Du fait de leur présence à la surface de la particule virale, les glycoprotéines d’enveloppe E1 et E2 du virus HCV jouent un rôle essentiel dans sa morphogenèse ainsi que lors de son entrée dans la cellule hôte. Jusqu’à récemment, les travaux de recherche sur les glycoprotéines d’enveloppe du virus HCV se sont essentiellement focalisés sur E2 car elle est la protéine d’attachement du virus. De plus, elle est la cible majeure des anticorps neutralisants et il a été longtemps postulé qu’elle était la protéine de fusion du virus. Cependant, les récentes publications de la structure de E2 ne mettent pas en évidence la présence d’un peptide de fusion et sa structure ne correspond pas aux critères attendus pour une protéine de fusion, suggérant que la glycoprotéine E1 seule ou en association avec E2 pourrait être responsable de l’étape de fusion. La structure de la région N-terminale de E1 (acides aminés 192 à 270) a récemment été résolue et a mis en évidence la présence d’une épingle à cheveux formée par 2 feuillets beta (β1 et β2) suivie par un segment de 16 acides aminés qui forme une hélice alpha (α1) flanquant 3 feuillets beta antiparallèles (β3, β4 et β5). En plus de la caractérisation de ces structures secondaires de E1, une région qui se situe au milieu de la protéine (approximativement entre les résidus 274 et 292) a été proposée avoir un rôle actif au cours du processus de fusion et elle pourrait correspondre à un peptide de fusion.Nous nous sommes basés sur ces travaux récents pour investiguer le rôle fonctionnel de la glycoprotéine E1 par une approche de mutagenèse dirigée des résidus conservés dans la région N-terminale et dans la région du potentiel peptide de fusion, dans le contexte d’un clone infectieux du HCV. Comme attendu, nos résultats indiquent que ces mutations introduites dans E1 n’ont aucun effet sur la réplication virale. Cependant, vingt-et-un parmi les vingt-huit mutants produits conduisent à une atténuation ou une perte de l’infectiosité virale. D’une manière très intéressante, deux mutants atténués, le T213A et le I262A, se sont montrés moins dépendants au co-récepteur claudine-1. D’autre part, nous avons montré que ces mutants utilisent un autre récepteur de la famille des claudines (claudine-6) pour l’entrée virale, indiquant ainsi un changement de dépendance à son co-récepteur claudine-1. A l’opposé, deux autres mutants, le L286A et le E303A, se sont révélés avoir une plus grande dépendance au co-récepteur claudin-1 pour l’entrée dans les cellules d’hépatome. Au cours de ce travail, nous avons également identifié une mutation intéressante à proximité du potentiel peptide de fusion. Cette mutation, G311A, conduit à la sécrétion de particules virales entières mais non infectieuses, suggérant un défaut d’entrée cellulaire pour ce virus. De façon très surprenante, nous avons également identifié une mutation (D263A) qui conduit à la sécrétion de particules virales dépourvues d’ARN génomique. Une caractérisation plus poussée de ce mutant a de plus révélé une modification dans la co-localisation subcellulaire entre l'ARN viral et la glycoprotéine E1, mettant en évidence pour la première fois un dialogue croisé entre E1 et l'ARN génomique du HCV lors de la morphogenèse du virus.En conclusion, nos observations permettent d’identifier précisément les régions spécifiques de la protéine E1 qui jouent un rôle dans l’assemblage et l’entrée du virus dans la cellule, mettant en évidence le rôle majeur de la glycoprotéine E1 au niveau des différentes étapes du cycle infectieux du HCV. / Being part of the viral particle, HCV envelope glycoproteins E1 and E2 play an essential role in virion morphogenesis as well as in HCV entry into liver cells. These glycoproteins form a non-covalent heterodimer, and until recently, research on HCV envelope glycoproteins has been mainly focused on E2. Indeed, this glycoprotein is the receptor-binding protein, it is also the major target of neutralizing antibodies and it was postulated to be the fusion protein. However, the recent publications of the structure of E2 do not show the presence of a fusion peptide and its structure does not fit with what one would expect for a fusion protein, suggesting that E1 alone or in association with E2 might be responsible for the fusion step. Concerning E1, only the crystal structure of the two-fifth N-terminal region, comprising amino acids 192 to 270, has been reported. This partial structure reveals a complex network of covalently linked, intertwined homodimers. The overall fold of the N-terminal E1 monomer consists of a beta-hairpin (β1 and β2) followed by a segment composed of a 16 amino-acid long alpha-helix (α1) flanking a three-strand antiparallel beta-sheet (β3, β4 and β5). In addition to the characterization of secondary structures within E1, a region located in the middle of the polypeptide (approximately between aa 274 and 292) has been suggested to play an active role during the fusion process and might potentially act as a fusion