Abstract:<p>Background. This dissertation focuses on HIV-1 mother-to-child transmission (MTCT) as a major global public health issue. It consists of three papers that were published in international peer review journals. We initiated the study to answer the following research question: what was the impact of socioeconomic, clinical and biological risk factors on HIV-1 mother-to-child transmission incidence at Muhima health centre, in the specific context of Rwanda health sector reforms?<p>Methods. A prospective cohort study in Muhima health centre (Rwanda) was used to address the study objectives, with a follow up of 700 mother-infants pairs (2007-2010).<p>Results. The observed overall transmission rate was 3.2% (CI 1.9% – 4.5%) at age 6 weeks of life and 3.7% (CI 2.3% – 5.1%) at 6 months of age. Among the 679 exposed and followed-up infants, a higher risk of HIV-1 MTCT was significantly associated with the following factors: non-disclosure of HIV status to partner; high viral load (HIV-1 RNA); infant mixed feeding before 6 months of age; low mother’s CD4 count and low hemoglobin level during pregnancy.<p>Conclusions. The health sector reforms were found to have led to a conducive environment that was favorable to scaling up of maternal health services in Rwanda (2000-2010).<p>The observed overall MTCT rate of 3.2% (CI 1.9% – 4.5%) at age 6 – weeks postnatal in the Muhima cohort is a significant reduction of MTCT incidence towards achieving the elimination target of < 5% for breastfeeding populations in developing setting.<p>The most relevant factors independently associated with increased risk of mother – to – child transmission of HIV-1 included non-disclosure of HIV status to partner and high HIV-1 RNA. Members of this cohort also showed socioeconomic inequalities, with unmarried status carrying higher risk of undisclosed HIV status. <p>Integrated service delivery for PMTCT/MCH interventions, including community-based approach, task shifting and subsidized membership fees for people living with HIV, were the key national policies implemented to support optimal access to and delivery of evidence – based interventions for prevention of mother – to – child transmission of HIV in Muhima.<p><p>Résumé:<p>Contexte<p><p>Cette thèse porte sur la transmission mère-enfant du VIH-1 comme un problème majeur de santé publique au niveau mondial. Il est composé de 3 publications dans des revues internationales à comité de lecture. Nous avons initié l’étude pour pouvoir répondre à la question de recherche suivante :quel a été l’impact des facteurs de risque socio-économiques, cliniques et biologiques sur l’incidence de la transmission du VIH-1de la mère à l’enfant au centre de santé de Muhima, dans le contexte spécifique des réformes du secteur de la santé au Rwanda.<p>Cadre méthodologique<p><p>Une étude cohorte prospective a été menée au centre de santé de Muhima pour pouvoir répondre aux objectifs de l’étude, avec un suivi de 700 couples mères-enfants éligibles (2007-2010).<p>Résultats<p><p>L’incidence cumulée de transmission mère-enfant du VIH-1 a été de 3,2% (IC 1,9% – 4,5%) à 6 semaines et 3,7% (IC 2,3% – 5,1%) à 6 mois de vie. Parmi les 679 nourrissons exposés et suivis, un risque plus élevé de transmission mère-enfant du VIH-1 était significativement associé aux facteurs suivants :non divulgation du statut séropositif au VIH-1 entre partenaires ;charge virale élevée (ARN-VIH-1) ;allaitement mixte de l’enfant avant 6 mois d’âge ;CD4 bas et taux d’hémoglobine bas pendant la grossesse. <p><p><p><p><p>Conclusions<p><p>Les réformes du secteur ont pu créer un environnement favorable à l’extension des services de santé maternelle (2007-2010).<p>Le taux global 3,2% (IC 1,9 – 4,5) à 6 semaines de vie représente une réduction significative de l’incidence de transmission mère-enfant du VIH-1 pour atteindre le niveau de <5% comme indicateur relatif au plan d’élimination des nouvelles infections VIH chez l’enfant au sein des populations avec allaitement maternel comme pratique universelle.<p>Les facteurs les plus pertinents indépendamment associés à un risque élevé de transmission mère-enfant du VIH-1sont représentés par la non-divulgation du statut séropositif au VIH-1 entre partenaires et la charge virale élevée (ARN-VIH-1). Au sein de cette cohorte, l’on a également pu identifier l’existence d’inégalités socio-économiques, avec le statut de femme seule associé au risque plus élevé de non-divulgation du statut séropositif au VIH-1 entre partenaires.