Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est un virus à simple brin positif qui appartient au genre Lentivirus dans la famille retroviridae et qui constitue l’agent étiologique du SIDA pandémique.Pendant le cycle réplicatif du VIH-1, la traduction de protéines virales dépend exclusivement de la machinerie traductionnelle cellulaire. Pour cette raison, nous avons cherché à comprendre le rôle de quelques facteurs cellulaires qui pourraient contrôler la traduction du VIH-1 à différents nivaux. Nous avons centré nos recherches sur la traduction de l’ARN génomique (ARNg) du virus qui sert en même temps de génome pour être encapsidé et comme ARN messager pour la traduction des protéines virales Gag et Gag-Pol. 1) Le rôle de l’hélicase d’ARN DDX3 dans la traduction du VIH-1. L’ARNg du VIH-1 possède une région 5’ non traduite très structurée, raison pour laquelle nous avons spéculé sur un possible rôle de DDX3 dans la traduction du VIH-1. Nous avons utilisé une combinaison de techniques in vitro et ex vivo afin de pouvoir démontrer que DDX3 était capable de lier et faire des complexes avec l’ARN de la région 5’ non traduite pour promouvoir l’initiation de la traduction. Nous avons aussi pu démontrer que DDX3 formait des complexes avec les facteurs d’initiation de la traduction PABP, eIF4G et eIF4E. 2) Le changement programmé du cadre de lecture (PRF) dans l’ARN génomique du VIH-1. La traduction de la polyprotéine Gag-Pol du VIH-1 nécessite un décalage de phase de 1 nucléotide en arrière. Ce mécanisme permet la synthèse des protéines Gag et Gag-Pol avec des ratios de 95 et 5% respectivement à partir du même ARN. Cette proportion doit être conservée pour assurer la réplication du virus. Nous avons utilisé un système de double gène rapporteurs et un système de réplication complète du provirus pour montrer que la protéine associé aux granules de stress TIAR pouvait contrôler la réplication viral en régulant la proportion de ribosome qui assurent / Human Immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is a positive strand RNA virus belonging to the lentivirus genus of the retroviridae family and it is the etiological agent of the pandemic AIDS, which is a major health concern worldwide. Throughout HIV-1 replication cycle, the production of viral proteins depends exclusively on the cellular translational machinery. This is the reason why we have explored the role of some cellular factors that could control HIV-1 translation at different stages. We have focused our studies on the translation of the full length genomic RNA (gRNA), which serves both as genome for viral encapsidation and as a messenger for translation of Gag and Gag-Pol viral polyproteins.1) The role of the RNA helicase DDX3 in HIV-1 translation Initiation The fact that HIV-1 possesses a highly structured 5’ untranslated region (5’UTR) prompted us to speculate that DDX3 may be involved in HIV-1 translation. We used a combination of in vitro and ex-vivo approaches to show that DDX3 was able to bind and form complexes with the 5’-UTR of HIV-1 to assist translation initiation. We also demonstrated that DDX3 can form a complex with initiation factors such as PABP, eIF4G and eIF4E. 2) Programmed Ribosomal Frameshift (PRF) in the genomic RNA of HIV-1Translation of HIV-1 Gag-Pol polyprotein requires a -1 PRF. This mechanism allows the synthesis of Gag and Gag-Pol polyproteins, using the same mRNA template, at ratios of 95 and 5% respectively. Keeping the -1PRF ratio is important as any change leads to reduction in virus infectivity.By means of a dual reporter construct and full provirus replication system we were able to demonstrate that the stress granules associated protein TIAR, controls HIV-1 infectious progeny by regulating the ratio of the HIV-1 PRF.