peptide. We took advantage of these recently published data to further investigate the functional role of HCV glycoprotein E1 by using a site-directed mutagenesis approach targeting conserved amino acids in the N-terminal region as well as in the region postulated to contain the fusion peptide in the context of an infectious clone. As expected, our results indicate that these mutations have no effect on virus replication. However, twenty-one out of twenty-eight mutations led to attenuation or inactivation of infectivity. Interestingly, two attenuated mutants, T213A and I262A, were less dependent on tight junction protein claudin-1, a co-receptor for HCV. Instead, these mutant viruses relied on another claudin (claudin-6) for cellular entry, indicating a shift in receptor dependence. In contrast, two other mutants, L286 and E303, were more dependent on claudin-1 for cellular entry into hepatoma cells cells. We also identified an interesting mutation downstream of the putative fusion peptide, G311A, which leads to the release of non-infectious particles having a defect in cellular entry. Finally, an unexpected phenotype was also observed for D263A mutant, which was no longer infectious but led to the secretion of viral particles devoid of genomic RNA. Further characterization of the D263A mutant revealed a change in subcellular co-localization between HCV RNA and E1, highlighting for the first time a crosstalk between HCV glycoprotein E1 and the genomic RNA during HCV morphogenesis.In conclusion, our observations allowed for the identification of specific regions in the E1 glycoprotein that play a role in virion assembly and entry, highlighting the major role played by this protein at different steps of the HCV infectious cycle.

Between 1994 to 1998 the ANRS 049a DITRAME trial was conducted during which a short regimen of ZDV demonstrated for the first time acceptability, tolerance and efficacy on reduction of mother-to-child transmission (MTCT). Our major aim was to analyze certain virological characteristics of infected women in this cohort and their association to HIV-1 transmission. On the one hand, we analyzed the HIV-1 replication capacity in different physiological compartments : blood, vaginal fluids (VF) and breast milk (BM) related to MTCT were investigated by nested case control studies in the DITRAME cohort. We demonstrated the relationship between plasma viral load (VL), at 34 weeks of amenorrheae and at Day 8 post partum, and MTCT in Africa where the probability to be exclusively breastfed for an one year infant is 46.6%. We also analyzed relationship between plasma VL and ZDV treatment. Additionally, we demonstrated that MTCT is essentially the consequence of a high proviral load in VF in our context. Moreover, reduced levels of HIV-1 RNA in milk at Day 8 were observed in mothers receiving ZDV therapy rather than in mothers under placebo. For the first time, the association between BMVL and postnatal transmission has been studied. We observed a highly significative difference between BMVL of women who transmitted the virus and those who did not. Moreover, univariate and multivariate analyzes clearly indicated that early breastfeeding log10 HIV-RNA at Day8 is an independent factor significatively associated to MTCT. Decreased median BMVL from 1608 copies/mL (c/ml) at Day8 to 346 c/ml at Day45 were found for mothers who transmitted the virus during the postpartum and who received placebo. Nevertheless, for those who received ZDV, median BMVL increased from 56 c/ml at Day8 to 470.5 c/ml at Day45. This marked trend to a rebound effect of BMVL could be the consequence of the treatment withdrawal as observed for adults at HAART withdrawal. On the other hand, we studied the variability of HIV and its association with MTCT. First, we analyzed HIV-1 diversity in African women in France and Burkina Faso. In a second step, we demonstrated that HMA was an adapted tool for co and super-infections studies for adults. By this way, we identified two superinfections among 147 women within our commercial sex workers cohort. Additionally, we used this tool to analyze children of the DITRAME cohort who were infected in utero and who could be superinfected during the delivery or later by breastfeeding. We identified seven children, among 18 who were infected in utero, displaying HMA profiles suspicions for co-infections, and who had a more important mortality rate than normally. Their proviral env sequences are currently analyzed. Moreover, we confirmed the fact that the rate of vitamin A has no influence on MTCT. De 1994 à 1998, s’est déroulé l’essai clinique DITRAME ANRS 049a qui a démontré, pour la première fois, l’acceptabilité, la tolérance et l’efficacité d’un traitement court de zidovudine (ZDV) sur la diminution de la TME. Notre travail s’est inscrit dans le cadre de cet essai et a eu pour but d’en analyser certains des aspects virologiques et leur rapport avec la transmission de la mère à l’enfant du VIH (TME). D’une part, nous