<p>Le service intégré de PTME / interventions de santé de la mère et de l’enfant, y compris l'approche communautaire, l’approche de délégation des tâches et la subvention des frais d'adhésion à la mutuelle de santé pour les personnes vivant avec le VIH, ont été les principales politiques nationales mises en œuvre pour favoriser l'accès optimal et la prestation des interventions basées sur les preuves pour la prévention de la transmission du VIH-1 de la mère à l’enfant au centre de santé de Muhima.<p> / Doctorat en Sciences de la santé publique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La plupart des infections par le VIH-1 sont acquises lors de rapports hétérosexuels. En Afrique subsaharienne on observe 71 % des infections mondiales et 60 % des nouvelles infections par le VIH-1 touchent les femmes. Le tractus génital féminin (TGF) constitue la principale porte d’entrée pour le VIH-1 et joue un rôle important dans la défense de l’organisme contre les microorganismes pathogènes tout en maintenant une tolérance de la flore commensale. On y trouve les cellules épithéliales qui participent à l’élaboration des réponses immunes en collaboration avec les cellules dendritiques (DCs), mais également d’autres types de cellules immunitaires qui confèrent une protection à la muqueuse vaginale, notamment à travers la production de cytokines et de chimiokines. Nous avons établi une cohorte de travailleuses du sexe (CSWs) au Bénin et nous avons identifié des femmes hautement exposées et séronégatives au VIH-1 (HESN), qui demeurent séronégatives après plus de sept années actives dans le travail du sexe. Les personnes HESN étant un excellent modèle d’immunité naturelle contre le VIH-1, le but de notre projet consiste donc à étudier les cellules immunitaires impliquées dans la protection de l’hôte face au VIH-1, au niveau du tractus génital féminin. Nous émettons l’hypothèse que le maintien de faibles conditions inflammatoires dans le TGF des femmes HESN préviendrait une activation immunitaire excessive en préservant l’intégrité de la barrière de la muqueuse vaginale et contribuerait ainsi à maintenir une protection contre l’infection par le VIH-1. Des études antérieures sur les HESN béninoises et kenyanes ont démontré que ces femmes présentent de faibles niveaux d’inflammation dans leur TGF inférieur. En accord avec cela, nous avons observé de faibles niveaux de BLyS/BAFF dans la muqueuse vaginale des HESN comparativement aux travailleuses du sexe séropositives (CSWs+ HIV+). BLyS/BAFF est une molécule importante pour la différenciation des cellules B et pour la sélection de cellules B de première ligne de la zone marginale (MZ). De ce fait, nous rapportons pour la première fois la présence de cellules B CD1c+ de type MZ qui sont capables de se lier naturellement à la gp120 glycosylée, au niveau de la muqueuse vaginale. Or, des cellules B CD1c+ exprimant IgG sont augmentées chez les CSWs+ HIV+ comparativement aux HESN, ce qui pourrait contribuer à l’hyperglobulinémie observée dans le TGF inférieur des CSWs+ HIV+. Les faibles niveaux de BLyS/BAFF retrouvés dans la muqueuse vaginale des HESN semblent donc préserver une homéostasie au sein du compartiment B et des cellules B CD1c+ du TGF. De plus, nous y détectons une réactivité des IgG1 avec la gp-41 de l’enveloppe virale, qui pourrait contribuer à leur immunité naturelle. Avec les cellules épithéliales, les DCs sont l’une des premières à être en contact avec le virus dans le TGF. Elles jouent un rôle essentiel dans l’orchestration des réponses immunitaires. Nous pensons que les DCs contribuent au maintien de faibles conditions inflammatoires dans le TGF des HESN, prévenant ainsi l’activation immunitaire excessive et préservant l’intégrité de la barrière muqueuse de façon à maintenir une protection/contrôle contre le virus. Nous avons caractérisé une population myéloïde endocervicale « tolérogénique » HLA-DR+CD14+CD11c+ exprimant HLA-G, ILT4, CD103 et de forts taux d’IFN-α et d’IL-10 dont la fréquence relative était augmentée au niveau du col de l’utérus des HESN comparativement aux CSWs+ HIV+. De plus, des populations Tregs/Tr1 étaient aussi augmentées chez les HESN. Ces données reflètent à la fois une réponse antivirale et une contribution au contrôle des conditions inflammatoires dans le TGF des HESN. Afin de mieux comprendre la nature des cellules myéloïdes tolérogéniques, nous avons voulu dériver des monocytes en cellules dendritiques (MoDCs). Toutefois, nous avons remarqué que la différenciation des MoDCs des HESN était altérée. Suite