L'hépatite chronique virale C est associée à une défaillance du système immunitaire. Nous nous sommes intéressés aux cellules NK et aux lymphocytes Treg, partenaires de la réponse immunitaire innée. Le nombre des NK, particulièrement les CD56dim, est significativement diminué chez les patients infectés, dans le foie plus que dans le sang, et s'accentue avec la fibrogenèse. Le nombre de CD3-CD56+brightNKG2A+ circulantes est corrélé à la sévérité de l'inflammation et de la fibrose et celui des CD3-CD56+dimNKG2A+ inversement corrélé à la charge virale. Les NK sont fonctionnelles, en capacité de produire de l'IFN-γ et d'engager un processus de cytolyse. L'expression de CD158 est significativement diminuée à la surface des NK hépatiques mais conservée dans les NK circulantes. L'expression de NKG2A,C,D dans les NK circulantes et hépatiques est identique à celles de patients non infectés. Les Treg intrahépatiques FoxP3+ sont quasi-exclusivement de phénotype CD4+. En analyse multivariée, le nombre de FoxP3+ est indépendamment associé à celui de CD8+, surtout dans les lésions nécrotico-inflammatoires et une corrélation forte est observée entre les transcrits CD8, FoxP3, IL-10 et TGF-β, suggérant que les Treg bloquent l'expansion et la cytotoxicité des TCD8 par contact cellulaire ou par le biais de cytokines immunosuppressives. L'équilibre entre FoxP3 et CD8 est rompu dans les grades et stades Métavir A>2 et F>3, avec un effondrement du rapport FoxP3/CD8. L'inflammation hépatique chronique s'accompagne de fibrose, aboutissant à la cirrhose, principale cause de CHC. Dans les cirrhoses virales C avec ou sans CHC, les lymphocytes CD3+, CD4+, CD8+, CD20+, CD56+, TCRγδ +, FoxP3+ sont plus nombreux dans la fibrose que dans le parenchyme. Le nombre de CD20+, CD3+, CD4+, CD8+ et l'expression d'IFN-γ et RANTES sont plus élevés dans les cirrhoses qui développent un CHC. En analyse multivariée, CD8 est le seul facteur indépendament associé à la récidive tumorale et à une diminution de la survie sans récidive à 5 ans. Les CD20+, CD3+, CD4+, CD8+, CD56+, TCRγδ+, FoxP3+ sont significativement moins nombreux dans le CHC que dans la cirrhose. Mais les FoxP3+ sont significativement plus nombreux et les CD56+ moins nombreux dans le CHC que dans le nodule parenchymateux, sans modification des LT, conduisant à une augmentation du rapport FoxP3/CD8 dans la tumeur. Les CD56+ diminuent de la cirrhose au CHC. Aucune corrélation n'est observée entre la densité intra-tumorale des lymphocytes étudiés et la récidive carcinomateuse. Conclusion. Un infiltrat inflammatoire dense au sein de la cirrhose C, particulièrement riche en CD8, favorise le développement et/ou la récidive du CHC. / Chronic hepatitis C is associated with the failure of the immune system. We were interested to NK cells and Treg cells, partners in the innate immune response. The number of NK, particularly the CD56+dim, is significantly reduced in infected patients, in the liver more than in the blood, and increases during the process of fibrogenesis. The number of circulating CD3- CD56+brightNKG2A+ correlates with the severity of inflammation and fibrosis and that of CD3- CD56+dimNKG2A+ inversely correlates with viral load. The NK functional capacity to produce IFN-γ and initiate a process of cytolysis is maintened. The CD158 expression is significantly reduced on the surface of intrahepatic NK, whereas NKG2A,C,D expression in circulating and hepatic NK is identical to that of non-infected patients. The intrahepatic Treg FoxP3+ are almost exclusively CD4+ phenotype. In multivariate analysis, the number of FoxP3+ is independently associated with that of CD8+, especially in necroinflammatory lesions and a strong correlation is observed between CD8, FoxP3, IL-10 and TGF-β, suggesting that Treg could inhibit CD8 expansion and cytotoxicity by cell contact or through immunosuppressive cytokines. The balance between FoxP3 and CD8 is broken in the most severe stages of the disease (METAVIR A>2 and F>3), which results in a drop in the FoxP3/CD8 ratio. Chronic inflammation is accompanied by liver fibrosis, leading to cirrhosis, the main cause of HCC. In viral C cirrhosis with or without HCC, CD3+, CD4+, CD8+, CD20+, CD56+, TCR γδ+, FoxP3+ lymphocytes are more numerous in