponibles à ce jour. Nous proposons dans cette thèse une méthode d'estimation pour des modèles dynamiques prenant en compte l'incertitude sur la date d'infection. Nous appliquons cette méthode à un jeu de données réelles de 761 séroconverteurs de la Collaboration CASCADE durant leur première année de suivi. Ces modèles possèdent un grand nombre de paramètres pouvant inclure des effets aléatoires et des variables explicatives. La sélection du meilleur modèle peut nécessiter l'estimation d'un grand nombre de modèles et peut s'avérer très longue. Nous proposons des tests du score pour sélectionner les effets aléatoires et les variables explicatives plus rapidement dans le cadre général des modèles non-linéaires à effets mixtes avec une illustration sur des modèles dynamiques. Enfin, nous proposons de comparer plusieurs modèles biologiques possibles de la primo-infection à VIH pour prédire la dynamique de la charge virale plasmatique et des CD4. / Primary HIV infection, which corresponds to the first weeks of infection, is a crucial phase which determines partly the clinical progression. The dynamics of HIV viral load and CD4 count during this phase is complex. First, as it is asymptotic in most of the cases, the primary HIV infection is not observed. Moreover, the date of infection is generally unknown and the evolution of markers with respect to the time of infection is difficult. Dynamical models based on systems of ordinary differential equations (ODE) allow to take into account complex non-linear between HIV and the immune system. Moreover, their mechanistic characteristic can be useful through the understanding of physiopathology or the effect of an intervention. However, the estimation of this kind of models is complex and several methods are currently available. We propose here a method of estimation for ODE models taking into account the uncertainty of the date of infection. This method is applied to real dataset of 761 seroconverters from the CASCADE Collaboration during their first year of follow-up. Dynamical models have many parameters on which we can include random effects and explanatory variables. The selection of the best model can be time-consuming if we consider the computation's time issues met during estimation. We develop score tests for exploring complex models with an application to HIV dynamics models. Finally, we compare different biological models of primary HIV infection to predict the dynamics of plasma viral load and CD4 count.

L’acquisition du phosphate du milieu extracellulaire est un processus biologique primordial pour toute les cellules vivantes. Durant ce travail nous nous sommes intéressé à deux famille de phosphate-binding proteins, les protéines DING et DING-like. Les protéines DING sont des protéines ubiquitaires nommées ainsi en raison de leur extrémité N-terminal très conservée DINGGG-. Bien que largement représentées chez les bactéries, ces protéines ont été identifiées initialement chez l’homme en vertu de leurs propriétés biologiques ou leur implication dans les maladies, y compris dans l’inhibition du VIH. La présence chez l’homme de telles protéines soulève plusieurs questions quant à leur rôle lors de l’infection par ce virus. Nous avons entrepris une étude visant à quantifier ces protéines chez une population d’individus infectés par le VIH. Nos résultats montrent une augmentation surprenante de leur concentration chez ces derniers par rapport aux sujet sains. D’autre part, nos travaux sur les protéines DING nous ont amené à nous intéresser à la famille des DING-like, très proche de la famille des protéines DING. Inversement, les protéines DING-like sont exclusivement bactériennes. En plus de leur capacité à fixer le phosphate, certains membres de cette famille semblent jouir d’une activité phosphatase. Durant ce travail nous avons caractérisé structuralement et enzymatiquement deux représentants de ces protéines isolés à partir de Pseudomonas aeruginosa. L’analyse structurale de ces protéines ainsi de la caractérisation de leurs activités pourraient être d’un grand intérêt afin de comprendre leur rôle dans le schéma d’acquisition du phosphate chez cette bactérie. / Phosphate acquisition from the extracellular environment is a key process for all living cells. In bacteria, its importation is ensured, in part, by high affinity phosphate binding proteins (PBP). During this work, we are interested to two families of PBPs named DING and DING like proteins. DING proteins are ubiquitous proteins, so named due to their highly conserved N-terminal sequence DINGGG-. Although widely represented in bacteria, these proteins were initially identified in human by virtue of their biological properties or their involvement in diseases, including in HIV-inhibition. Currently, the anti-HIV activity has been shown for two human members of the DING family, HPBP and X-DING CD4. The presence in human of such proteins raises numerous questions about their role during HIV-infection. Thus, we undertook a study to evaluate their serum concentration in HIV-infected patients. Our results shows a surprising increase of the concentration of DING proteins in this population, compared to controls. On the other hand, our work on the DING proteins family led us to be interested on the family of DING-like proteins, closely related to the DING family. Unlike DING proteins, DING-like members were identified exclusively in bacteria. In addition to their ability to bind phosphate, some DING-like members appear to have a phosphatase activity. In this work we have characterize structurally and enzymatically two members of this family isolated from Pseudomonas aeruginosa. The structural analysis of these proteins combined with activities characterization could be of a great interest in order to understand their role in phosphate acquisition in this bacterium.