Philosophiae Doctor - PhD / Hepatitis C was first recognized as a transfusion-associated liver disease not caused by hepatitis A or hepatitis B virus after serological tests were developed to screen for their presence in the blood. The infectious agent was finally identified with the cloning of the cDNA of hepatitis C virus (HCV) using random polymerase chain reaction (PCR) screening of nucleic acids extracted from plasma of a large pool of chimpanzee infected with non-A non-B hepatitis. NS5B, a membrane-associated RNA-dependent RNA polymerase essential in the replication of HCV, initiates the synthesis of a complementary negative-strand RNA from the genomic positive-strand RNA so that more positive-strand HCV RNA can then be generated from the newly synthesised negative-strand template. The crystal structure of NS5B presented typical fingers, palm and thumb sub-domains encircling the GDD active site, which is also seen in other RNA-dependent RNA polymerases, and is similar to the structure of reverse transcriptase of HIV-1 and murine Moloney leukaemia virus. The last 21 amino acids in the C-terminus of NS5B anchor the protein to the endoplasmic reticulum (ER)-derived membranous web. NS5B has been shown to interact with the core, NS3/NS4A, NS4B and NS5A proteins, either directly or indirectly. Numerous interactions with cellular proteins have also been reported. These proteins are mainly associated with genome replication, vesicular transport, protein kinase C-related kinase 2, P68 (DDX5), α-actinin, nucleolin, human eukaryotic initiation factor 4AII, and human VAMP-associated protein. Previous studies have confirmed that NS5B binds to full-length DDX5. By constructing deletion mutants of DDX5, we proceeded to characterize this interaction between DDX5 and HCV NS5B. We report here the identification of two exclusive HCV NS5B binding sites in DDX5, one in the N-terminal region of amino acids 1 to 384 and the other in the C-terminal region of amino acids 387 to 614. Proteins spanning different regions of DDX5 were expressed and purified for crystallization trials. The N-terminal region of DDX5 from amino acids 1 to 305 which contains the conserved domain I of the DEAD-box helicase was also cloned and expressed in Escherichia coli. The cloning, expression, purification and crystallization conditions are presented in this work. Subsequently, the crystal structure of DDX5 1-305 was solved and the high resolution three-dimensional structure shows that in front of domain I is the highly variable and disordered N terminal region (NTR) of which amino acids 51-78 is observable, but whose function is unknown. This region forms an extensive loop and supplements the core with an additional α-helix. Co-immunoprecipitation experiments demonstrated that the NTR of DDX5 1-305 auto-inhibit its interaction with NS5B. Interestingly, the α-helix in NTR is essential for this auto-inhibition and seems to mediate the interaction between the highly flexible 1-60 residues in NTR and NS5B binding site in DDX5 1-305, presumably located within residues 79-305. Furthermore, co-immunoprecipitation experiments revealed that DDX5 can also interact with other HCV proteins, besides NS5B.

Les maladies alcooliques du foie (MAF) sont responsables de 3,8% de la mortalité mondiale et restent une cause majeure de mortalité par maladies hépatiques, plus importante que l’hépatite C. Malgré le fardeau qu’elles représentent, tant sur le plan de la morbi-mortalité que sur le plan économique, il n’existe que très peu d’options thérapeutiques hormis l’abstinence et la transplantation hépatique. Une meilleure compréhension de la pathophysiologie et des facteurs impliqués dans les MAF permettrait d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques afin d’améliorer la prise en charge et le pronostic des patients.Il est largement admis que les patients souffrant de MAF présentent une dérégulation de leur réponse immunitaire. A l’état de base, il existe déjà une hyper-activation de leurs monocytes circulants et une élévation de leurs taux plasmatiques de cytokines pro-inflammatoires, dont le tumor necrosis factor-α (TNF-α). Lors d’une stimulation, la réponse inflammatoire des patients avec une MAF est exacerbée, les taux de TNF-α augmentent rapidement. Cet état, dont tous les