fibrosis than in parenchyma. The number of CD3+, CD4+, CD8+, CD20+ and the expression of IFN-γ and RANTES were higher in cirrhosis developing HCC. In multivariate analysis, CD8 is the only independent predictor of tumor recurrence and is associated with a significant decrease in the 5 years disease free survival. The CD3+, CD4+, CD8+, CD20+, CD56+, TCR γδ+, FoxP3+ tumor infiltrating lymphocytes were significantly lower than in distant cirrhosis. However, FoxP3+ are significantly higher and CD56+ significantly lower in HCC than in parenchymatous nodules, without LT changes, leading to an increase in the FoxP3/CD8 ratio into the tumor. The number of CD56+ decreases from cirrhosis to HCC. No correlation was found between the density of studied tumor infiltrating lymphocytes and HCC recurrence. Conclusion. A dense inflammatory infiltrate in viral C cirrhosis, particularly rich in CD8, promotes HCC development and/or recurrence.

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Contexte: Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est la plus fréquent des tumeurs primitives du foie. Près de 50% des CHC sont causés par une infection par le virus de l'hépatite B (VHB). Au cours des différents stades de l’infection par le VHB, des multiples altérations génétiques et/ou chromosomiques s'accumulent et favorisent ainsi le développement tumoral. Objectives: a) étudier, in vitro et in vivo, le rôle potentiel d’un nouveau gène susceptible d’être impliqué dans la carcinogénèse hépatique : IRF-2 (Interferon regulatory factor 2). Ce gène a été identifié comme fréquemment délété par analyse CGH-SNP dans les CHC liés à l’infection par le VHB. b) caractériser une série de CHC liés au VHB en étudiant le statut viral, les altérations génétiques et l’expression de différents gènes afin de mieux comprendre le rôle du VHB dans l’hépato-carcinogenèse et comparer ces différents paramètres avec une série de CHC non liés au VHB. Résultats : a) Dans une série de 125 CHC, Sandrine Imbeaud, au sein du laboratoire, a effectué une analyse CGH-SNP microarray et a identifié une région commune de délétion homozygote localisée en 4q34.3-35 comprenant le gène IRF-2 dans 4 échantillons. Nous avons ensuite mis en évidence par séquençage des mutations somatiques inactivatrices dans 2 autres tumeurs. In vitro, la sousexpression d’IRF-2 a entrainé une augmentation de la prolifération cellulaire et sa sur-expression a induit une promotion de l'apoptose cellulaire. In vivo, l’extinction d’IRF-2 était responsable de la formation de tumeurs de grande taille. Les 6 tumeurs inactivées pour IRF-2 étaient associées au VHB (p = 0.0003), et les mutations de TP53 et d’IRF-2 étaient mutuellement exclusives. La sousexpression de IRF-2 induisait une sous-expression de TP53 et une forte corrélation entre les expressions protéiques de p53 et de IRF-2 a été observée (r2 = 0,72, p = 0,004). En plus, on a observé que l’expression des gènes cibles directs de TP53 était modulée par le niveau d‘expression d’IRF-2. Nous avons émise l'hypothèse que IRF-2 pourrait altérer la fonction de p53 car IRF-2 est connue pour se lier à MDM2, un régulateur négatif de l’expression de p53. Le traitement des cellules inactivées pour IRF-2 avec MG132, un inhibiteur du protéasome, a induit la restauration de l'expression de p53. In vivo, le traitement avec bortézomib, un inhibiteur du proteasome utilisé en oncologie, a entrainé une régression des tumeurs inactivées pour IRF-2. b) Nous avons caractérisé sur le plan clinique et moléculaire une série de CHC liés au VHB et, ensuite, nous avons comparé nos résultats avec ceux d’une série de CHC liés à autres étiologies. Nous avons montré que les CHC liés au VHB présentaient des caractéristiques cliniques et pathologiques différentes de celles des CHC non liés au VHB : ils survenaient chez des patients plus jeunes (P < 0.0001), d'origine Africaine ou Asiatique (P < 0.0001), avec un taux sérique d'alpha-foeto protéine élevé (P = 0.008) et étaient sur le plan histologique des tumeurs peu différenciés (P = 0.04). Nous avons identifié des mutations inactivatrices du gène HBX dans 71% des tumeurs et dans 33% des tissus non tumoraux adjacents (P < 0.0001). Dans 63% des cas, le nombre de copies virales dans les tumeurs était plus