Le VIH-1 groupe O (VIH-1/O) est un groupe divergent de VIH-1, endémique au Cameroun, 140 cas ont été identifiés en France depuis 1990. L’objectif de ce travail était d’évaluer l’impact de la diversité du VIH-1/O sur les caractéristiques épidémiologiques, l’évolution naturelle de l’infection et sur la réponse immuno-virologique aux traitements.En France, le recueil de données de suivi uniques portant sur 101 patients ont permis de mettre en évidence que l’évolution naturelle des VIH-1/O était intermédiaire entre celle des VIH-1/M et celle des VIH-2. La résistance aux INNTI des patients VIH-1/O a été confirmée in vivo. La réponse immuno-virologique aux traitements a été comparée entre les VIH-1/O et les VIH-1/M suivis dans des cohortes en France et dans le cadre d’un essai clinique au Cameroun.Une des caractéristiques des VIH-1/O est une CVp significativement plus faible que celle des VIH-1/M avant l’initiation du traitement. Cela n’a pas d’impact sur la survenue de l’indétectabilité, qui est similaire dans les deux groupes après un an de traitement. La réponse immunologique des patients VIH-1/O est globalement proche de celle des patients VIH-1/M en France. Cependant, la comparaison entre deux populations appariés suivis au Cameroun a montré une réponse immuno-virologique plus faible des patients VIH-1/O, sans que cela ait d’impact clinique.La prise en charge des patients VIH-1/O suivant les recommandations mises en place pour les VIH-1/M est donc efficace si elle ne comporte pas d’INNTI. / HIV-1 group O (HIV-1/O) is genetically distinct from HIV-1/M and is endemic in Cameroon while in France 140 HIV-1/O were diagnoses since 1990. The aim of this work was to characterize HIV-1/O epidemiological characteristics, infection natural evolution and immuno-virological response to treatment.In France, based on a large series of 101 HIV-1/O patients, we demonstrated that the natural evolution of HIV-1/O was in between the evolution of HIV-2 and HIV-1/M, but closer to HIV-1/M. We also confirmed in vivo HIV-1/O natural resistance to INNTI treatment. Then, we compared HIV-1/O and HIV-1/M immune-virological response to ARV treatment. In France, we compared data from two cohorts and a clinical trial was performed in Cameroun. One of the HIV-1/O characteristic is the lower CVp before treatment compared to HIV-1/M in naïve patient. This difference had no impact on the virological responses to cART. The proportion of patients with an undetectable pVL was similar between the two groups one year after the beginning of the treatment. Immunological response was close between HIV-1/O and HIV-1/M in France. But when the two populations were compared in Cameroon, the immunological response to cART was lower for HIV-1/O patients than for HIV-1/M patients, although this diffence didn’t had clinical consequences.HIV-1/O medical care based on HIV-1/M guidelines is highly efficient if the treatment doesn’t include NNRTI treatment.

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L'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est associée à la survenue de lymphomes B chez des patients infectés et l’incidence de certains lymphomes reste élevée même chez les individus infectés dont la fonction immunitaire est reconstituée sous traitement antirétroviral combiné. La contribution du VIH-1 à l'oncogenèse des cellules B reste donc énigmatique. Le VIH-1 induit un stress oxydant et des dommages à l'ADN (DA) dans les cellules infectées via de multiples mécanismes. Cependant il n'infecte pas les lymphocytes B. En revanche, la protéine virale Tat qui circule dans le sang des individus infectés est capable de pénétrer spontanément dans des cellules non infectables par VIH. Nous avons détecté des niveaux élevés d’espèces réactives de l’oxygène (ROS), principalement mitochondriales, et des DA dans les cellules B d'individus infectés par le VIH. Nous avons ainsi émis l'hypothèse que Tat pourrait induire des DA oxydants dans les cellules B et favoriser ainsi l'instabilité génétique et la transformation maligne de ces cellules.Dans des cellules B isolées à partir du sang périphérique de donneurs sains et incubées en présence de protéine Tat recombinante, un stress oxydant a été induit, la capacité antioxydante a diminué avec la diminution de taux du glutathion, le facteur de transcription NF-κB a été activé, et sont apparus des DA accompagnés d'aberrations chromosomiques. En outre, tous les effets induits par Tat dépendaient de son activité transcriptionnelle. Dans le but de mieux comprendre le(s) mécanisme(s) d’action de Tat chez les patients séropositifs, des extraits bruts de plantes endémiques du Liban ont été utilisés pour leur potentiel antioxydant. L’effet pro-oxydant de Tat a été contrecarré, le stress oxydant inhibé ainsi que les DA induits par la protéine virale. En conclusion, nous proposons que les dommages oxydants causés à l’ADN et les aberrations chromosomiques induites par Tat correspondent à de nouveaux facteurs oncogéniques favorisant le développement de lymphomes B chez les individus infectés par le VIH-1. / An infection with the Human immunodeficiency virus (HIV) is associated with Bcell lymphomas in infected patients. The incidence of some lymphomas remains elevated in HIVinfected individuals whose immune function has been reconstituted under combined antiretroviral therapy. Its contribution to B-cell oncogenesis cells remains enigmatic. HIV-1 is known to induce an oxidative stress and DNA damage (DD) in infected cells via multiple mechanisms. However, it does not infect B lymphocytes. This contrasts with the viral transactivator protein Tat which circulates in the blood of infected individuals and spontaneously penetrates even non infectable cells. We have detected high levels of reactive oxygen species (ROS), mainly from mitochondria, and DDs in Bcells of HIV-infected individuals. We have thus hypothesized that Tat could induce oxidative DD in B-cells thereby promoting genetic instability and malignant transformation in these cells.In B-cells isolated from peripheral blood of healthy donors and incubated in the presence of purified recombinant protein Tat, an oxidative stress has been induced, the antioxidant capacity was decreased due to diminished glutathione levels, the transcription factor NF-κB was activated, and DD and chromosomal aberrations induced. All the effects induced by Tat were shown to depend on its transcriptional activity. To better understand the mechanism(s) of action of this viral protein, crude extracts from endemic plants of Lebanon were tested for their antioxidant potential. The prooxidative effect of Tat was inhibited, as well as the DD and chromosoml aberrations induced by the viral protein. In conclusion, we propose that the oxidative DNA damage and chromosomal aberrations induced by the Tat protein correspond to novel oncogenic factors that favor the development of B-cell lymphomas in HIV-1 infected individuals.