mécanismes ne sont pas encore élucidés, est associé avec la sévérité et la mortalité de la MAF, ainsi qu’avec la survenue de complications de la cirrhose. Identifier les facteurs qui sous-tendent à cette réponse inflammatoire excessive et délétère aiderait probablement à mieux la réguler. Les patients atteints de MAF présentent de manière très fréquente un état de dénutrition qui est également associé au développement de complications et à la mortalité de la cirrhose. Les études de supplémentation nutritionnelle, dont les résultats sont controversés, se sont portées principalement sur le versant protéino-calorique des carences, alors que les patients souffrant de MAF présentent aussi des déficiences spécifiques en micro-nutriments, notamment en vitamines A et D, dont la signification pathophysiologique n’a jamais été étudiée. En effet, les vitamines A et D possèdent, en plus de leurs effets classiquement décrits, des effets immuno-modulateurs, anti-inflammatoires, anti-TNF-α et anti-fibrosants. Les carences en vitamine A et en vitamine D, ou en leurs métabolites actifs, l’acide all-trans rétinoïque (ATRA) et la 1α,25-dihydroxyvitamine D (1,25(OH)2D), pourraient donc être impliquées dans l’hyper-réponse inflammatoire délétère et dans la fibrose présentes dans les MAF. Dans un premier temps, nous avons étudié l’association entre les taux plasmatiques des vitamines A, D et d’ATRA, et la sévérité et la mortalité des MAF. Nous avons confirmé l’existence de déficiences en ces micro-nutriments chez les patients souffrant de MAF et nous avons montré l’association significative de ces carences avec la sévérité de la maladie, évaluée par les scores de MELD et de Child-Pugh, ainsi qu’avec la mortalité. Ces observations épidémiologiques très intéressantes ne permettent, cependant, pas de déterminer le rôle biologique potentiel des carences en vitamines A et D dans le développement et la progression des lésions hépatiques liées à l’alcool. En effet, le foie étant l’organe principal de stockage de la vitamine A et le lieu de la première hydroxylation de la vitamine D, les carences pourraient aussi bien être la conséquence de l’insuffisance hépatique et donc, un marqueur de sévérité, qu’une cause aux lésions, et donc une cible thérapeutique potentielle. Afin de déterminer l’existence d’un lien causal entre déficience et maladie hépatique, nous avons élaboré des expérimentations in vitro sur des cellules de patients et in vivo chez la souris. Nous montrons que les supplémentations in vitro en ATRA ou en 1,25(OH)2D modifient la réponse inflammatoire exacerbée des lymphomonocytes circulants (PBMC :peripheral blood mononuclear cells) de patients avec MAF. Elles diminuent l’expression et la production de TNF-α et augmentent celle de l’interleukine-10 (IL-10), cytokine anti-inflammatoire, en ce qui concerne l’ATRA. L’action de ce dernier est pré-transcriptionnelle puisqu’il agit sur l’expression de TNF-α, et semble être dépendante de son récepteur à l’acide rétinoïque de type RAR. En effet, l’ATRA agit via sa liaison à deux types de récepteurs, le RAR et le RXR, récepteur rétinoïque X. Nos données montrent que l’utilisation d’un agoniste RAR reproduit les mêmes effets que l’ATRA, à l’inverse de l’utilisation d’un agoniste RXR. In vivo, dans un modèle murin de MAF, nous montrons que la supplémentation orale en 1,25(OH)2D est capable de diminuer l’expression intra-hépatique de TNF-α qui est augmentée par le régime alcoolisé. Nos résultats montrent donc que dans le contexte des lésions hépatiques liées à l’alcool, les supplémentations en métabolites actifs des vitamines A et D, in vitro, sur des cellules de patients, et in vivo, dans le modèle Lieber-DeCarli, ont un effet inhibiteur sur le TNF-α circulant et intra-hépatique. En parallèle à ces données de supplémentation, nous montrons que la carence en vitamine A chez des souris s’accompagne d’une augmentation de l’activation et de la fonction de leurs macrophages péritonéaux, état réversible par l’administration orale d’ATRA. De manière intéressante, nous observons également un état d’hyper-activation des monocytes circulants de patients avec MAF, dont la déficience en vitamine A a été démontrée. Ces données suggèrent que la carence en vitamine A présente chez les patients atteints de MAF pourrait faire