faible que dans les tissus non tumoraux adjacents (P < 0.0001). Le gène TP53 était le gène le plus fréquemment muté dans les CHC liés au VHB (41%, P = 0.0002), avec des mutations R249S présentes dans 14 échantillons (16%, p < 0.0001). Ce type de mutation est classiquement associé à l'aflatoxine B1. Nous avons observé que les mutations de TP53 étaient un prédicteur indépendant de survie uniquement pour les patients infectés par le VHB. Enfin, ... / Pas de résumé en anglais / Introduzione: Il carcinoma epatocellulare (HCC) è il tumore primitivo più comune del fegato. Nel mondo, quasi il 50% di tutti gli HCC sono causati dal virus dell'epatite B (HBV). Durante le fasi dell’ infezione da HBV, si possono accumulare alterazioni genetiche e / o cromosomiche e quindi promuovere lo sviluppo del tumore. Obiettivi: a) analizzare in vitro e in vivo il ruolo potenziale di un nuovo gene potenzialmente coinvolto nella carcinogenesi epatica: IRF-2 (Interferon regulatory factor 2). Questo gene è stato identificato mediante l’analisi CGH-SNP come frequentemente deleto negli HCC correlati all’ HBV. b) caratterizzare una cohorte di HCC correlati all’HBV studiandone lo stato virale, le alterazioni genetiche e l’espressione di differenti geni al fine di comprendere meglio il ruolo di HBV nella carcinogenesis epatocellulare e confrontare questi parametri con una cohorte di HCC a diversa eziologia. Risultati: a) In laboratorio, Sandrine Imbeaud ha condotto un'analisi SNP-CGH microarray su una cohorte di 125 HCC che ha evidenziato una regione deleta in maniera omozigote localizzata sul braccio lungo del cromosoma 4 (4q34.3-35) in 4 campioni tumorali. La regione comprende un unico gene: IRF2. In altri due campioni sono state identificate mutazioni somatiche inattivatrici mediante sequenziamento della regione codante di IRF-2. In vitro, la soppressione di IRF-2 ha indotto un aumento della proliferazione cellulare, al contrario, la sua sovra-espressione ha causato un aumento dell’apoptosi cellulare. In vivo, la soppressione di IRF-2 è responsabile della formazione di tumori più grandi nei topi nude. I 6 tumori mutati per IRF2 sono tutti correlati all’ HBV (p = 0,0003. Nella cohorte di tumori studiati, le mutazioni di TP53 e di IRF-2 erano vicendevolmente esclusive. Inoltre, la soppressione dell’espressione della proteina IRF-2 induceva una riduzione dell’espressione della proteina p53 ed una stretta correlazione tra l’espressione delle due proteine è stata osservata (r2 = 0,72, p = 0,004). Inoltre, abbiamo dimostrato che il livello di espressione di IRF-2 è in grado di modulare l'espressione di alcuni geni target di TP53. Abbiamo, quindi, ipotizzato che IRF2 possa alterare la funzione di p53. Come è noto IRF2 può legarsi a MDM2, un regolatore negativo di p53 che induce la sua degradazione proteasomica. Il trattamento di cellule inattivate per IRF2 con MG132, un inibitore del proteasoma, induceva il restauro dell’espressione di p53. In vivo, il trattamento con bortezomib, chemioterapico inibitore del proteasoma, ha determinato la regressione del tumore inattivato per IRF2. b) 86 HCC correlati all’HBV sono stati caratterizzati dal punto di vista clinico e molecolare ed in seguito sono stati confrontati una serie di 90 HCC correlati ad altre eziologie. Gli HCC correlati all’HBV hanno delle caratteristiche cliniche e patologiche diverse da quelle degli HCC d’altra eziologia: insorgenza in pazienti più giovani (p <0,0001), di origine africana o asiatica (P <0.0001), alfa-fetoproteina sierica elevata (P = 0.008) e scarsa differenziazione istologica (P = 0,04). Mutazioni inattivatrici del gene HBX sono state identificate nel 71% dei tumori e il 33% dei tessuti non tumorali adiacenti (P <0.0001). Nel 63% dei casi, il numero di copie virali nel tessuto tumorale era inferiore rispetto al tessuto non tumorale adiacente (p <0,0001). Il gene TP53 è stato il gene più frequentemente mutato nella serie di HCC correlati a HBV (41%, p = 0,0002), con una considerevole presenza di mutazioni al codone 249 (R249S) (16%, p <0,0001). Questo tipo di mutazione è associate classicamente all’ aflatossina B1. Abbiamo osservato, inoltre, che TP53 mutato era un predittore indipendente di sopravvivenza solo per i pazienti infetti da HBV. Infine, ...