avons analysé les niveaux de réplication virale dans différents compartiments physiologiques : le sang, les sécrétions cervico-vaginales (SCV) et le lait maternel (LM) et leur rapport avec la transmission, par des études cas-témoins nichées dans la cohorte DITRAME. Nous avons démontré le rapport entre la charge virale libre (CV) dans le plasma à 34 semaines d’aménorrhée et à J8 postpartum et la TME dans le contexte africain où la probabilité d’avoir un allaitement exclusif à un an est de 46,6%, et analysé leur rapport avec le traitement ZDV. Nous avons également démontré que la TME est essentiellement due à une charge provirale plus élevée dans les SCV dans notre contexte. De plus, grâce à la mise au point d’une technique, nous avons démontré que la ZDV avait un effet global marqué sur la diminution de la CV libre dans le LM. Il s’agit de la première étude mettant en relation la CV dans le lait avec la transmission postnatale. De même, nous avons observé une différence très hautement significative entre les charges virales libres des femmes ayant transmis le VIH et les non transmettrices. De plus, nos analyses univariée et multivariée démontrent que la CVlm mesurée en log10 de la lactation précoce (J8) est un facteur indépendant très significativement associé à la TME. Chez les femmes ayant transmis le virus durant le post-partum et non traitées à la ZDV, la CVlm médiane a décru de 1608 copies/mL (c/ml) à J8 à 346 c/ml à J45. Par contre, chez les femmes ayant transmis le virus mais ayant reçu un traitement ZDV, la CVlm médiane évolue de 56 c/ml à J8 à 470,5 c/ml à J45. Cette tendance marquée à un effet rebond de la CVlm à J45 laisse penser que la TME qui a lieu chez les femmes traitées à la ZDV pourrait être une conséquence de l’arrêt de ce traitement, comme observé chez les adultes après arrêt du traitement HAART. D’autre part, nous avons étudié la variabilité du VIH en fonction de la TME. Dans un premier temps, nous avons analysé la diversité du VIH-1 chez des mères africaines vivant en France, et par après au Burkina Faso. Ensuite, grâce à l’élaboration d’une nouvelle technique, nous avons démontré que le HMA pouvait être un outil adapté à l’étude des co- et sur-infection chez l’adulte. Nous avons identifié de cette manière deux surinfections parmi 147 femmes analysées au sein d’une cohorte de femmes à haut risque de surinfection. Nous avons ensuite utilisé ce moyen pour étudier des enfants de la cohorte DITRAME infectés in utero qui auraient pu se surinfecter durant le peripartum ou ensuite par l’allaitement. Sept enfants parmi 18 analysés, présentant des profils HMA à suspicion de coinfection et qui présentaient un taux de mortalité plus élevé que la normale, ont été identifiés. Leurs séquences provirales env sont en cours d’analyse actuellement. Par ailleurs, nous avons confirmé le fait que le taux de vitamine A n’a pas d’influence sur la TME.

Foamyviren (FV) gehören zur Familie der Retroviridae, werden aber aufgrund besonderer Eigenschaften in eine eigene Unterfamilie, die Spumaretrovirinae, eingeordnet. FV besitzen vor allem in vitro einen sehr breiten Tropismus, so dass bisher keine Zelllinie bekannt war, die nicht durch FV infiziert werden konnte. Obwohl diese Besonderheit darauf schließen lässt, dass ein sehr ubiquitäres Molekül auf der Wirtszelloberfläche für die FV-Bindung verwendet wird, ist der Rezeptor für die Virus-Aufnahme noch nicht bekannt. Dass FV einen pH-abhängigen Aufnahmemechanismus verwenden, lässt eine endozytotische Aufnahme vermuten. Dennoch sind die frühen Replikationsschritte, die zur Fusion der viralen und Wirtszellmembran führen, nur unzureichend charakterisiert. Deswegen wurden in der vorliegenden Arbeit funktionelle autofluoreszierende FV hergestellt, um die Bindung und Aufnahmemechanismen foamyviraler Partikel in Wirtszellen mit fluoreszenzmikroskopischen Analysen zu untersuchen. Mit diesen Methoden konnten erstmalig vier Zelllinien identifiziert werden, die nicht mit FV infizierbar sind, und damit mögliche Kandidaten für die Identifizierung des unbekannten FV Rezeptors darstellen. Des Weiteren wurden die fluoreszierenden FV erfolgreich eingesetzt, um die Fusionsereignisse zwischen viraler und zellulärer Membran in Echtzeit in lebenden Zellen zu untersuchen. Die durchgeführte „Single Virus Tracking“-Analyse zeigte, dass PFV (Prototype FV) Env-tragende Partikel sowohl an der Plasmamembran als auch in vermeintlichen Endosomen fusionieren können, wohingegen SFV (Simian FV) Env-tragende Partikel die Fusion wahrscheinlich nur in Endosomen auslösen können. Hinweis zur Nutzung der Filmdateien: Öffnen mit QuickTimePlayer bzw. ImageJ