partie des mécanismes favorisant cet état d’hyper-réponse inflammatoire.Certaines données montrent que la consommation chronique d’alcool induit une stabilisation de l’ARNm de TNF-α, expliquant en partie l’augmentation de ses taux plasmatiques chez les patients avec MAF. D’autres montrent qu’un traitement par l’ATRA est capable de déstabiliser l’ARNm de TNF-α, accélérant ainsi sa dégradation. Nos résultats montrent que la carence en vitamine A chez la souris s’accompagne d’un allongement du temps de demi-vie de l’ARNm de TNF-α exprimé par les macrophages péritonéaux murins, illustrant sa plus grande stabilité comparée aux souris non carencées en vitamine A. La déficience en vitamine A présente dans les MAF pourrait donc expliquer, du moins en partie, l’augmentation des taux de TNF-α par la stabilisation de son ARNm.Finalement, nous avons étudié l’effet de la 1,25(OH)2D sur le phénotype de cellules stellées humaines, impliquées dans le processus de fibrose hépatique. Le traitement de ces cellules par le métabolite actif de la vitamine D diminue leur activation, modifie l’expression de gènes pro- et anti-fibrosants, mais n’a pas d’action sur l’apoptose.En conclusion, nous montrons pour la première fois l’association entre les déficiences en vitamine A/ATRA et vitamine D, et la sévérité des MAF. De plus, nos résultats suggèrent que les carences vitaminiques, présentes chez les patients avec une MAF, pourraient participer à la pathophysiologie de ces maladies en activant les cellules immunitaires, et que leur supplémentation pourrait diminuer l’état pro-inflammatoire et pro-fibrosant délétère de la cirrhose. Les déficiences en vitamines A et D ne seraient pas seulement le reflet de la sévérité de la MAF, mais joueraient bien un rôle dans le développement et la progression des lésions hépatiques. Leur évaluation et leur correction devraient être étudiées comme cible thérapeutique dans la prise en charge des MAF. / Doctorat en Sciences médicales (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le virus de l'hépatite C (HCV) est responsable de maladies chroniques du foie et l'une des principales causes de développement du carcinome hépatocellulaire (HCC). Cependant, les mécanismes moléculaires qui permettent le développement d’un HCC suite à une infection chronique par le HCV restent incompris. Les microARN (miR), de petits ARNs non codants qui régulent l'expression des gènes au niveau post-transcriptionnel, sont connus pour jouer un rôle important dans l'homéostasie cellulaire du foie. De plus en plus d’études suggèrent que l'infection par le HCV induit la modification de réseaux intracellulaires impliquant les miRs hépatiques contribuant au développement des lésions du foie, y compris le HCC. En utilisant des techniques d'analyse systématiques, nous avons identifié des miRs qui modulent le cycle viral du HCV mais également des miRs modulés lors de l'infection par le HCV. Cette analyse globale des interactions entre les miRs de l'hôte et le HCV améliore les connaissances actuelles sur les interactions entre le HCV et l’hôte qui contribuent vraisemblablement à la tumorigenèse dans le foie, et ouvre des perspectives pour de potentielles nouvelles approches pour prévenir et/ou traiter le HCC chez les patients infectés par le HCV. / Hepatitis C virus (HCV)-induced chronic liver disease is one of the leading causes of hepatocellular carcinoma (HCC). However, the molecular mechanisms that enable HCC development following chronic HCV infection remain poorly understood. MicroRNAs (miRs), small non coding RNAs that regulate gene expression at a post-transcriptional level have been reported to play an important role in cellular homeostasis within the liver. Increasing evidence suggests that HCV infection induces alteration of intrahepatic miR networks and that deregulation of miRs contributes to liver disease including HCC. Using high-throughput screening and RNA sequencing, we identified miRs that modulate the HCV life cycle and miRs that are modulated upon HCV infection. This comprehensive analysis of the HCV-host miR network improves the current knowledge of the HCV-host interactions that likely contribute to tumorigenesis in the liver and opens perspectives for novel potential approaches to prevent and/or treat HCC in HCV-infected patients.

