L’initiation du cycle infectieux du virus de l’hépatite C (HCV) nécessite la traversée de la membrane cellulaire. Cette étape d’entrée met en jeu les protéines d’enveloppe du virus ainsi que les récepteurs à la surface cellulaire. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à ces deux aspects. Partant de l’hypothèse que les protéines d’enveloppe du HCV, E1 et E2, ont co-évolué au sein de chaque génotype, nous avons mis en évidence des incompatibilités fonctionnelles intergénotypiques entre ces protéines. Nous avons ensuite construit plusieurs séries de chimères intergénotypiques de E2 en nous basant sur un modèle structural. Ces chimères ont été étudiées d’un point de vue fonctionnel dans un système infectieux ainsi qu’à l’aide de pseudotypes rétroviraux. Ces travaux nous ont permis d’identifier plusieurs déterminants de E2 impliqués dans l’assemblage de la particule virale ainsi qu’une région juxtamembranaire prenant part au processus d’entrée virale. Cette dernière a été caractérisée d’un point de vue structural. Du fait de l’association potentielle entre le virus HCV et des lipoprotéines de faible densité, le LDLR a été proposé comme facteur d’entrée pour ce virus. Cependant, son rôle précis dans l’entrée du virus HCV reste mal compris. Nous avons étudié l’implication de ce récepteur en comparant les mécanismes d’internalisation du virus HCV et des lipoprotéines. Nous avons montré que la particule virale interagit avec le LDLR. Cependant, cette interaction ne semble pas conduire à une infection productive. De plus, nos données suggèrent que par ses fonctions de transport lipidique, le LDLR module la réplication génomique du virus HCV. / To initiate its life cycle, hepatitis C virus (HCV) needs to cross the cellular membrane. This process involves the viral envelope proteins and cellular receptor(s). During this thesis, we studied these two aspects. Our objectives were to identify new functional determinants in HCV glycoprotein E2 and to investigate the role of the LDL receptor (LDLR) during the HCV life cycle. With the hypothesis that E1 and E2 glycoproteins have co-evolved within the different genotypes, we identified functional intergenotypic incompatibilities between these two proteins. Based on a structural model, we then constructed several series of intergenotypic E2 chimeras. The functionality of these chimeras was analyzed in an infectious system and with the help of retroviral pseudotypes. This work led us to identify several E2 determinants involved in viral particle assembly as well as a juxtamembrane region taking part in virus entry. This latter has also been characterized at a structural level to better understand its role. Due to the potential interaction between HCV particle and low-density lipoproteins, the LDLR has been proposed as an entry factor for this virus. However, its exact role in HCV entry remains poorly understood. In this thesis, we investigated the role of this receptor in the HCV life cycle by comparing virus entry to the mechanism of lipoprotein uptake. We showed that the viral particle interacts with the LDLR. However, this interaction does not seem to lead to a productive infection. Furthermore, our data are in favour for a role of the LDLR as a lipid providing receptor which modules viral RNA replication.

La dissémination des herpèsvirus au travers de contact cellule-cellule jouerait un rôle essentiel dans l'établissement de la latence et la réactivation. Le virus de la maladie de Marek (MDV), sur lequel nous travaillons, constitue un excellent modèle pour l'exploration des mécanismes de passage des herpèsvirus d'une cellule à une autre. En effet, aucune particule virale extracellulaire n'a été détectée dans les systèmes réplicatifs étudiés. Au laboratoire, nous avons mis en évidence l'interaction de la protéine virale VP22 avec le cytosquelette d'actine, et son rôle essentiel pour une dissémination virale efficace. De plus, nous avons montré une conservation fonctionnelle entre la VP22 du MDV et les protéines orthologues de virus du même genre Mardivirus mais d'espèce différente, et celle du virus humain HSV-1 du genre Simplexvirus. Pour finir, nous avons démontré le rôle non essentiel de la protéine kinase virale pUL13 dans la pathogénèse et le tropisme cellulaire du MDV in vivo. / The spreading of herpesviruses through cell-to-cell contact would play an essential role in the establishment of the latency and the reactivation. The Marek's disease virus (MDV), we are working on, is an excellent model for studying the mechanisms implicated in this process as no extracellular viral particle was detected to date in the different culture systems. In our laboratory, we underscored the interaction of the VP22 viral protein with the actin cytoskeleton, and its essential role for an efficient MDV cell-to-cell spreading. Moreover, we showed a functional preservation between the MDV VP22 and the orthologous proteins of the other Mardiviruses species, or of the HSV-1 humain virus belonging to a distinct genus (Simplexvirus). Finally, we demonstrated the dispensable role of the pUL13 viral kinase protein in the pathogenesis and in the cellular tropism of the MDV in vivo.

