Les cellules monocytaires et les macrophages sont des cibles du virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1) et du virus de l’immunodéficience simienne (VIS). D’une part, il a été proposé que les monocytes sanguins sont essentiels dans la réponse immune intestinale. D’autre part, les cellules monocytaires circulants reconstituent et repeuplent la région intestinale, qui est la première cible du VIH-1 et du VIS. Par conséquent, les cellules monocytaires intestinales pourraient contribuer à la dissémination virale dans l’organisme mais aussi représenter un réservoir viral sous thérapie antirétrovirale (TAR). Dans ce contexte, nous avons abordé la contribution des monocytes intestinaux dans le maintien des réservoirs viraux (VRs) chez le macaque rhésus (MR) infecté par la souche SIVmac251. Nos résultats montrent que la TAR précoce contrôle efficacement l’infection virale des cellules monocytaires, aussi bien dans le sang que dans l’intestin. Parallèlement au rebond viral après l'interruption du traitement, nous avons observé l'infection précoce des monocytes, qui présentent non seulement de l'ADN viral, mais également de l'ARN viral. Ces résultats indiquent que les sous-ensembles de cellules monocytes ne peuvent pas être considérés comme des VRs majeurs sous TAR, mais peuvent contribuer à la production virale et à la dissémination du virus une fois que celui-ci est interrompu. / Monocytic cells and macrophages are targets of human immunodeficiency virus (HIV-1) and simian immunodeficiency virus (SIV). On the one hand, it has been proposed that blood monocytes are essential in the intestinal immune response. On the other hand, circulating monocytic cells reconstitute and repopulate the intestinal tract, which is the primary target of HIV-1 and SIV. Therefore, intestinal monocytic cells could contribute to the viral dissemination but also represent a viral reservoir under antiretroviral therapy (ART). In this context, we discussed the contribution of intestinal monocytes in the maintenance of viral reservoirs (VRs) in rhesus macaque (RM) infected with SIVmac251. Our results show that early ART effectively controls the viral infection of monocytic cells, both in the blood and in the intestine. Along with viral rebound after treatment interruption, we have observed early infection of monocytes, which not only display viral DNA, but also viral RNA. These results indicate that subsets of monocyte cells cannot be considered as major VRs under ART, but may contribute to viral production and viral dissemination once treatment is interrupted.

Au cours de l’infection par le VIH, les réservoirs viraux s’établissent précocement, et représentent un problème majeur quant à leurs éradications. Comprendre les bases de cette dissémination virale, en particulier dans les tissus profonds comme la rate difficilement analysable chez l’Homme, et au cours de la phase précoce de l’infection, représente un enjeu de santé publique. Notre hypothèse de travail a été d’étudier une sous-population de lymphocytes T CD4 (Tfh, T follicular helper cells) qui joue un rôle essentiel dans l’établissement de la réponse humorale, et qui est prépondérante dans la rate. Mes résultats montrent chez le macaque Rhésus infecté par le virus de l’immunodéficience simienne (SIV) que durant la phase de primo-infection les cellules Tfh de la rate sont une cible du virus. Cette infection précoce de ces cellules pourrait donc contribuer à la dissémination de l’infection et rendre compte de l’absence de réponse humorale efficace contre ce virus. / During HIV infection, viral reservoirs are established early, and represent a major problem regarding their eradication. Understanding the basis of viral dissemination, particularly in deep tissues such as the spleen, which is difficult to analyze in Human, particularly during the early phase of infection, is a challenge for public health. Our hypothesis was to determine the contribution of a subset of CD4 T cells namely Tfh (T follicular helper cells) that play a major role in the establishment of humoral response and which is preponderant in the spleen. My results showed in rhesus macaques infected with simian immunodeficiency virus (SIV) that during the acute phase of infection, splenic Tfh cells are a target of the virus. This early infection of these cells could therefore contribute to the spread of infection and account for the lack of effective antibody response against the virus.