PiT1/SLC20A1 a été identifiée pour la première fois comme récepteur rétroviral, puis de nombreuses autres études réalisées in vitro ont permis de révéler ces différentes fonctions. PiT1 est notamment un transporteur de phosphate-sodium dépendant. Par le biais de cette activité de transporteur de phosphate inorganique (Pi), PiT1 est impliqué dans plusieurs processus cellulaires comme la minéralisation osseuse, la calcification vasculaire (dans certaines pathologies), et la réabsorption rénale et intestinale de Pi. Dans notre laboratoire, afin de mieux caractériser les fonctions physiologiques de PiT1, un Knock Out (KO) total pour cette protéine a été généré. Les souris présentent un phénotype létal embryonnaire et une atteinte hépatique. Au vu de ces résultats, d’autres études, réalisées dans le laboratoire, ont mis en évidence l’implication de PiT1 dans la prolifération et l’apoptose cellulaire. Ces fonctions nouvellement décrites sont spécifiques à PiT1 et indépendantes de sa fonction de transporteur de Pi.Les objectifs majeurs de mon travail de thèse ont consisté à mieux comprendre le rôle de PiT1 dans les mécanismes apoptotiques déclenchés par le TNF-α. Pour cela, j’ai étudié la cascade d’activation du TNF-α dans les cellules Hela exprimant de manière stable un shPiT1 ou un shScramble. En effet, mes résultats suggèrent que l’association de TRAF2 ; un élément clé de l’activation de la voie des MAPKs ; à PiT1 par le bisais de sa large boucle intracellulaire, permettrait la dissociation des kinases en amont de la voie des MAPKs, GCK (MAP4K) et MLK3 (MAP3K), induisant leur désactivation et ainsi la régulation négative de JNK. La désactivation de JNK induit à son tour à l’inhibition des caspases et donc la signalisation apoptotique. Par ailleurs, j’ai montré que la suractivation de JNK dans les cellules invalidées pour PiT1 corrèle avec la dissocition antérieur du complexe TRAF2-cellular Inhibitor of Apoptosis Proteins (cIAPs). Ainsi, le complexe pro-apoptotique formé de la caspase-8, la protéine FAS-Associated via Death Domaine (FADD) et du Receptor Interactinf Protein 1 (RIP1) était plus actif.Par ailleurs, la boucle PiT1 et la boucle PiT2 ; son homologue ; ont été échangées, permettant ainsi l’obtention des protéines chimères P2-BclP1 et P1-BclP2. Celles-ci représenteraient des outils intéressants pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires engagés dans cette voie apoptotique. Enfin, le rôle de PiT1 dans l’apoptose induite par le TNF-α étudié dans des modèles cellulaires a été confirmé dans deux modèles murins faisant ainsi et pour la première fois un lien entre PiT1 et une pathologie inflammatoire, l’hépatite fulminante. Ces résultats montrent que l’absence de PiT1 sensibilise le foie à l’apoptose; à l’appui d’autres résultats ; PiT1 pourrait être considéré comme une cible thérapeutique dans des pathologies inflammatoires et cancéreuses. / PiT1/SLC20A1 was identified for the first time as retroviral receptor then phosphate inorganic-dependent sodium transporter activity. Through this more a function of phosphate inorganic (Pi) transporter, PiT1 is involved in multiple cellular processes such as bone mineralization, vascular calcification, renal and intestinal reabsorption of Pi. In our laboratory, a total mice Knock Out (KO) for this gene encoding for PiT1 was generated to characterize its physiological functions. The embryonic mice PiT1 KO have a lethal phenotype through liver damage. We have previously found that additional transport-independent functions. PiT1 is involeved in proliferation and in the regulation of tumour necrosis factor (TNF)-induced apoptosis. Modulated cells was mediated by an increased activation of c-Jun N-terminal Kinase (JNK).The aim of my study was to define the role of PiT1 in apoptotic mechanisms of TNF-α signaling. For that, I have studied the regulation cascade of TNF-α pathway in Hela cells expressing shPiT1 or shScramble. My results suggest that intra-cytoplasmic loop domain of PiT1 was interact with TRAF2 ; a key element in the MAPK pathway activation. Furthermore, we also have shown that TNF-induced association of two JNK upstream kinases (Germinal Centre Kinase (GCK or MAP4K) and Mixed Lineage Kinase 3 (MLK3 or MAP3K) to PiT1 suggesting that PiT1 inducing their deactivation and thus down-regulation of JNK. Furthermore, we have shown that JNK increased signalling in PiT1-depleted cells correlates with the earlier dissociation of TRAF2 – cellular Inhibitor of Apoptosis Proteins (cIAPs) complexes. Thus, the apoptotic complex formed by caspase-8, Fas-Associated protein via Death Domain (FADD) and Receptor Interacting Protein 1 (RIP1) was more effectively activated. Moreover, PiT1 and PiT2 loops, were exchanged, thus allowing obtaining chimeric proteins BclP1-P2 and P1-BclP2. These proteins represent valuable tools to explore the mechanisms involved in the apoptotic pathway. Finally, we confirmed the relevance of these observations in vitro and showed that PiT1 gene conditional deletion in the liver of adult mice increases their sensitivity to fulminant hepatitis TNF-induced. These results are the first report of the involvement of PiT1 in a fatal pathology.