L'hépatite C (VHC) est l'une des causes principales de maladies du foie dans le monde, qui représentent un risque élevé d'évoluer vers la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire. Actuellement, le traitement standard de l’infection par le VHC est l'interféron pégylé-(peg-IFN) et la ribavirine. Bien que le taux de la réponse virale soutenue (RVS) au traitement se soit améliorée au cours de ces années, cette thérapie n'est pas efficace chez tous les patients. En outre, plusieurs effets secondaires toxiques, de complications et le coût élevé limitent la compliance du patient et l'efficacité du traitement. Il n'existe pas de modèle simple d'infection par le VHC et il est nécessaire de développer des modèles in vitro et in vivo utiles pour étudier la physiopathologie de l'infection par le VHC, y compris les événements précoces de l'infection aiguë (l'entrée du virus, des mécanismes immunologiques et génétiques prédictifs) ainsi que l'évaluation de la puissance des médicaments antiviraux contre le VHC. Nous rapportons ici, nos efforts visant à développer des modèles appropriés de l'infection par le VHC. Dans un premier temps, nous avons établi un modèle de petit animal pour étudier l'infection par le VHC. Tupaia est un petit animal, apparenté aux primates et peu couteux. Dans notre travail, nous avons étudié la susceptibilité du tupaia à l'infection par VHC. Douze tupaias adultes ont été inoculés avec le VHC provenant de sérum de patient et d'ARN du VHC (génotype 1a). Trois jeunes tupaias ont été artificiellement nourris pendant un mois et ensuite inoculés par le VHC provenant de sérum du patient. L'ARN du VHC, les anticorps anti-VHC et l’évolution des quasi-espèces du VHC ont été déterminées chez l'animal avant et après l'inoculation. L'infection transitoire et intermittente s'est produite chez deux des 3 jeunes tupaias et l’infection chronique par le VHC s’est produite chez quatre tupaias sur 12 tupaias adultes. Le tupaia devrait représenter un modèle utile pour l'étude de l’infection chronique par le VHC. Dans une deuxième étape, un système de culture in vitro d'hépatocytes primaires de Tupaia a été établi, dans lequel l'infection par le VHC ne pouvait être bloquée ni par le CD81 soluble ni par des anticorps dirigés contre le CD81. Pour comprendre ces résultats, nous avons cloné, séquencé la grande boucle extracellulaire (LEL) du CD81 chez le Tupaia et analysé l'interaction de la protéine d’enveloppe E2 du VHC avec la LEL du CD81 chez le Tupaia par un test « enzyme-linked immunosorbent assay » (EIA). Nous avons constaté que chez le Tupaia, la séquence d'acides aminés du LEL de CD81 qui se lie au VHC présentait en 6 résidus d'acides aminés différents par rapport à la séquence humaine et la capacité de LEL de CD81 à se lier à la proteine d’enveloppe E2 du VHC a également diminuée. La structure différente de CD81 chez l’homme et chez le tupaia pourrait expliquer l'altération de l'interaction entre CD81 et la proteine E2 du VHC. Ce résultat démontre un rôle important de LEL du CD81 pour l'entrée du VHC. Dans une troisième étape, nous avons développé un modèle ex vivo de culture de tranches de foie humain et leur infection par le VHC. Le développement de lignées cellulaires provenant d’hepatocarcinome, permissives à la réplication du VHC, a fourni d'importants nouveaux outils virologiques pour étudier les mécanismes de l'infection par le VHC, mais ce modèle expérimental reste relativement éloigné des conditions physiologiques et pathologiques. Nous rapportons ici le développement d'un nouveau modèle ex vivo utilisant la culture de tranches de foie humain adulte, démontrant, pour la première fois, la capacité d’isolats primaires ainsi que JFH -1, H77/C3, Con1/C3 (HCVcc), de répliquer et de produire de novo des particules virales infectieuses ayant un titre viral élevé… / Hepatitis C virus (HCV) is one of the major causes of liver disease all over the world which