La diversité génétique du virus de l'immunodéficience humaine, le VIH-1 responsable de la pandémie du SIDA, représente un challenge dans le développement d'un vaccin qui doit conférer une protection contre différentes formes du virus pour être efficace. L'identification de populations de lymphocytes T CD8+ (CTL) capables de reconnaître des variants peptidiques d'un épitope est donc une étape importante. Dans le modèle singes rhésus, j'ai montré en utilisant des tétramères spécifiques de 9 variants peptidiques d'un épitope qu'une même population de CTL générés par la vaccination, peut reconnaître l'épitope relatif à l'immunogène et un certain nombre de ses variants provenant de diverses formes du VIH-1. Ces études ont également permis de caractériser les populations de CTL spécifiques de chaque variant de cet épitope en analysant l'expression des différents gènes codant pour la chaîne variable β du TCR (Vβ répertoire) et par un large séquençage des régions complémentaires déterminantes 3 (CDR3) du TCRβ. Ces travaux ont montré qu'une vaccination utilisant la séquence du clade C de l'enveloppe du VIH-1 conduit à des réponses divergentes chez 2 singes rhésus Mamu-A*01+. De plus, ces résultats ont mis en évidence que l'usage de certainβes nVe permet pas de déterminer le potentiel cross-réactif des CTL. Par ailleurs, une immunisation utilisant des séquences de l'enveloppe du clade B du VIH-1 peut générer des CTL capables de reconnaître un large nombre de variants de l'épitope testé. L'analyse de 8112 séquences CDR3 du TCRβ a permis de les caractériser. Cependant, les tests fonctionnels ont démontré que bon nombre de ces variants peptidiques stimulent une production suboptimale de cytokines par les CTL générés après vaccination. Ces résultats démontrent que la reconnaissance de variant peptidiques d'un épitope est nécessaire mais pas suffisante pour protéger contre différentes formes du VIH-1 exprimant ces séquences. L'identification de variants peptidiques capables d'induire une réponse fonctionnelle des CTL pourrait contribuer au développement d'un vaccin efficace contre le VIH-1. / The sequence diversity of HIV-1 presents a challenge for the development of an effective vaccine, since such a vaccine must confer protection against diverse forms of the virus. Identifying CD8+ T lymphocytes (CTL) recognizing variants of an epitope sequence is an important step. In the rhesus monkey model, I showed by tetramer binding assays, that the same vaccine elicited CD8+ T lymphocyte populations comparably recognize the epitope relative to the immunogen and a number of variant epitope peptides from diverse forms of HIV-1. During my thesis, I also characterized populations of CD8+ T ymphocytes specific for each variant of the tested epitope by studying their Vβ repertoire and by a large sequencing of the complementarity determining region (CDR3) of the TCRβ. These studies showed that a single clade C env immunization generate CTL with differences in the ability to cross-react to variant epitope in monkeys sharing the same MHC class-Imolecule. Moreover, the data showed that Vβ employed by CTL can not predict the capacity of these CTL to recognize epitopes from diverse HIV-1 isolates. Additionally, I showed that clade B Env immunizations generate populations of CTLrecognizing wild type and a number of variant epitope peptides. However, functional assays demonstrate that many of them stimulate suboptimal cytokine production by the vaccineelicited CTL. These finding demonstrate that the recognition of variant epitope peptides is necessary but not sufficient to protect against different forms of HIV-1. Identifying variant epitopesinducing functional responses of CTL should contribute to the development of an effective vaccine.