Les hépatites virales constituent un enjeu majeur de santé public dans le domaine des maladies infectieuses. L’enjeu pour les prochaines années sera de mettre en œuvre des stratégies de dépistage et de de prise en charge des hépatites virales et du VIH, en particulier chez les usagers de drogue par voie intraveineuse et dans les pays à ressources limitées. Dans ce travail de thèse nous avons évalué des outils et des stratégies nouvelles pour améliorer le diagnostic et la prise en charge des infections par le VIH et le VHC dans les pays du Sud. Notre première étude porte sur l’évaluation de la performance diagnostique de la primo-infection du VIH sur Dried serum spot (DSS) par rapport aux tests rapides. Cette étude a été rétrospectivement réalisée chez 39 cas diagnostiqué Primo-infection du VIH entre 2000 et 2012 au CHU de Montpellier. En comparant avec le résultat sur le DSS, nous avons réussi à avoir une sensibilité de 87.2% (34/39) avec PCR Ag/Ac combiné 4eGeneration (ElecsysCombi PT test reactive et Liaison XL test reactive) témoignant de la bonne performance de ce test. Nous avons réalisé par la suite une étude clinico-virologique chez 104 patients co-infectés par le VIH et le VHC à Haiphong, Vietnam (ANRS 12262). C’est pour la première fois qu’une telle étude descriptive (évaluation clinico-virologique, évaluation de la fibrose hépatique avec les marqueurs biologiques recommandés par l’OMS et également par le Fibroscan®) est réalisée dans cette population au Vietnam. L’évaluation clinique, l’analyse des tests biochimiques et virologique et celle de la fibrose par l’élastographie hépatique (Fibroscan®, Echosens) ont été réalisées Parmi 104 patients, 93 (89,4%) avaient des ARN du VHC détectable (médiane 6,19 (4,95 à 6,83 log10 UI / mL). La plupart des patients ont été infectés par les génotypes 1a/1b (69%) et les génotypes 6a/6e (26%). 43 patients (41,3%) présentaient une fibrose significative (≥ F2), dont 24 patients (23,1%) avec une fibrose extensive (F3) et/ou une cirrhose hépatique (F4). L’évaluation de la fibrose hépatique par l’élastométrie (Fibroscan®) est utilisée comme l’examen de référence à comparer avec le test APRI (AST-to-platelet ratio index) recommandé par l’OMS dans la prise en charge des patients infectés par le VHC dans les pays à ressource limitée, en prenant le cut-off élevé supérieur ou égale à 2, nous avons réussi à classifier les fibroses sévères/cirrhose hépatique avec une sensibilité à 90% et une spécificité à 84% (Se: 90%, Sp: 84%, AUROC = 0,93, IC 95%: 0,86 à 0,99).Notre dernière étude a évalué la réponse des marqueurs immunologiques à l’association de Peginterféronα (PegIFNα) et ribavirine. Nous avons étudié la concentration des 25 cytokines chez 30 patients co-infectés par le VIH et le VHC. Les résultats ont été comparés entre les patients classés « RVS » (réponse virologique soutenue) (RVS, n = 19) et les non-répondeurs (NR, n = 11). Le changement en concentration des cytokines lié à la thérapie PegIFNα-ribavirine a été observé chez les patients RVS et NR. Le changement en concentration sérique de l'IL-8, MIP-1β; et MCP-1 pourrait être associé à l'efficacité de la bithérapie PegIFNα-ribavirine chez les patients co-infectés par le VIH et le VHC.L’amélioration du dépistage et du diagnostic est un élément primordial faisant partie du contrôle de ces infections virales. Notre étude a renforcé l’hypothèse de l’utilité de DBS. Le Fibroscan® et les marqueurs biologiques (APRI Test) sont des outils intéressants pour l’évaluation de la fibrose hépatique dans les pays à ressources limitées. Mot clés : Co-infection HIV-VHC, usagers de drogues par voie intraveineuse, dried blood Ssot, fibrose hépatique, fibroscan, APRI, interféron pégylé, Vietnam. / Chronic viral hepatitis is a major public health issue worldwide in the field of infectious dis and mostly affects resource-constrained countries. The challenge for the resource-limited countries is to implement the strategies for screening and management of viral hepatitis, particularly for hepatitis C among people who inject drugs.In this thesis we have evaluated new tests and strategies to improved diagnosis and therapeutic monitoring of HCV and HIV infection in low resource setting. The first study evaluated the performances of HIV testing using filter paper (DSS – Dried serum spot) compared with rapid tests during the early phase of HIV infections. A total of 39 serum samples form newly diagnosed HIV infected persons was