Les alphavirus sont un groupe de virus enveloppés à ARN simple brin positif retrouvés sur la totalité du globe et responsables de nombreuses maladies humaines et animales. Durant la dernière décennie, une réémergence du virus du chikungunya (CHIKV) a été observée causant de nombreuses épidémies sur tous les continents. Malgré les nombreuses études, les mécanismes moléculaires de réplication du CHIKV et les interactions hôte-virus restent peu caractérisées. L’objectif de mon travail était de mieux comprendre et caractériser l’entrée du virus du chikungunya et les facteurs de l’hôte impliqués dans la réplication chez les mammifères. Plusieurs approches distinctes ont été utilisées dans ce projet. Dans un premier temps, nous avons mis en avant une diminution de l’infection du CHIKV après un traitement avec du fer sous forme de citrate d’ammonium ferrique et nous avons étudié le rôle potentiel dans l’entrée virale de NRAMP2 et TFRC, deux protéines impliquées dans le transport cellulaire du fer et connus comme récepteurs d’entrée de plusieurs virus. D’autre part, nous nous sommes intéressés à deux autres protéines, CD46 et TM9SF2, identifiés à travers un criblage par ARNi réalisé en collaboration, dans le but de déterminer si elles sont utilisées comme facteurs d’entrée par le virus du chikungunya. Dans un dernier axe, nous avons mis en place et réaliser un criblage perte de fonction sur le génome entier en utilisant la technologie CRISPR/Cas9 afin d’identifier des facteurs de l’hôte importants pour l’entrée du CHIKV, sa réplication ou la mort viro-induite. Bien qu’il soit apparu que l’approche utilisée pour le criblage devrait être optimisée, nous avons pu identifier des candidats potentiellement nécessaires pour l’infection par le CHIKV. Ces candidats sont testés individuellement afin de confirmer leur implication dans la biologie du virus / Alphaviruses are a group of enveloped, positive-sense RNA viruses which are distributed almost worldwide and are responsible for a considerable number of human and animal diseases. Among these viruses, the Chikungunya virus (CHIKV) has recently re-emerged and caused several outbreaks on all continents in the past decade. Despite many studies, molecular mechanisms of chikungunya virus replication and virus-host interactions remain poorly understood. The aim of my project was to better understand and characterize the CHIKV entry and the host factors involved during replication steps in mammals. Several different approaches have been used in this work. As a first step, we have demonstrated a decrease of CHIKV infection after iron treatment in form of ferric ammonium citrate and we have studied the potential role in viral entry of NRAMP2 and TFRC, two proteins involved in iron transport and known receptors for other viruses. On the other hand, we have also focused on two proteins, CD46 and TM9SF2, identified through an RNAi screen in collaboration, in order to determine if they are required as entry factors for chikungunya virus. In a last axis, we have set up and carried out a genome-wide loss of function screen with the CRISPR/Cas9 technology in order to identify host factors important for chikungunya virus entry, replication or virus-induced cell death. Although it appears that screen conditions should be optimized, we have identified potential candidates required for CHIKV infection and we are currently testing them

L’infection par le virus de l’hépatite C (VHC) perturbe le métabolisme lipidique de son hôte. En effet, les particules virales sont hétérogènes mais les plus infectieuses sont celles retrouvées aux plus basses densités du fait de leur association avec des composants des lipoprotéines de très basse densité (VLDL), les lipoprotéines riches en triglycérides (TG) et contenant l’apolipoprotéine B (ApoB) produites par les hépatocytes ; ces complexes sont appelés lipo-viro-particules (LVP). De plus, les malades présentent fréquemment une stéatose hépatique, c'est-à-dire une accumulation de TG dans les gouttelettes lipidiques (GL) des hépatocytes, qui stockent les lipides neutres au sein d’une monocouche de phospholipides essentiellement constitués de phosphatidylcholine. Notre hypothèse de travail est que le VHC usurpe le métabolisme lipidique des hépatocytes au profit de la production de LVP. Une étude publiée au début de mon travail de thèse a révélé que la lysophosphatidylcholine acyltransférase 1 (LPCAT1) catalyse la synthèse de phosphatidylcholine directement à la surface des GL, avec pour conséquence un remodelage de ces dernières. Cela nous a incités à examiner si cette voie est détournée par le VHC, puis à déterminer le rôle de LPCAT1 à la fois dans le métabolisme lipidique des hépatocytes et dans le cycle infectieux du VHC. Lors de l’infection de novo par le VHC, les cellules de la lignée hépatocytaire Huh-7.5.1 et les hépatocytes humains en culture primaire (HHP) présentaient une diminution de l’expression de l’ARNm et de la protéine LPCAT1, suggérant une régulation transcriptionnelle de cette enzyme par le VHC. L’extinction de LPCAT1 en cellules Huh- 7.5.1, infectées ou non, induisait une diminution du nombre des GL accompagnée d’une augmentation de leur taille, suggérant une fusion des GL, ainsi qu’une accumulation intracellulaire de TG à l’état d’équilibre, donc une stéatose. La sécrétion des TG néosynthétisés et de l’ApoB était également