à cela, nous avons caractérisé le profil transcriptomique des monocytes. Les résultats préliminaires mettent en lumière l’éventuel rôle des récepteurs nucléaires NR4A dans la modulation des MoDCs et, possiblement, sur le plan des cellules myéloïdes tolérogéniques chez les HESN. Dans l’ensemble, ces résultats nous ont permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes mis en place chez les HESN dans l’immunité naturelle contre le VIH-1. / Most HIV-1 infections are acquired through heterosexual intercourse. In sub-Saharan Africa, 71% of global infections are observed and 60% of new HIV-1 infections affect women. The female genital tract (FGT) constitutes a main portal of entry for HIV-1 and plays an important role in protecting the host against pathogens while maintaining a tolerance to a commensal flora. FGT immunity involves genital epithelial cells as well as dendritic cells (DCs) and many other types of immune cells which confer protection, through the production of chemokines and cytokines. We established a cohort of commercial sex workers (CSWs) in Benin and identified HIV-1 highly exposed seronegative (HESN) individuals, who remain uninfected after more than seven years of active prostitution. These HESN individuals being an exceptional model of natural immunity against HIV-1, the aim of our project is to characterize immune cells involved in protection from HIV-1 infection, in the female genital tract. We hypothesize that maintenance of low inflammatory conditions in the FGT of HESN women helps to prevent excessive immune activation likely preserving the mucosal barrier integrity and would help to maintain a protection against HIV infection. Previous studies of Beninese and Kenyan HESN have shown that these women have a low inflammatory profile in their lower FGT. Accordingly, we found that vaginal mucosa of HESN had lower soluble BLyS/BAFF levels when compared to HIV-infected CSWs (CSWs+ HIV+). BLyS/BAFF is highly recognized for its role in B-cell ontogenesis, as well as cell fate decision towards the innate marginal zone (MZ) B-cell pool. For the first time, we report the presence of genital MZ-like CD1c+ B-cells that naturally bind to fully glycosylated gp120 in the vaginal mucosa. However, CD1c+ B-cells expressing IgG are increased in the lower FGT of CSWs+ HIV+ when compared to HESN, suggesting that these cells could contribute to the hyperglobulinemia observed in the lower FGT of CSWs+ HIV+. The low levels of BLyS/BAFF found in the vaginal mucosa of HESN thus appear to preserve homeostasis of the FGT B cell compartment and CD1c+ B-cells. In addition, we detect a reactivity of IgG1 to HIV-gp41 in cervico-vaginal lavages (CVL) supernatants of HESN, which could contribute to their natural immunity. Epithelial cells and DCs are one of the earliest cell types to sense the virus in the FGT. They play a key role in the orchestration of immune responses. We characterized a "tolerogenic" endocervical myeloid HLA-DR+CD14+CD11c+ population expressing HLA-G, ILT4, CD103 and high levels of IFN-α and IL-10, that was increased in the cervix of HESN when compared to CSWs+ HIV+. In addition, frequencies of Tregs/Tr1 cells were also increased in HESN. We believe that DCs contribute to maintaining low inflammatory conditions in the FGT of HESN, preventing excessive immune activation and preserving the integrity of the mucosal barrier to maintain a protection/control against the virus. These data reflect both an antiviral response and a contribution to the control of inflammatory conditions in the FGT of HESN. To better understand the nature of tolerogenic myeloid cells, we wanted to derive monocyte-derived dendritic cells (MoDCs). However, derivation of blood MoDCs was impaired in HESN. As a result, we decided to characterize the transcriptomic profile of total blood monocytes. Preliminary results appear to demonstrate the possible role of NR4A nuclear receptors in MoDCs modulation, and possibly in tolerogenic myeloid cells in HESN. Overall, our results contribute to a better understanding of the mechanisms established by HESN in natural immunity to HIV-1.