Introduction : Depuis 2015, l’OMS recommande la mise sous traitement antirétroviral systématique de tous les enfants infectés par le VIH pour réduire la mortalité précoce liée au VIH chez les nourrissons en l’absence de traitement. Cependant, malgré la disponibilité des tests de dépistage et des médicaments antirétroviraux, l’initiation précoce de ces traitements reste un défi majeur dans les pays à ressources limitées. L’étude ANRS 12140-PEDIACAM est mise en place pour évaluer la faisabilité, l’efficacité et la tolérance en routine du traitement précoce des enfants infectés par le VIH au Cameroun. Objectifs : Les objectifs de cette thèse visaient à étudier la mortalité et la réponse virologique à deux et quatre ans après l’initiation précoce d’un traitement antirétroviral chez les nourrissons infectés par le VIH, et à identifier les facteurs associés à l’obtention et au maintien d’un succès virologique.Méthodes : Les analyses ont porté sur les 190 enfants infectés par le VIH traités avant l’âge de 1 an (médiane=4 mois), inclus dans les trois sites cliniques du Cameroun participant à la cohorte prospective ANRS PEDIACAM initiée en 2007. La première étude a évalué les performances d’un critère basé sur le nombre de doses manquées de traitement rapporté dans un questionnaire d’observance pour dépister un échec virologique chez les nourrissons. La seconde étude portait sur l’estimation de la fréquence et des facteurs associés à l’obtention d’un succès virologique et à la mortalité à deux ans du traitement, utilisant un modèle de survie à risque compétitif. La troisième concernait l’évolution de la réponse virologique entre 2 et 4 ans du traitement selon le statut virologique obtenu à deux ans.Résultats : Les performances du questionnaire d’observance administré à l’accompagnant du nourrisson s’avèrent limitées, avec une valeur prédictive positive trop faible pour dépister un échec virologique en l’absence de charge virale disponible. La mortalité reste élevée à un an du traitement précoce (18,0% [IC95% : 13,0 - 24,0]). Elle est de 3,3% [IC95% : 0,4 - 6,2] entre 2 et 4 ans de traitement. La probabilité d’atteindre au moins un succès virologique avant 2 ans de traitement est de 80% environ, mais celle d’obtenir une suppression virologique maintenue sur au moins 6 mois n’est que de 67% au seuil de 1000 copies/mL, et de 60% au seuil de 400 copies/mL. A 4 ans du traitement initial, la proportion de charge virale contrôlée (<400 copies/mL) est de 75,2% [68,3-82,1]) chez les 144 enfants toujours vivants et suivis, mais pour 12% la charge virale n’a pas été mesurée. Le seul facteur associé significativement au succès virologique dans les 2 ans du traitement initial est la bonne observance rapportée par l’accompagnant. Et seuls un succès virologique obtenu à 2 ans et l’initiation plus récente du traitement antirétroviral sont associés à un charge virale contrôlée à 4 ans.Conclusion : Même si l’intérêt du traitement précoce des nourrissons infectés par le VIH est démontré, le succès virologique à moyen et long terme passe par des stratégies favorisant l’administration quotidienne soutenue des médicaments et une surveillance régulière de la réponse virologique. L’évaluation de l’observance par questionnaire présente une trop faible performance pour dépister précocement un échec virologique. Il est urgent de donner un accès large à la mesure de la charge virale en routine dans les pays à ressources limitées pour dépister rapidement les échecs virologiques chez les enfants recevant un traitement antirétroviral. / Introduction: Since 2015, the WHO recommends to start antiretroviral treatment promptly in all HIV-infected children in order to reduce HIV related mortality. Despite increasing availability of screening tests and antiretroviral drugs, early initiation of antiretroviral treatment (ART) remains challenging in resource-limited countries. The ANRS 12140-Pediacam study assesses feasibility, effectiveness and tolerability in routine practice of early treatment of HIV-infected children in Cameroon. Objectives: The objectives of this thesis are to study mortality and virologic response at 2 and 4 years of early initiation of ART in HIV-infected infants and identify factors associated with virologic success. Methods: The analysis concerned the 190 HIV-infected infants who have initiated ART no later than 1 year (median=4 months) and were enrolled in the 3 Cameroon clinical sites involved in the PEDIACAM prospective cohort study since 2007. The