included. Fourth generation immunoassays (ElecsysCombi PT test reactive and Liaison XL test reactive) identified 34 out of 39 HIV early infections using dried serum spot, whereas the Determine TM HIV-1/2 rapid test detected 24 out of 39 HIV positive serum (87.2% vs 61.5% respectively, p = 0.009). Fourth generation Ag/Ab immunoassays performed on DSS had good performance for HIV testing during the early phases of HIV infection. In the second study, we conducted a cross-sectional study aimed to assess the proportion of clinically significant fibrosis in HIV/HCV-co-infected patients followed in Viet Tiep Hospital in Haiphong, Northern Vietnam. From February to March 2014, 104 HIV-HCV coinfected patients receiving antiretroviral therapy (ART) were prospectively enrolled. 93 (89.4%) had detectable HCV RNA, median 6.19 (4.95-6.83 Log10 IU/mL). Patients were mainly infected with genotypes 1a/1b (69%) and genotypes 6a/6e (26%). 43 patients (41.3%) had fibrosis ≥ F2 including 24 patients (23.1%) with extensive fibrosis (F3) and/or cirrhosis (F4). Using Fibroscan® as a gold standard, the high threshold (2) of AST-to-platelet ratio index (APRI) had very good performances for the diagnosis of extensive fibrosis/cirrhosis (Se: 90%, Sp: 84%, AUROC=0.93, 95%CI: 0.86-0.99).In the last study, the impact of pegylated interferonα (PegINFα) and ribavirin therapy on T cell immune response was explored in HIV/HCV coinfected patients. Concentrations of 25 cytokines and CD8+ T cell activation were monitored in HCV/HIV co-infected patients. Results were compared between patients retrospectively classified as sustained virological responders (SVR, n=19) and non-responders (NR, n = 11). High pretreatment concentrations of IP-10 (CXCL-10) and MCP-1 (CCL-2) were associated with poor anti-HCV response. Highest rise in MIP-1β; and MCP-1 levels was observed four weeks after anti-HCV treatment initiation in SVR compared to NR, whereas a decrease of IL-8 concentration was associated with treatment failure (p= 0.052). Treatment based on drugs having immunomodulating activities may benefits from immunomonitoring using multiplex techniques. In conclusion, improving access to HIV and HCV diagnosis and monitoring are critical toward the control of these infections. Our work performed illustrate how dried blood spot, point of care testing, Fibroscan and simplified assays may contribute to HIV and HCV care in low resource setting. Key word : Co-infection HIV-HCV, IV drug user, dried blood Spot, liver fibrosis, fibroscan, APRI, Pegylated interferon, Vietnam.

Philosophiae Doctor - PhD / To ameliorate Hepatitis C Virus (HCV) therapeutic and diagnostic challenges requires robust intervention strategies, including approaches that leverage the plethora of rich data published in biomedical literature to gain greater understanding of HCV pathobiological mechanisms. The multitudes of metadata originating from HCV clinical trials as well as low and high-throughput experiments embedded in text corpora can be mined as data sources for the implementation of HCV-specific resources. HCV-customized resources may support the generation of worthy and testable hypothesis and reveal potential research clues to augment the pursuit of efficient diagnostic biomarkers and therapeutic targets. This research thesis report the development of two freely available HCV-specific web-based resources: (i) Dragon Exploratory System on Hepatitis C Virus (DESHCV) accessible via http://apps.sanbi.ac.za/DESHCV/ or http://cbrc.kaust.edu.sa/deshcv/ and (ii) Hepatitis C Virus Protein Interaction Database (HCVpro) accessible via http://apps.sanbi.ac.za/hcvpro/ or http://cbrc.kaust.edu.sa/hcvpro/. DESHCV is a text mining system implemented using named concept recognition and cooccurrence based approaches to computationally analyze about 32, 000 HCV related abstracts obtained from PubMed. As part of DESHCV development, the pre-constructed dictionaries of the Dragon Exploratory System (DES) were enriched with HCV biomedical concepts, including HCV proteins, name variants and symbols to enable HCV knowledge specific exploration. The DESHCV query inputs consist of user-defined keywords, phrases and concepts. DESHCV is therefore an information extraction tool that enables users to computationally generate association between concepts and support the prediction of potential hypothesis with diagnostic and therapeutic relevance. Additionally, users can retrieve a list of abstracts containing