has a high risk to progress to cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Currently, the licensed standard treatment of HCV infection is Pegylated-interferon (peg-IFN) and ribavirin. Although the sustained viral response (SVR) rate of treatment has improved during these years, this therapy is not effective in all patients. In addition, several toxic side effects, complication and high cost limit the patient compliance and the efficacy of the treatment. There is no easy model of HCV infection and it is necessary to develop useful in vitro and in vivo models to study the pathobiology of HCV infection, including early events of acute infection (viral entry, immunological mechanisms, and genetic predictors) as well as the evaluation of the potency of the HCV antiviral drugs. We report here in our efforts in developing suitable models of HCV infection. In a first step, we preliminary established a small animal model to study HCV infection. Tupaia is a small, closed related to primate and cost-effective animal. In our work, we investigated the susceptibly of tupaia to HCV infection. Twelve adult tupaias were inoculated with native HCV from patient serum and full-length HCV RNA (Genotype 1a). Three young tupaias were artificially breeded for a month and then inoculated by native HCV from patient serum. HCV RNA, anti-HCV and HCV quasi species evolution were determined in the animal before and after inoculation. Transient and intermittent infection occurred in two among 3 young tupaias and HCV chronic infection occurred in four among 12 adult tupaias. Tupaia should represent a useful model for study HCV chronic infection. In a second step, an in vitro culture system of primary tupaia hepatocytes has been established in which HCV infection could be blocked neither by the soluble CD81 nor by antibodies against CD81. To understand these results, we cloned, sequenced the large extracellular loop (LEL) of tupaia CD81 and analyzed the interaction of HCV E2 with the tupaia CD81 LEL by enzyme-linked immunosorbent assay (EIA). We found that in the tupaia the amino acids sequence of HCV CD81 LEL presented in 6 different amino acid residues compared with human CD81 LEL sequence and the CD81 LEL ability to bind to HCV E2 was also decreased. The different structure of CD81 between human and tupaia could explain the alteration of the interaction between HCV E2 and CD81. This result demonstrated an important role of CD81 LEL for HCV entry. In a third step, we developed an ex vivo model of human liver slices culture and their infection with HCV. The development of human cultured HCV-replication-permissive hepatocarcinoma cell lines has provided important new virological tools to study the mechanisms of HCV infection; however this experimental model remains distantly related to physiological and pathological conditions. Here, we report the development of a new ex vivo model using human adult liver slices culture, demonstrating, for the first time, the ability of primary isolates to undergo de novo viral replication with the production of high titer infectious virus, as well as JFH-1, H77/C3, Con1/C3 (HCVcc). This experimental model was validated by demonstrating the HCV neutralization or HCV inhibition, in a dose-dependent manner, either by CD81 or E2 specific antibodies or convalescent serum from a recovered HCV patient, or by anti-viral drugs. This new ex vivo model represents a powerful tool for studying the viral life cycle, dynamics of virus spread in the liver and also for evaluating the efficacy of the new antiviral drugs. In the last step, we evaluated the efficacy of the new antiviral drugs with our ex vivo model of human adult liver slices. HCV NS3/4A protease is essential for viral replication and has been one of the most important target for developing specific antiviral drug