Le système immunitaire est un des points clefs pour éradiquer le virus de l'immunodéficience humaine (VIH). Actuellement, la persistance du VIH dans les organes dits « réservoirs » reste un problème majeur de santé publique. Il a été montré que les centres germinatifs (GC) des organes lymphoïdes tels que la rate, les ganglions périphériques et mésentériques sont des lieux de réplication virale. La sous-population de LT CD8 qui exprime le récepteur de chimiokine CXCR5 est capable de migrer vers ces GC. Ainsi, cette population cellulaire requiert un intérêt majeur dans le contrôle du VIH au niveau des organes lymphoïdes tels que : la rate, les ganglions périphériques et mésentériques. Dans ce contexte, nos travaux ont pu montrer qu'au cours de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (SIV) chez le modèle Rhésus macaque, les cellules T CD8 CXCR5+ sont capables de se localiser au niveau des organes lymphoïdes. Cependant, ces mêmes cellules ont une faible cytotoxicité (expression de granzymeB et perforine). Les LT CD8 CXCR5 ne sont donc pas capables d'éliminer efficacement le virus par la voie cytotoxique. / The immune system plays a key part in eradicating the human immunodeficiency virus (HIV). Nevertheless, the persistence of HIV in reservoir organs remains a major public health problem. The germinal centers (GCs) of lymphoid have been shown to be lusters of viral replication. Additionally, some CD8 T cells that express the chemokine receptor CXCR5 can migrate to GCs. Therefore, this specific cell population represents a major interest for the control of HIV in organs such as the spleen, peripheral and mesenteric lymph nodes. In this context, my work has shown that, in Macaque model, during SIV infection, the CD8 CXCR5+ T cells are indeed mainly localized in the lymphoid organs. However, these CD8 CXCR5+ T cells do not express high levels of cytotoxic molecules such as granzymB and perforin. Thus, there are not able to completely eliminate the virus.

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

Malgré l'introduction de traitements antirétroviraux efficaces, l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) reste un problème de santé publique majeur. Le foie a été identifié parmi les organes cibles du VIH, ayant pour conséquence des altérations hépatiques associées à des comorbidités chez les individus infectés. Cet organe est composé de nombreux types cellulaires. Parmi ceux-ci, on retrouve des cellules de l'immunité adaptative, les lymphocytes T, tout comme des cellules de l'immunité innée, les cellules iNKT qui représentent d'ailleurs une sous-population de cellules T CD4. Il a été proposé que les cellules iNKT jouent un rôle de pont entre l'immunité innée et adaptative et constituent le foie lors d'une lésion hépatique. De plus, il a été démontré que ces cellules sont infectées par le VIH. Dans ce contexte, nous avons analysé la dynamique d'infection des cellules iNKT du foie et des lymphocytes T CD4 conventionnels, à titre de comparaison, dans le but d'évaluer leurs contributions au cours de l'infection virale dans notre modèle de macaque rhésus infecté par le VIS. Nos résultats ont mis en évidence la présence de cellules iNKT (*invariant natural killer T cells*), se distinguant des lymphocytes T CD4 conventionnels par l'expression des molécules CXCR6, CD161, CCR6 et CD16. Nous avons également démontré que les cellules iNKT hépatiques possèdent un phénotype TCM tandis que les lymphocytes T CD4 possèdent un phénotype TEM. De plus, notre étude montre la présence d'ADN viral au sein de ces cellules en plus des LT CD4, suggérant que les cellules iNKT du foie pourraient représenter des réservoirs viraux du VIS. / Despite the introduction of highly active antiretroviral therapy, human immunodeficiency virus (HIV) infection continues to be a major global public health issue. The liver has been identified as a target organ for HIV causing liver injuries associated with comorbidities in infected individuals. Many cellular types compose this organ. These include adaptive immunity cells, such as CD4 T lymphocytes, as well as innate immunity cells, such as iNKT cells, which also represent a subset of CD4 T cells. iNKT cells have been proposed to act as a bridge between innate and adaptive immunity and constitute the liver during liver injury. Furthermore, it has been demonstrated that these cells are infected by HIV. In this context, we analyzed the infection dynamics of iNKT cells and CD4 T conventional cells, for comparison, to evaluate their contribution during viral infection in our rhesus macaque model infected with SIV. Our results showed the presence of iNKT cells (*invariant natural killer T cells*), differing from CD4 T conventional cells by the expression of CXCR6, CCR6, CD161 and CD16 molecules. We also demonstrated that iNKT liver cells harbor a TCM phenotype whereas CD4 T cells harbor a TEM phenotype. Moreover, our data show the presence of viral DNA within these cells in addition to CD4 T cells, suggesting that iNKT cells from the liver could represent SIV viral reservoir.