augmentée, témoignant d’une augmentation de la production de VLDL. Dans les cellules Huh-7.5.1 et les HHP infectés par le VHC, l’extinction de LPCAT1 n’affectait pas la réplication du génome viral mais augmentait la production de virus infectieux, indiquant un effet sur la morphogenèse du VHC. De plus, les particules virales produites avaient une infectiosité spécifique supérieure corrélant avec une densité plus basse, des propriétés caractéristiques des LVP. En conclusion, le VHC diminue l’expression de LPCAT1, une enzyme associée aux GL des hépatocytes, ce qui apparaît comme une stratégie virale permettant d’augmenter le contenu en TG, et de là l’infectiosité spécifique des particules virales néoformées. Cibler la voie du métabolisme lipidique contrôlée par LPCAT1 représenterait une approche thérapeutique intéressante, car susceptible de réduire à la fois le titre viral et la stéatose hépatique. / No abstract

La rage est une zoonose mortelle, susceptible d’atteindre autant les mammifères sauvages et domestiques que l’Homme. Elle est à l’origine d’environ 70 000 décès humain déclarés par an, majoritairement des enfants dans les pays en développement. Le chien, réservoir majeur de l’espèce RABV, est à l’origine de 98-99% de ces décès. Quatorze espèces de Lyssavirus, circulant majoritairement chez les chiroptères sont actuellement reconnues. La vaccination, associée à des mesures sanitaires, reste le meilleur outil de prévention et de maîtrise de la maladie. A l’heure actuelle, seule la sérologie permet de contrôler l’efficacité de la vaccination antirabique, le développement des anticorps neutralisants étant le premier témoin d’une immunité protectrice. Les travaux s’appuyant sur la séroneutralisation virale, et notamment ceux auxquels j’ai participé, ont mis en évidence l’influence de différents facteurs dont certains ont conduit à préconiser des modifications de protocoles vaccinaux. Ils ont également permis d’assurer le suivi de l’efficacité de la vaccination individuelle ou de groupe sur le terrain et de contribuer à son amélioration. Les tests de séroneutralisation sont également utilisés dans le cadre de l’épidémiosurveillance de populations animales non vaccinées. La mise en œuvre de ces tests chez les chiroptères en France, après leur adaptation au Lyssavirus d’intérêt que j’ai menée à bien, a permis d’obtenir des informations sur la circulation des espèces virales EBLV-1 et EBLV-2, sur une base uniquement sérologique pour ce dernier. D’autre part, elle a permis de mettre en évidence au sein d’une même colonie des phénomènes de transition sérologique au cours du temps, dont l’étude mériterait d’être approfondie. Les tests de séroneutralisation sont cependant difficilement transférables aux pays où la rage est très présente, du fait de ressources limitées. Mes travaux, proposant l’utilisation d’un test ELISA comme méthode alternative, ont contribué à remettre en cause le dogme du recours nécessaire à la séroneutralisation. Ce test, couplé à un système de collecte d’échantillons sanguins adapté au terrain, devrait améliorer le suivi de l’efficacité des campagnes de vaccination de la faune sauvage comme des animaux domestiques, y compris dans les pays d’enzootie où la qualité des prélèvements de sang ne peut être assurée. Ainsi, les outils d’évaluation de la réponse immunitaire humorale sont des outils très précieux au service de la lutte et de la surveillance de la rage animale dans le monde. Mes travaux, complémentaires à ceux réalisés par d’autres équipes, ont contribué à rendre envisageable l’objectif prioritaire des organisations internationales : l’éradication de la rage canine dans le monde à l’horizon 2030. Il est cependant nécessaire de les poursuivre pour améliorer les outils disponibles et d’en proposer de plus adaptés, afin d’atteindre l’ensemble des objectifs d’éradication, de la rage canine comme de la rage selvatique / Rabies is a deadly zoonosis that can affect wild and domestic mammals as much as humans. About 70,000 human deaths are reported each year, mostly in children from developing countries. Dogs, which are the major reservoir and source of the RABV species, account for 98-99% of these deaths. Currently, fourteen species of Lyssavirus, mainly circulating in chiroptera, are officially recognized. Vaccination, combined with sanitary measures, remains the best tool for preventing and controlling the disease. To date, only serology has allowed to control the effectiveness of rabies vaccination, as the production of neutralizing antibodies is the first evidence of protective immunity. Studies based on viral seroneutralisation, including my own studies, have highlighted the influence of various factors. Some of them have led to recommend modifications of vaccine protocols. They also contributed to monitor the effectiveness of individual or group vaccination field programmes and to improve these programmes. Seroneutralisation tests are also used in the context of the epidemiological surveillance of