first study evaluated adherence criterium based on the number of missed doses as reported through an adherence questionnaire in oerder to detect virologic failure in infants. The second study concerned the evaluation of the frequency and the factors associated with virologic success and mortality at 2 years of ART initiation, using competing risk regression. The third study concerned the evolution of virologic response between 2 and 4 years of QRT initiation depending on virologic status achieved at 2 years of ART initiation. Results: The performances of adherence questionnaire administered to the infant's caregiver are limited; the positive predictive value is low for detecting virologic failure in the absence of viral load exam. The mortality is high at 1 year after early ART initiation (18.0% [95% CI: 13.0 – 24.0]). The mortality is 3.3% [95%CI: 0.4 – 6.2] between 2 and 4 years of ART initiation. The probability of achieving at least once virologic success within the first 2 years of ART is around 80.0% but the probability of maintaining virologic success for at least 6 months was 67% for threshold=1000 copies/mL and 60% for threshold=400 copies/mL. At 4 years of ART initiation, the proportion of virologic success (viral load<400 copies/mL) is 75.2% [68.3-82.1]) in the 144 children still alive among whom viral load exam was not performed. The only factor associated with virologic success at 2 years of ART initiation is good adherence as reported by the caregiver. Et seuls un succès virologique obtenu à 2 ans et l’initiation plus récente du traitement antirétroviral sont associés à un charge virale contrôlée à 4 ans.Conclusion: Although the interest of early ART in HIV-infected infants is demonstrated, the mid and long term virologic success pass through strategies enhancing supporting steady and daily administration of drugs and regular monitoring of virologic response. The steady evaluation of adherence as reported by questionnaire has a very low performance for early detecting virologic failure. It is urgent to widely get access to routine viral load exam in resource-limited countries for quickly detecting virologic failures in children receiving antiretroviral treatment.

En l'absence d'un vaccin efficace et avec des thérapies antirétrovirales incapables d'éradiquer le virus, le VIH-1 reste un problème de santé publique mondial. Des immunothérapies à base d'anticorps sont à l'étude pour éliminer les réservoirs cellulaires, qui représentent un obstacle incontournable à la guérison du VIH-1. Les glycoprotéines d'enveloppe du VIH-1 (Env) représentent le seul antigène du virus exposé à la surface des cellules infectées et constituent donc la principale cible des anticorps. L’Env non-liée adopte sa conformation « fermée », reconnue préférentiellement par les anticorps neutralisants. L'interaction avec CD4 fait passer Env dans sa conformation « ouverte », exposant des épitopes conservés reconnus par les anticorps non-neutralisants (nnAbs) présents dans le sérum d’individus infectés par le VIH-1 (sérums VIH+). Les nnAbs peuvent éliminer les cellules infectées par la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC). Cependant, les protéines accessoires Nef et Vpu diminuent l’expression de surface de CD4 et BST-2 afin d’évader à la reconnaissance et l'élimination des cellules infectées par les nnAbs. Dans cette thèse, nous caractérisons en détail la contribution d’Env, Nef et Vpu pour échapper aux réponses humorales et explorons de nouvelles stratégies pour sensibiliser les cellules infectées à l’ADCC. Pour quantifier plus adéquatement la réponse ADCC, nous avons identifié des biais dans les tests largement utilisés, notamment pour évaluer les corrélats de protection vaccinale. Il s'agit de l'incapacité à faire la distinction entre l'élimination des cellules infectées et des cellules non-infectées, et l'utilisation de constructions virales comportant un gène rapporteur empêchant l’expression de Nef. En utilisant un nouveau marquage intracellulaire, nous avons confirmé l’effet protecteur de Nef et Vpu contre l’ADCC. Ensuite, nous avons étudié les déterminants d’Env et Vpu modulant la susceptibilité des cellules infectées à l’ADCC médiée par les nnAbs. Certaines caractéristiques structurelles d'Env modulent ses transitions conformationnelles, incluant le domaine d'association du trimère, le site de clivage de la furine et la cavité Phe43. L’altération de ces composantes augmente la sensibilité des cellules infectées à l'ADCC par les