L’infection par le virus de l’hépatite C (HCV) est un problème majeur de santé publique dont le traitement repose sur l’association d’interféron-α (IFN-α) pégylé et de ribavirine, toutes deux non spécifiques du HCV. Depuis 2011, des inhibiteurs de la protéase virale (boceprevir et telaprevir) ont amélioré l’efficacité du traitement, mais ceci reste limité au virus de génotype 1. De plus, le coût prohibitif et l’importance des leurs effets secondaires oblige au développement de nouveaux composés.La chloroquine, un antipaludique, est capable d’inhiber le HCV, mais son utilisation se complique par divers effets secondaires. Des dérivés ont donc été développés dont certains ont testé au cours de cette thèse. Ainsi un premier composé, la ferroquine (FQ), inhibe l’infection par le HCV à l’étape de fusion et à celle de réplication, mais à de plus fortes concentrations. L’effet sur l’entrée virale a été conforté par la sélection d’un mutant de résistance révélant qu’une simple mutation (S327A) suffit à conférer une résistance à la FQ. L’utilisation de pseudoparticules contenant les glycoprotéines d’enveloppe du HCV a montré que cette inhibition est indépendante du génotype viral. Un autre dérivé testé, compatible avec un potentiel développement thérapeutique, inhibe également l’entrée et la réplication virale. De plus, ce composé, tout comme la FQ, inhibe la transmission cellule-cellule. Enfin, en combinaison avec le boceprevir ou l’IFN-α il présente un effet antiviral additif. Ce dernier résultat a également été retrouvé pour la FQ. / Hepatitis C virus (HCV) is a major cause of chronic liver disease for which standard-of-care treatment consisted in a bi-therapy based on two non-specific inhibitors : pegylated interferon-α (IFN-α) and ribavirin. Since 2011 protease inhibitors (boceprevir and telaprevir) increased the response to treatment. However, they are specific of genotype 1. Furthermore, they cause severe side effects and their cost remains high, leading to the development of new compounds.Chloroquine, usually used against malaria, is able to inhibit HCV. But its clinical use is complicated by several side effects. That is why chloroquine derivatives have been developed and tested during this thesis. A first compound, the ferroquine (FQ) inhibit HCV infection at fusion step and also replication, albeit at higher concentrations. The effect of FQ on HCV entry was confirmed by the selection of a resistant mutant showing that a single mutation (S327A) can confer resistance to FQ. The use of pseudoparticles harboring E1E2 glycoproteins at their surface showed this inhibition is not genotype specific. An other derivative,which pharmacodynamics properties would allow some potential therapeutic use, has been tested, showing an inhibition of entry and replication steps. As FQ, this compound is able to inhibit cell-to-cell transmission of HCV and has, in combination with boceprevir or IFN-α, additive antiviral effects against HCV.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse de doctorat : Physiologie et biologie des organismes : Strasbourg 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre. Notes bibliogr.