tagged concepts that can be used to overcome the herculean task of manual biocuration. DESHCV has been used to simulate previously reported thalidomide-chronic hepatitis C hypothesis and also to model a potentially novel thalidomide-amantadine hypothesis. HCVpro is a relational knowledgebase dedicated to housing experimentally detected HCV-HCV and HCV-human protein interaction information obtained from other databases and curated from biomedical journal articles. Additionally, the database contains consolidated biological information consisting of hepatocellular carcinoma (HCC) related genes, comprehensive reviews on HCV biology and drug development, functional genomics and molecular biology data, and cross-referenced links to canonical pathways and other essential biomedical databases. Users can retrieve enriched information including interaction metadata from HCVpro by using protein identifiers, gene chromosomal locations, experiment types used in detecting the interactions, PubMed IDs of journal articles reporting the interactions, annotated protein interaction IDs from external databases, and via “string searches”. The utility of HCVpro has been demonstrated by harnessing integrated data to suggest putative baseline clues that seem to support current diagnostic exploratory efforts directed towards vimentin. Furthermore, eight genes comprising of ACLY, AZGP1, DDX3X, FGG, H19, SIAH1, SERPING1 and THBS1 have been recommended for possible investigation to evaluate their diagnostic potential. The data archived in HCVpro can be utilized to support protein-protein interaction network-based candidate HCC gene prioritization for possible validation by experimental biologists. / South Africa

The Picornaviridae family contains a number of pathogens which are economically important including Poliovirus, Coxsakievirus, Hepatitis A Virus, and Foot-and-Mouth-Disease-Virus. Recently the emergence of novel picornaviruses associated with gastrointestinal, neurological and respiratory diseases in humans has been reported. Although effective vaccines for viruses such as FMDV, PV and HAV have been developed there are currently no antivirals available for the treatment of picornavirus infections. Picornaviruses proteins are classified as: the structural proteins VP1, VP2, VP3 and VP4 which form the subunits of the viral capsid and the replication proteins which function as proteases, RNA-polymerases, primers and membrane binding proteins. Although the host specificity and viral pathogenicity varies across members of the family, the icosahedral capsid is highly conserved. The capsid consists of 60 protomers, each containing a single copy of VP1, VP2 and VP3. A fourth capsid protein, VP4, resides on the internal side of the capsid. Capsid assembly is integral to life-cycle of picornaviruses; however the process is complex and not fully-understood. The overall aim of the study was to broaden the understanding of the evolution and function of the structural proteins across the Picornaviridae family. Firstly a comprehensive analysis of the phylogenetic relationships amongst the individual structural proteins was performed. The functions of the structural proteins were further investigated by an exhaustive motif analysis. A subsequent structural analysis of highly conserved motifs was performed with respect to representative enteroviruses, Foot-and-Mouth-Disease-Virus and Theiler’s Virus. This was supplemented by the in silico prediction of interacting residues within the crystal structures of these protomers. Findings in this study suggest that the capsid proteins may be evolving independently from the replication proteins through possible inter-typic recombination of functional protein regions. Moreover the study predicts that protomer assembly may be facilitated through a network of multiple subunit-subunit interactions. Multiple conserved motifs and principle residues predicted to facilitate capsid subunit-subunit interactions were identified. It was also concluded that motif conservation may support the theory of inter-typic recombination between closely related virus sub-types. As capsid assembly is critical to the viral life-cycle, the principle interacting motifs may serve as novel drug targets for the antiviral treatment of picornavirus infections. Thus the findings in the study may be fundamental to the development of treatments which are more economically feasible or clinically effective than current vaccinations.