sérums VIH+. Outre l’inhibition de CD4 et BST-2, Vpu cible également NTB-A et PVR, des ligands de récepteurs activateurs des cellules NK. Cependant, la polyfonctionnalité de Vpu est compromise par l’augmentation de BST-2 par les interférons de type I (IFN-I), sensibilisant ainsi les cellules infectées aux réponses NK. En utilisant un modèle de souris humanisée, nous validons l'importance de Vpu pour échapper à la pression immunitaire des nnAbs in vivo. Enfin, nous avons exploré de nouvelles stratégies pour sensibiliser les cellules infectées à l'ADCC en modulant la conformation d’Env avec des mimétiques moléculaires de CD4 (CD4mc). Nous avons identifié des résidus bordant la cavité Phe43 modulant la sensibilité au CD4mc. L’accumulation d’Env induite par les IFN-I augmente la capacité du CD4mc à sensibiliser les cellules infectées à l'ADCC par les sérums VIH+. Globalement, cette thèse dévoile une caractérisation approfondie des déterminants viraux et cellulaires modulant la susceptibilité des cellules infectées par le VIH-1 aux réponses humorales. Une meilleure compréhension de ces mécanismes est nécessaire pour développer des nouvelles stratégies capables d’éradiquer les réservoirs viraux. / In the absence of an effective vaccine and with antiretroviral therapies unable to eradicate the virus, HIV-1 remains a global public health problem. Antibody-based immunotherapies are currently being investigated to eliminate cellular reservoirs, which represent a major obstacle towards an HIV-1 cure. HIV-1 envelope glycoproteins (Env) represent the only virus-specific antigen exposed at the surface of infected cells and therefore is the main target for antibodies. In its unliganded form, Env samples a ‘closed’ conformation, preferentially recognized by neutralizing antibodies. Interaction with CD4 drives Env into its ‘open’ conformation, exposing conserved epitopes recognized by non-neutralizing antibodies (nnAbs) present in sera from HIV-1 infected individuals (HIV+ sera). NnAbs can eliminate infected cells by antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC). However, HIV-1 encodes for the accessory proteins Nef and Vpu which decrease cell surface levels of CD4 and BST-2, thus avoiding recognition and elimination of infected cells by nnAbs. In this thesis, we characterize in detail the contribution of Env, Nef, and Vpu to evade humoral responses and explore new strategies for sensitizing infected cells to ADCC. In an effort to develop a more adequate quantification of ADCC responses, we identified major biases in widely used assays, including the ones used to assess correlates of vaccine protection. These include the inability to distinguish between the elimination of infected and uninfected cells and the use of viral constructs coding for a reporter gene that prevents Nef expression. Using a novel intracellular staining, we confirmed the protective effect of Nef and Vpu against ADCC responses. Next, we studied the different Env and Vpu determinants modulating the susceptibility of infected cells to nnAbs-mediated ADCC responses. Certain Env structural features modulate its conformational transitions, including the trimer association domain, the furin cleavage site and the Phe43 cavity. Alterations of these components increase the susceptibility of HIV-1-infected cells to ADCC mediated by HIV+ sera. In addition to inhibiting CD4 and BST-2, Vpu also targets NTB-A and PVR, which act as ligands for NK cell activating receptors. However, we found that the polyfunctionality of Vpu can be compromised by the upregulation of BST-2 by type I interferons (IFN-I), thereby sensitizing infected cells to NK cell responses. Using a humanized mouse model, we validate the importance of Vpu to escape the immune pressure of nnAbs in vivo. Finally, we explored new strategies to bypass the protective effect of Vpu and Nef and sensitize HIV-1-infected cells to ADCC by modulating Env conformation using small CD4-mimetic compounds (CD4mc). We identified a network of residue lining the Phe43 cavity that modulates Env sensitivity to CD4mc. The enhanced surface expression of Env by type I IFNs boosts the ability of CD4mc to sensitize HIV-1-infected cells to ADCC by HIV+ sera. Overall, this thesis sheds light on a thorough characterization of viral and cellular determinants modulating the susceptibility of HIV-1-infected cells to humoral responses. A better understanding of these mechanisms is needed to develop new strategies able to eradicate viral reservoirs.