Le virus Ebola (EBOV) est l'agent étiologique de la maladie à virus Ebola (MVE), une maladie à progression fulgurante qui peut atteindre des taux de mortalité allant jusqu'à 90%. Malgré le fait que ce virus ait été découvert en 1976, ce n'est pas avant 2014 que le public fut exposé à ses effets dévastateurs, alors que l'épidémie de 2014-2016 qui a frappé l'Afrique de l'Ouest ne soit déclarée une urgence de santé publique à portée internationale, et où plus de 28 000 individus seront touchés principalement en Guinée, au Sierra Leone, et au Libéria, mais également aux États-Unis et en Europe. Une des raisons principales qui fait en sorte que notre compréhension du virus n'évolue pas aussi rapidement que pour d'autres agents pathogènes est qu'EBOV doit être manipulé dans le plus haut niveau de sécurité biologique, c'est-à-dire un laboratoire de niveau de confinement 4. Ce type de laboratoire est rare, et le fait de devoir contenir le virus à l'intérieur de celui-ci complexifie le nombre d'expériences pouvant y être effectué. De plus, aucune intervention prophylactique ou thérapeutique n'a été disponible pendant plus de 40 ans. La majorité des travaux effectués ont donc continuellement cherché à pallier à ce manque. Ainsi, un important travail a été effectué afin de comprendre la nature des réponses immunitaires suite à l'infection, puisque cette dernière peut mieux diriger le développement de mesures efficaces. Cependant, peu d'études se sont penchées sur la caractérisation des propriétés virales basiques, tels que les déterminants viraux associés avec la pathogénèse et la transmission du virus. Dans cette thèse, le rôle spécifique de la charge virale, résultant de la réplication du virus Ebola, est évalué dans un contexte de sévérité de la maladie et de transmission. Dans un premier temps, un état général des connaissances quant à EBOV et son cycle de vie est présenté, ainsi que de la manière dont le virus se comporte chez l'humain et dans les modèles animaux. Dans le premier chapitre de cette thèse, l'association entre la charge virale et l'issue suite à la maladie est décrite dans un contexte d'une épidémie naturelle chez l'humain. Dans un contexte de diagnostic, la virémie de patients qui se sont présentés à un centre de traitement Ebola a été évaluée, mais de plus amples analyses ont révélées que ceux qui se présentaient avec une virémie moindre étaient plus susceptible de se rétablir, une mesure indirecte de la sévérité de la maladie. Dans le second chapitre, un nouveau modèle de transmission chez le furet est décrit, où la transmission résultant d'un contact direct ou indirect a été évaluée simultanément. Alors que les mâles en contact direct avec un furet infecté ont développé et succombé à la MVE dans un laps de temps correspondant à une infection par leur compagnon de cage en phase terminale, aucune femelle n'a développer la MVE ou possédait une charge virale détectable. Cependant, tous les animaux contacts directs et indirects ont expérimenté une séroconversion à EBOV, suggérant que dans ce modèle une transmission par contact indirect est fréquente, mais résulte en une maladie clinique moins sévère. Finalement, dans le dernier chapitre de cette thèse, le rôle de la charge virale et de la voie d'infection est évalué dans un modèle de primates non-humains. Dans une série d'expériences indépendantes, une infection intraoesophagienne ou par exposition du visage des animaux à des aérosols n'a pas résulté en une infection clinique ou une virémie. Cependant, les animaux en contact direct avec ceux infecté par aérosol ont tous développé des anticorps spécifiques contre EBOV. Des expériences additionnelles utilisant un modèle d'infection intramusculaire ou intratrachéale suggèrent que la charge virale détermine la transmission d'EBOV dans un contexte d'infection intramusculaire, puisque le seul animal ayant transmis avec succès EBOV à son compagnon de cage était celui démontrant les plus hauts niveaux de virémie et sécrétion virale. Cette transmission est facilitée dans un modèle d'infection intratrachéale, puisqu'elle a été observée de manière consistante entre les animaux infectés et contacts. En effet, la charge virale mesurée dans les sécrétions mucosales des animaux infectés était plus élevée que celle de l'animal ayant transmis EBOV lors de l'infection intramusculaire, suggérant que dans ce modèle d'infection, la charge virale sécrétée est associée avec la transmission d'EBOV. / Ebola virus (EBOV) is the etiological agent responsible for Ebola virus disease (EVD), a rapidly progressing infection which has historically reached case fatality rates of up to 90%. Although the virus was first identified in 1976, it was not until 2014 that the general public was exposed to its devastating impacts, as the 2014-2016 West African Ebola outbreak was declared a public health emergency of international concern and affected over 28,000 individuals, mostly in Guinea, Sierra Leone, and Liberia, but also in the United States and Europe. One of the main reasons that hinders our ability to characterize this disease extensively and rapidly is that handling this virus requires the highest level of biosafety containment available, namely biosafety level 4. These facilities are scarce world-wide, and the need to maintain high confinement usually limits the size and volume of the experiments that can be safely performed within. Given