unvaccinated animal populations. I first successfully adapted these tests to lyssaviruses of interest in France. In a second step, their implementation in chiropters in France provided information on the circulation of EBLV-1 and EBLV-2 species, (only on a serological basis for the latter). This survey also allowed to highlight, within a specific colony, a phenomenon of serological transition over time, which should deserve to be studied further. However, seroneutralisation tests are difficult to be implemented in countries where rabies is very prevalent, mainly because of limited resources. My work, which recommends the use of an ELISA test as an alternative method, contributed to questioning the dogma of the necessary use of seroneutralisation tests. This test, coupled with a blood sampling system adapted to the field, should improve the monitoring of the effectiveness of vaccination campaigns for both wildlife and domestic animals, including in enzootic countries, where the quality of the blood samples cannot be guaranteed. Humoral immune response assessment tools are very valuable tools for the control and surveillance of animal rabies all around the world. My work, complementary to those carried out by other teams, has helped to make the priority objective of international organizations possible, i.e. the eradication of canine rabies in the world by 2030. However, further works are needed to improve the available tools and to propose more adapted ones, in order to achieve all the goals of eradication, for both canine and sylvatic rabies

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Cette thèse menée à l'interface entre deux écoles doctorales, a permis d'étudier la diversité virale et de proposer l'utilisation de biomarqueurs pour répondre à des questions environnementales. La première partie présente l'étude et la caractérisation de familles de virus géants isolées au laboratoire Information Génomique et Structurale. La première, les Pandoravirus, découverte il y a 2 ans, remet en question la définition de virus, leur origine et leur mode d'évolution. Ce virus possède un génome dépassant 2,5 Mb codant pour plus de 2500 protéines, dont 90% complètement inédites. Une autre famille de virus, les Marseilleviridae, m'a permis de mesurer leur vitesse d'évolution. Les particularités de cette famille sont (i) des génomes extrêmement conservés et (ii) la séparation de la famille en différentes lignées en fonction de leur pourcentage d'identité nucléotidique. J'ai pu étudier l'évolution de cette famille, montrant que la majorité des gènes de ces virus sont conservés entre les lignées et sous pression de sélection, donc nécessaires à leur réplication. La deuxième partie avait pour but de valider l'utilisation de marqueurs biologiques afin de répondre à une question environnementale. Il s'agissait d'identifier l'origine de l'eau saumâtre d'une rivière souterraine. Pour cela nous avons recensé les communautés de procaryotes de différentes sources d'eau douce et d'eau de mer dans le but de les comparer aux communautés de la rivière souterraine. Cette démarche nous a permis de conclure sur l'origine à la fois marine et terrestre de l'eau de l'exsurgence souterraine. Des hypothèses sur le mode d'acheminement de ces eaux vers l'exsurgence sont également proposées. / This thesis which takes place between two doctoral schools, allowed us to study viral diversity and to suggest the use of a biomarker to answer environmental questions. The first part presents a work on the characterization of two giant virus families isolated in the IGS laboratory. The first family, Pandoraviruses, questions the definition of virus, their origin and the way they evolve. This virus’ genome is bigger than 2,5 Mb, which codes for more than 2,500 proteins, of which 90% were unknown before. The isolation of new members of this family could allow us to study their evolution. Another virus family, Marseilleviridae, allowed me to study their evolution speed. This family features are (i) to have highly conserved genomes and (ii) the family is separated in three lineages, according to their nucleotide identity percentage. I thus studied the evolution of this family, showing that most genes of these viruses are conserved between lineages and under selection pressure, therefore necessary for their replication. The second part describes a work to validate the use of a biologic marker in order to respond an environmental question. We tried to identify the origin of underground river brackish water flowing from a submarine karstic spring in Port-Mio, Cassis. For that we initiated a comparison of prokaryotic community from various springs of fresh water, sea water, and the underground river. This method, coordinated to biogeochemical data allowed us to identify biomarkers which are specific of each sample. We can then conclude that this brackish water finds an origin in both fresh and sea water. Hypothesis on the way these waters flows in the spring are also proposed.