Un obstacle important dans l’éradication du virus de l’immunodéfience humaine (VIH-1) est l’établissement de réservoirs viraux où le virus reste à l’état latent ainsi que l’absence de vaccin efficace. Bien que les molécules antivirales actuelles permettent d’augmenter l’espérance de vie des personnes vivant avec le VIH-1 (PLWH) ainsi que de diminuer la réplication virale chez cellesci, elles ne contribuent pas à l’élimination de ces réservoirs. La hausse de résistance envers ces molécules inhibitrices nécessite le développement constant de nouvelles molécules. L’une d’entre elles, temsavir (BMS-626529), est un nouvel inhibiteur d’attachement approuvé par la FDA depuis 2020. Sa cible, la glycoprotéine d’enveloppe (Env), est le seul antigène viral présent à la surface des cellules infectées et des virions, représentant donc la cible idéale des anticorps. L’Env mature se trouve sous forme d’hétérodimère (gp120 et gp41) suite au clivage de son précurseur gp160. Temsavir lie sous la boucle β20-β21 de la gp120 et prévient donc, par compétition, l’interaction entre l’Env et le récepteur CD4 de l’hôte. En plus de son rôle en tant qu’inhibiteur d’attachement, temsavir permet de stabiliser le trimère dans sa conformation dite «fermée». Un ancien analogue de temsavir, BMS-806, a montré réduire l’addition de glycans ainsi que de diminuer le clivage du précurseur gp160. Nos études démontrent que temsavir possède également un impact sur ces mécanismes impliqués dans la maturation et la flexibilité de l’Env de plusieurs souches du VIH-1. De ce fait, nous avons investigué l’effet de cette altération sur la conformation des différentes Env. Nos observations montrent que l’effet de temsavir sur le clivage protéolytique est associé à une diminution de la reconnaissance de l’Env par des anticorps ciblant différentes régions de celle-ci. Cette modification de la reconnaissance de l’Env est également associée à l’efficacité de la réponse cytotoxique cellulaire dépendante des anticorps (ADCC) à éliminer les cellules infectées. Les résultats présentés dans ce mémoire, notamment l’effet de temsavir sur la conformation de l’Env, devrait être considéré lors du développement d’immunothérapies ciblant le réservoir viral. / An important obstacle in the eradication of the human immunodeficiency virus (HIV-1) is the establishment of viral reservoirs where the virus remains in a latent state and the absence of a potent vaccine. Although current antiretroviral molecules increase the life expectancy of people living with HIV-1 (PLWH) as well as reduce viral replication, they do not contribute to the elimination of these reservoirs. Also, the increase in drugs resistances towards these inhibitory molecules requires the constant development of new molecules. One of them, temsavir (BMS-626529), is a new attachment inhibitor approved by the FDA since 2020. Its target, the envelope glycoprotein (Env), is the only viral antigen present at the surface of infected cells and virions and thus, is also the main target of antibodies. This mature Env consists of three gp120-gp41 heterodimers after the proteolytic cleavage of its gp160 precursor. Temsavir binds under the β20-β21 loop of gp120 and prevents the interaction between Env and the host CD4 receptor. In addition to its role as an attachment inhibitor, temsavir stabilizes the trimer in its "closed" conformation. A previous analog of temsavir, BMS-806, has been shown to affect the addition of glycans as well as the cleavage of the gp160 precursor. Our studies demonstrate that temsavir also has an impact on these mechanisms involved in the maturation and flexibility of Env of several strains of HIV-1. Therefore, we investigated the effect of this alteration on the conformation of different Env. Our observations showed that the effect of temsavir on proteolytic cleavage is associated with a decrease in Env recognition by antibodies targeting different regions of Env. This modification in Env recognition also appears to be associated with the efficacy of antibody to mediate potent antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) against infected-cells. The results presented in this master thesis, should be considered when developing immunotherapies aimed at targeting the viral reservoir in Fostemsavir-treated individuals.

Depuis 2013, le traitement « universel » est recommandé en France. Le moment de l’initiation thérapeutique est une question qui reste cependant d’actualité pour les patients se présentant en primo-infection. Cette thèse s’attache à étudier la prise en charge thérapeutique du VIH au stade de la primo-infection (PIV) sous différents angles :1) le suivi par les cliniciens des recommandations d’initiation des traitements antirétroviraux depuis 1996 en fonction de l’évolution de ces recommandations; 2) l’impact d’un traitement ARV transitoire en PIV sur la réponse immuno-virologique lors de la reprise du traitement et 3) l’identification de nouveaux biomarqueurs comme facteurs pronostiques de progression de l’infection VIH. La majorité des travaux présentés dans cette thèse repose sur les données de la cohorte ANRS PRIMO qui comporte environ 1 500 patients infectés par le VIH inclus en PIV entre juin 1996 et décembre 2013, dans 94 hôpitaux français. Tous les patients étaient naïfs de traitement antirétroviral à l'inclusion.La première partie de la thèse analyse la mise en œuvre des recommandations d’initiation du traitement ARV entre 1996 et 2010 par les médecins en France, dans deux situations