La fièvre de la Vallée du Rift (FVR) est une zoonose émergente provoquée par un virus. La FVR affecte principalement le bétail. Chez l'Homme, la maladie peut évoluer sous deux formes mortelles: une fièvre hémorragique et une encéphalite. Malgré l'importance du fonds génétique dans l'issue de la FVR, l'identité des gènes responsables reste inconnue. Nous avons étudié les facteurs génétiques qui déterminent la sensibilité de la lignée de souris MBT/Pas et la résistance de la lignée BALB/c à la FVR. Nous avons identifié trois QTLs sur les chromosomes 2, 5 et 11, nommés, respectivement, Rvfs1, Rvfs3 et Rvfs2. Une infection des lignées congéniques correspondantes, C.MBT Rvfs1, -2 et -3, a confirmé le rôle de la région Rvfs2 dans la sensibilité à la FVR. Une analyse pathophysiologique a montré que les souris C.MBT Rvfs2 et BALB/c développent précocement une hépatite. Les souris C.MBT Rvfs2 meurent de cette hépatite aiguë. En revanche, les souris BALB/c régénèrent leur foie, ce qui leur permet de mieux tolérer l'atteinte du foie. La majorité des souris BALB/c sont décédées plus tard d'une encéphalite. Ces observations montrent que les modèles étudiés reproduisent chacune des deux formes de la maladie observées chez l'Homme. Nous avons produit des lignées sous-congéniques pour la région Rvfs2 et avons testé leur sensibilité à la FVR. Les résultats ont été croisés avec une analyse des variants de structure et de régulation présents dans l'intervalle. Cette stratégie a permis d'identifier 3 gènes candidats : Rnf213, Cd7 et Fasn. La fonction du gène Fasn suggère qu'il puisse jouer un rôle lors de la régénération du foie et ainsi être le facteur génétique que nous recherchons. / Rift Valley fever (RVF) is an emerging zoonosis caused by an arbovirus. The disease affects mainly livestock, but it can have a severe impact on human health. In humans, RVF may progress into fatal outcomes due to acute hepatitis or encephalitis. Despite the influence of the host genetic background on the outcome of the disease, the identity of causative genes remains unknown. We studied the genetic factors determining the susceptibility of MBT/Pas and the resistance of BALB/c mouse strains to RVF. We identified 3 QTLs linked to survival on chromosomes 2, 5 and 11 and named them, respectively, Rvfs1, Rvfs3 and Rvfs2. The infection of the corresponding congenic strains, C.MBT Rvfs1, 2 and 3, confirmed the role of Rvfs2 on the susceptibility to RVF. A pathophysiological investigation showed that both C.MBT Rvfs2 and BALB/c mice exhibit early onset severe hepatitis. However, while C.MBT Rvfs2 died rapidly from liver failure, BALB/c mice tolerated the liver disease and regenerated the hepatic tissue. These mice eventually died at a later stage from encephalitis. These observations indicate that each of the studied mouse models recapitulates one form of the human disease. We generated subcongenic strains harboring the Rvfs2 region and tested their susceptibility to RVF. The results were combined with high-throughput analyses of the structural and regulatory variants found in the region. Our combined approach allowed the identification of three candidate genes: Rnf213, Cd7 and Fasn. The function of the Fasn gene suggests that it could play a role in the mechanism of liver regeneration and, thus, Fasn is our best candidate gene to account for the susceptibility phenotype.

La lutte contre des pathologies, notamment inflammatoires ou chroniques, nécessite de nouvelles stratégies pour proposer une médecine améliorée et personnalisée. La recherche de biomarqueurs répond à cette problématique. Un criblage innovant basé sur une molécule scavenger activée est décrit ici. En participant à l’élimination des éléments du non-soi ou du soi altéré, cette molécule scavenger activée a la capacité d’interagir avec les biomolécules qui sont à l’origine de la pathologie ou qui résultent du déséquilibre pathologique. Il est donc probable que les ligands de ce scavenger comptent une proportion importante de biomarqueurs. Ce criblage fonctionnel peut ainsi éclairer notre compréhension de la physiopathologie et même identifier de potentiels compagnons diagnostiques ou candidats médicaments. Cette approche est appliquée à l’hépatite C, une pathologie d’étiologie virale connue, et à la sclérose en plaques, une neuropathologie plus complexe. / The fight against pathologies, especially inflammatory or chronic ones, needs new strategies to propose an improved and personalized medicine. The search for biomarkers deals with this challenge. A novel screening system based on an activated scavenger molecule is described here. Due to its implication in the elimination of non-self and altered-self, this activated scavenger has the ability to interact with biomolecules that cause pathologies or that result from the pathological imbalance. It is therefore very probable that the ligands of this scavenger count a high proportion of biomarkers. This functional screening may then help understand the physiopathology and might even identify potential diagnostic companions or drug candidates. This approach is applied to Hepatitis C, a condition of known viral etiology, and to multiple sclerosis, a more complex neuropathology.

No description available.