Alors que la douleur physiologique est essentielle à la survie de l'individu, les douleurs chroniques sont purement délétères pour l'organisme et la qualité de la vie. Malheureusement, les traitements actuels se limitent à des médicaments peu efficaces ou présentant un mauvais rapport bénéfice / risque. Il est donc urgent de mieux comprendre les mécanismes d'établissement et de persistance des douleurs chroniques, comme les douleurs neuropathiques, afin de concevoir des stratégies thérapeutiques efficaces contre ces pathologies. De nombreuses études ont montré que les canaux calciques de type T sont impliqués dans les états douloureux chroniques. Par exemple, le sous-type Cav3.2, est exprimé tout au long du circuit neuronal nociceptif. Dans le système nerveux périphérique, les canaux Cav3.2 ont un rôle pronociceptif et sont désormais validées comme cibles pour la recherche de thérapies innovantes. En revanche, le rôle du canal Cav3.2 au niveau central, et en particulier dans la moelle épinière, un point névralgique de convergence, d'intégration et de transmission des informations nociceptives, reste à explorer.Grâce à un modèle murin Cav3.2GFP-Lox knock-in créé par l'équipe, nous avons pu identifier/localiser précisément les neurones Cav3.2 positifs dans tout le système nerveux et induire une délétion tissulaire spécifique de Cav3.2 par l’action de la Cre recombinase, pour ensuite en évaluer les effets sur la sensibilité à la douleur. Dans la moelle épinière, nous avons constaté que Cav3.2 est fortement exprimé dans les neurones des laminae superficielles, et sont principalement des neurones excitateurs. La suppression de Cav3.2 spinal par une approche virale a démontré comportementalement : i) l’abolition de l’allodynie au froid et mécanique, de l’hyperalgésie mécanique, ainsi que des douleurs spontanées, en condition neuropathiques chez les mâles et les femelles, ii) une altération de la perception au chaud en condition neuropathique avec un effet différentiel dépendant du sexe, et iii) une réduction de l’anxiété associée aux douleurs chroniques, iv) la suppression des effets analgésiques d’un traitement systémique d’un bloqueur pharmacologique de canaux calciques de type T. Mécanistiquement, les enregistrements extracellulaires in vivo des neurones de projection spinaux démontrent une diminution de l'intégration et de la transmission des messages nociceptifs pathologiques des fibres périphériques C et A-delta lorsque le canal Cav3.2 est délété dans les réseaux spinaux. Cette approche de délétion a été développée avant et après l'induction du modèle de douleur neuropathique pour en évaluer les effets préventifs et curatifs.Les résultats démontrent que la délétion du canal spinal Cav3.2 a des effets préventifs et curatifs sur les symptômes des douleurs neuropathiques. Dans une perspective clinique pour le développement d'analgésiques basés sur les inhibiteurs calciques de type T, nous suggérons de cibler Cav3.2 spinal en plus des canaux dans les neurones afférents primaires par des molécules pénétrant le système nerveux central. / Physiological pain is essential for individual survival, but chronic pains are purely deleterious for the organism and the life quality. Unfortunately, current therapies are limited to drugs with a low efficacy or with a bad benefit/risk ratio. It is thus urgently necessary to better understand the establishment and persistence mechanisms of those chronic pains, like neuropathic pain in order to design efficient therapeutic strategies against this pathology. Many studies have shown that T-type calcium channels are involved in chronic pain states, like Cav3.2 subtypes, all along the nociceptive circuit. In the peripheral nervous system, Cav3.2 channels have pronociceptive impact and are now approved as a target for innovative therapies development. In contrast, the role of Cav3.2 channel in the central nervous system, and especially in the spinal cord, a crucial hotspot of nociceptive information convergence, integration and transmission, remains to be explored.Thanks to a Cav3.2-GFP-Lox murine model created by the team, we were able to i/ identify and precisely localize Cav3.2 positive neurons in all the nervous system and ii/ induce tissue specific deletion of Cav3.2 by the Cre recombinase action, to evaluate effects on pain sensitivity. At the spinal level, we found that Cav3.2 is prominently expressed in lamina II neurons comprising mostly excitatory