distinctes : au stade chronique et lors de la primo-infection par le VIH-1. Nous avons montré que les recommandations d’initiation du traitement ARV étaient largement suivies. Néanmoins, il existe un effet d’inertie dans leurs applications lors des changements de recommandation. Il reste à améliorer le délai de mise sous traitement lorsque le taux de CD4 atteint le seuil recommandé. Au stade chronique, le traitement était plus fréquemment initié chez les patients présentant un critère d’initiation dès le diagnostic d’infection par le VIH (96%), que chez les patients qui atteignaient un critère d’initiation au cours du suivi (78%, p<0.001). Nous avons identifié comme facteurs de risque de ne pas être traité en phase chronique malgré une indication de traitement : une charge virale < 5log (versus >5), un plus faible niveau d’éducation et des conditions de vie précaires.L’impact de l’interruption d’un traitement antirétroviral initié en PIV sur la restauration des CD4 après reprise du traitement a été exploré en modélisant l’évolution des CD4 avec des modèles linéaires à effets mixtes avec intercept et pente aléatoires. Les patients qui avaient initié un traitement ARV pendant la phase chronique avaient une meilleure réponse immunologique que les patients reprenant un 2ème traitement après un traitement transitoire en PIV : à 36 mois, les gains en √CD4 cellules/mm3 et en pourcentage de CD4 étaient significativement plus élevés. Cependant, il s’agissait de différences modestes en termes cliniques, qui ne conduisent pas à recommander d’arrêter la recherche clinique sur les arrêts de traitement cherchant à induire des contrôleurs post traitement. Après un état des lieux des mécanismes complexes d’activation/inflammation du système immunitaire pendant la primo-infection nous avons cherché à identifier de nouveaux biomarqueurs prédictifs de l’évolution de l’infection. Le taux de sCD14 (marqueur d’activation monocyte/macrophage et marqueur indirect de translocation microbienne) au moment de la PIV a été identifié comme marqueur potentiel de prédiction du déclin des CD4 et du risque de mortalité d’origine cardio-vasculaire. En conclusion, bien que des progrès considérables aient été réalisés dans la prise en charge du VIH, d'autres études sont nécessaires pour optimiser et adapter le traitement au profil du patient dès les premiers stades de l’infection VIH. / In France, since 2013, HIV treatment has been recommended for all HIV-infected patients independently of their CD4 count. However, when to start anti-retroviral (ARV) treatment is still an issue. This thesis aims to explore the therapeutic management of HIV at the stage of PHI in different aspects: 1) we explored how physicians in France have applied the evolving guidelines for ART initiation since 1996 2) the impact of a transient ARV treatment at PHI on immuno-virological response during 2nd treatment and 3) identification of new biomarkers prognostic of HIV progression.Most of the work presented in this thesis is based on data from the ongoing ANRS PRIMO cohort that enrolled more than 1 500 HIV infected patients enrolled at PHI since June 1996 in 94 French hospitals. All patients were antiretroviral therapy naive at baseline.The first part of the thesis analyzes the implementation of the recommendations of ARV treatment initiation between 1996 and 2010 by physicians in France, in two distinct situations: in the chronic HIV-1 infection and during primary HIV-1 infection. We have shown that the recommendations of ARV treatment initiation were widely followed. Nevertheless, there was inertia in guidelines application when changes in the recommendations took place. The time to treatment when CD4 cell counts reach the threshold to treat can be improved. 96% of the patients initiated ART when they had a CD4 cell count below the threshold to treat at entry, while treatment was less timely initiated when the CD4 threshold was reached during active follow-up (78%, p <0.001).We identified as risk factors for not being timely treated in chronic phase despite an indication for treatment: a viral load <5log (versus> 5), a lower education level and poor living conditions.The impact of ARV interruption after a first treatment initiated at PHI on the CD4 count restoration after resumption was explored by modeling the evolution of CD4 cells with linear mixed effects models with random intercept and slope. Patients who initiated ARV treatment during the chronic phase had a better immune response than patients who initiated a second course treatment after a transient ART at PHI: at 36 months, the gains in √CD4 cells / mm3 and CD4 percentage were significantly higher. However, this difference was clinically modest and further research on treatment interruptions seeking to induce post-treatment controllers is still an issue but only in research settings and under close medical surveillance. After an overview of the complex mechanisms of activation / inflammation of the immune system during primary infection we sought to identify new predictive biomarkers of disease progression. The level of sCD14 (marker of monocyte/macrophage activation and an indirect marker of microbial translocation) at the time of PHI was identified as predictive marker of CD4 decline and of risk of cardio-vascular mortality. In conclusion, although considerable progress has been made in the management of HIV, further studies are needed to optimize and adapt the treatment to the patient profile in the early stages of HIV infection.