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est l’agent étiologique du SIDA, un rétrovirus complexe encodant les protéines accessoires : Nef, Vif, Vpr et Vpu. La fonction principale de ces protéines est de moduler l’environnement cellulaire afin de promouvoir la réplication virale. Les travaux présentés dans cette thèse portent sur la protéine virale Vpr, une protéine bien connue pour son activité d’arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M dans les cellules en division et pour l’avantage réplicatif qu’elle confère au virus durant l’infection de cellules myéloïdes. Les évènements sous-jacents à ces deux activités restent pour l’heure mal compris. Le but des travaux regroupés dans cet ouvrage est d’identifier de nouveaux facteurs cellulaires pouvant éventuellement expliquer les activités de Vpr précédemment décrites. Pour ce faire, nous avons utilisé une approche d’identification des partenaires de proximité par biotinylation, appelée BioID. L’avantage du BioID est de permettre un marquage in cellulo des protéines à proximité de la protéine d’intérêt. La mise en place et la caractérisation de cette approche font l’objet de la première section de cette thèse. En utilisant cette approche, nous avons défini un réseau de 352 partenaires cellulaires de la protéine Vpr. Parmi ces partenaires de Vpr, plusieurs sont organisés sous forme de complexes ou réseaux protéiques incluant notamment le complexe promoteur de l’anaphase/cyclosome (APC/C) et les centrosomes. Étant donné que le complexe APC/C est l’un des principaux régulateurs du cycle cellulaire, nous avons décidé d’analyser sa relation avec Vpr. Nous avons découvert que Vpr formait un complexe non seulement avec APC1, une sous-unité essentielle du complexe APC/C, mais aussi avec les coactivateurs (CDH1 et CDC20) de ce complexe. Nous avons par la suite démontré que Vpr induisait la dégradation d’APC1 et que celle-ci pouvait être prévenue par une double-mutation N28S-G41N de Vpr. Cette dégradation d’APC1 ne semblerait pas être reliée aux activités précédemment décrites de Vpr. Ces travaux font l’objet de la seconde section de cette thèse. Enfin, dans une troisième section, des travaux effectués en collaboration et analysant la relation entre les centrosomes et Vpr sont présentés. Cette thèse identifie 200 nouveaux partenaires de Vpr, ouvrant la porte à l’exploration de nouvelles cibles et activités de Vpr. Elle décrit également une nouvelle cible de Vpr : le complexe APC/C. Globalement nos résultats contribuent à une meilleure compréhension de la façon dont le VIH-1 manipule l’environnement cellulaire de l’hôte à travers la protéine virale Vpr. / Human immunodeficiency virus (HIV-1) is the AIDS causal agent. This complex retrovirus encodes several accessory proteins; namely Nef, Vif, Vpr and Vpu; whose functions are to manipulate the cellular host environment in order to favor HIV-1 viral replication. This thesis focused on Vpr whose main activities are to induce a cell cycle arrest in the G2/M phase in dividing cells and to provide a replicative advantage to HIV-1 during infection of myeloid cells such as macrophages. The cellular mechanisms underlying these two activities are up to now misunderstood. The main goal of the work presented in this thesis is to identify new cellular factors that could potentially explain the previously described Vpr activities. To do so, we used the proximity labelling approach called BioID. The main strength of BioID is to tag in cellulo partners of the protein of interest. The development as well as optimization of the BioID approach is presented in the thesis first section. Using BioID, we defined a network containing 352 cellular partners in close proximity with the viral protein Vpr. Amongst these cellular partners, several were organized into protein complexes or networks such as the anaphase promoting complex/cyclosome (APC/C) or the centrosome. Given that APC/C is a cell cycle master-regulator, we analyzed the interplay governing Vpr and APC/C interactions. We first demonstrated that Vpr could form a complex containing the scaffolding subunit APC1. APC/C coactivators, namely CDH1 and CDC20, could also be found in association with Vpr. We next showed that Vpr was inducing APC1 degradation and that Vpr residues N28 and G41 were essential to this activity. Surprisingly, the APC1-Vpr interplay does not relate to previously described Vpr activities. This work is presented in the second section of this thesis. Lastly, in the third section, a work done in collaboration analyzed the interplay between Vpr and the centrosomes. In this thesis we identified 200 new potential partners of Vpr, opening the doors to discover novel Vpr targets and activities. This thesis also defined APC/C as new Vpr target. Taken together our results allow a better understanding on how HIV-1 modulates the cellular environment by using the viral accessory protein Vpr.