that for over 40 years, no medical countermeasures were available, a large proportion of available biosafety level 4 (BSL-4) resources was dedicated to solving this pressing issue. As such, a large amount of important work has focused on understanding the immune responses to infection, as they can better direct the development of efficacious countermeasures. Conversely, little has been done to characterize basic viral properties, such as viral determinants associated with pathogenicity and transmission of this virus. In this thesis, the role of viral loads specifically, as a result of virus replication, is evaluated with regards to pathogenicity and transmission. In the first section of this document, the current state of knowledge related to EBOV and its life cycle is presented, as well as what is currently known about how the virus behaves in both humans and animal models. In the first chapter of this thesis, the association between viral load and outcome is described from a human outbreak perspective. In the context of diagnostics, viremia of individuals who presented at an Ebola management center was assessed, but a follow-up analysis revealed that individuals who presented for care with a lower viremia better associated with recovery -- an indirect measure of disease severity. In the second chapter, a novel ferret model for transmission is described, where transmission resulting from direct and indirect contact could be evaluated simultaneously. While male direct contact animals developed and succumbed to clinical EVD in a timeframe consistent with infection by their terminally-ill challenged cagemate, no female contact animals became viremic or symptomatic. Interestingly, all direct and indirect contact animals seroconverted against EBOV, suggesting that in this model indirect transmission is frequent but results in a less-severe disease. Finally, in the final chapter of this thesis, the role of viral loads, as well as route of infection, was evaluated thoroughly in non-human primates. In a series of independent experiments, intraesophageal and facial aerosol exposure did not result in clinical EVD or viremia, but interestingly, all contact animals from the latter challenge seroconverted. Additional intramuscular or intratracheal challenge studies suggest that viral loads determine transmission of EBOV in an intramuscular challenge, as only the animal exhibiting the highest viral load was able o transmit EBOV to its contact cagemate. This transmission was found to be facilitated when using an intratracheal route of infection, as transmission was observed consistently from an infected to a naïve cagemate. Interestingly, viral loads as a result of shedding were found to be higher than those of the transmitting animal from the intramuscular challenge, suggesting that in this model, viral load as a result from shedding associate with transmission.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Nous avons évalué les déterminants nutritionnels et génétiques du métabolisme de l’homocystéine en fonction des associations avec des pathologies prévalentes, en Afrique de l’Ouest. Nous avons montré qu’il existe une traduction phénotypique du polymorphisme MTHFR 677C>T sur l’homocystéinémie en rapport avec la prévalence de la carence en folates. Le statut en folates est associé avec la fréquence allélique MTHFR 677T, en comparant des populations de différents continents. Nous avons trouvé une association favorable de cet allèle avec l’hépatite virale B en Afrique. Nous avons remarqué également que le polymorphisme TCN 776C>G n’a pas d’influence sur l’homocystéinémie. Par contre la comparaison des populations migrantes et autochtones pour le polymorphisme TCN 776C>G fait ressortir une pression sélective par rapport au paludisme. De plus TCN776C>G est le seul déterminant génétique du métabolisme des monocarbones associé à la gravité de la maladie, en période d’accès palustre. L’association des déterminants de l’homocystéine avec les marqueurs clinico-biologiques du syndrome métabolique est surtout observée chez les femmes en Afrique et porte essentiellement sur les marqueurs du transport lipidique, dont ApoA et HDL. / In this work we had analysed nutritional and genetics determinants involved in homocysteine metabolism according to geographical areas, environment-gene interactions and their association with the most prevalent diseases in West Africa, viral B hepatitis, malaria and metabolic syndrome linked to obesity. We had shown that MTHFR 677C>T polymorphism had a dramatic influence on homocysteinemia, in relation with folates deficit. Folates status was associated with MTHFR 677T allelic frecuency, when comparing populations worldwide. There was not migrational influence, when African populations were compared with those from North America. We had found an association between T allele and favourable evolution of viral B hepatitis in Africa. In the other hand, we observed no influence of TCN776C>G on homocysteinemia. When comparing TCN 776C>G polymorphism in migrant and autochthonous populations, our results suggested a selection pressure related to malaria. This polymorphism was associated with the severe form of malaria fever. Influence of homocysteine determinants on clinical and biological markers of metabolic syndrome in Africa was preferably observed in women, with a significant association with ApoA and HDL.