neurons. Knocking-out spinal Cav3.2 by a viral approach has demonstrated behaviorally i) an abolition of cold and mechanical allodynia, mechanical hyperalgesia and spontaneous pain like behaviors under neuropathic conditions in males and females, ii) an alteration of the hot perception, under pathological pain conditions, with a differential effect in a sex dependent manner, and iii) a modification of anxiety associated to chronic pain, iv) a suppression of the analgesia induced by a systemic treatment with a brain penetrant T-type channel blocker. Mechanistically, extracellular in vivo recordings of spinal projection neurons demonstrate a decrease in integration and transmission of pathologic nociceptive messages from peripheral C- and A-delta fibers by Cav3.2 ablation in spinal networks. This approach has been developed before and after induction of the pain model to evaluate the preventive and curative effect of the treatment.Altogether, the results demonstrate that spinal Cav3.2 channel deletion has preventive and curative effects regarding neuropathic pains symptoms. In a clinical perspective for the development of analgesics based on T-type calcium channel blockers, we suggest the utility of targeting spinal Cav3.2 additionally to channels in primary afferent neurons, a notion already well established.

Le virus de la grippe infecte les muqueuses du tractus respiratoire. Un vaccin intranasal induit une réponse immunitaire proche de celle faisant suite à une infection naturelle en bloquant le virus directement sur le site de l'infection et permet une vaccination sans aiguille. Par ailleurs, les vaccins à base de pseudo-particules virales ou Virus-like Particles (VLP) produites sur cellules représentent une alternative intéressante au vaccin classique produit sur oeufs. Les VLP sont des particules non-réplicatives qui ressemblent au virus et qui peuvent être immunogènes même sans adjuvant, en particulier par voie intranasale. Au cours de ma thèse, une plateforme de production de VLP grippales composées d'hémagglutinine, de neuraminidase et de protéine de matrice M1 a été développée par transfection transitoire des cellules de mammifères. Des immunisations de souris BALB/c ont montré que les VLP de type A et B, purifiées et caractérisées, étaient immunogènes à de faibles doses par voie intramusculaire. L'administration par voie intranasale de VLP avec la sous-unité B de la toxine cholérique, comme adjuvant muqueux, a permis d'obtenir des taux d'anticorps sériques comparables à ceux obtenus par immunisation en intramusculaire mais également une forte réponse IgA au niveau des muqueuses. Par ailleurs, le rendement des VLP s'est révélé souche-dépendant et lié aux protéines HA et NA à la surface de la particule. Pour contourner ce problème, un vaccin quadrivalent composé de deux VLP bivalentes exprimant chacune deux HA et NA différentes à la surface a été produit montrant ainsi la flexibilité de cette plateforme / The influenza virus infects the mucous membranes of the respiratory tract. An intranasal vaccine induces an immune response close to the one induced by the natural infection by blocking the virus directly at the site of infection and allows needle-free vaccination. In addition, vaccines based on Virus-like Particles (VLP) produced in cells represent an interesting alternative to the traditional egg-based vaccine. VLPs are non-replicative particles that mimic the virus. Studies on influenza VLPs have shown protection by the intranasal route without adding an adjuvant. During my thesis, a platform for the production of influenza VLPs composed of the hemagglutinin, the neuraminidase and the M1 matrix proteins was developed by transient transfection of mammalian cells. Immunizations of BALB/c mice showed that the purified and characterized type A and B VLPs were immunogenic at low doses by the intramuscular route. The intranasal administration of VLPs with the B subunit of cholera toxin as a mucosal adjuvant resulted in serum antibody levels comparable to those obtained by intramuscular immunization but also a strong IgA response in the mucosal secretions. In addition, VLP yield was found to be strain-dependent and linked to the HA and NA proteins on the surface of the particle. To overcome this problem, a quadrivalent vaccine based on two bivalent VLPs each expressing two different HAs and NAs at the surface was produced, demonstrating the flexibility of this platform