Dans les patients infectés par HBV, les thérapies avec les analogues de nucléos(t)ides (NAs) ou l'interféron α (IFNα) restent inefficaces pour éradiquer l'infection, à cause d'une forme persistante d'HBV, appelée l'ADN circulaire covalent clos (ADNccc), organisé comme un mini-chromosome. Notre but a été de revisiter l'activité anti-HBV d'un panel de cytokines in vitro en utilisant des hépatocytes non transformés, afin d'identifier de nouvelles options immunothérapeutiques. Parmi toutes les molécules testées, l'IFNβ, l'IFNγ, les IFNλ, le TNFα, l'IL-6, l'IL-1β et le ténofovir (ce dernier utilisé comme contrôle positif) ont montré un effet suppresseur sur la réplication d'HBV aussi fort et parfois plus fort que l'IFNα. La cytokine ayant l'effet le plus élevé sur l'ADN total d'HBV (EC50 ≈ 25 pg/mL), sans cytotoxicité, était l'interleukine-1β (IL-1β), qui est naturellement produite par les cellules de Kupffer (KC), les macrophages du foie. De façon importante, les ARNs totaux d'HBV et l'antigène sécrété HBeAg, mais pas HBsAg, ni l'ADNccc, sont fortement diminués par l'IL-1β. Nous avons donc émis l'hypothèse selon laquelle des promoteurs viraux spécifiques su l'ADNccc pourraient être inhibés, même si l'ADNccc n'est pas dégradé. Ensuite, nous avons étudié le mécanisme de l'activité antivirale de l'IL-1β. Nous avons montré que tous les promoteurs d'HBV sembleraient être inhibés par l'IL-1β. En parallèle, nous avons vérifié que l'IL-1β pouvait activer le promoteur de NF-κB, dont la fonction de transcription a été confirmée. Grâce à cette étude, l'IL-1β a été montré comme ayant un effet antiviral très efficace contre HBV in vitro, par l'intermédiaire de la fixation de NF-κB sur l'ADNccc / In HBV-infected patients, therapies with nucleos(t)ide analogues (NAs) or interferon α (IFNα) remain ineffective in eradicating the infection, because of a persistent form of HBV DNA, namely the covalently closed circular DNA (cccDNA), which is organized as a minichromosome. Our aim was to revisit the anti-HBV activity of a panel of IFNs and pro-inflammatory cytokines in vitro using nontransformed cultured hepatocytes of HBV infection, to identify new immunotherapeutic options. Amongst all molecules tested, IFNβ, IFNγ, IFNλ, TNFα, IL-6, IL-1β and tenofovir showed a suppressive effect on HBV replication at least as strong as, but sometimes stronger than IFNα. The cytokine showing the highest effect on intracellular total HBV DNA without any cytotoxicity, was interleukin-1β (IL-1β), which is naturally produced by Kupffer cells (KC), representing the macrophages of the liver. Importantly, total HBV RNAs and secreted HBeAg, but nor HBsAg, neither cccDNA, were strongly decreased. Thus, we hypothesized that even if cccDNA was not degraded, specific viral promoters on cccDNA could be silenced. Then, we investigated the mechanism of IL-1β antiviral activity. We have shown that all HBV promoters were early inhibited by IL-1β. In the meantime, we have verified that IL-1β can induce nuclear Translocation and expression of NF-κB. We also checked NF-κB functionality. Thanks to this study, IL-1β has been found to have very potent antiviral effect against HBV in vitro, through the binding of NF-κB on cccDNA

Le virus de l’hépatite E (HEV) est un agent zoonotique dont les porcs représentent le principal réservoir dans les pays industrialisés. Le présent projet de recherche a combiné études épidémiologiques, modélisation mathématique et sciences sociales pour proposer des leviers de réduction du risque d’exposition humaine au HEV par consommation de produits à base de porc. Deux essais expérimentaux et une étude en conditions naturelles ont mis en évidence le rôle majeur des co-infections immunomodulatrices dans la dynamique de l’infection par le HEV chez le porc, ces pathogènes intercurrents conduisant à une infection chronique par le HEV et à un risque augmenté de présence du virus dans le foie, le sang et les muscles des animaux abattus. Le développement d’un modèle intra-élevage, stochastique, individu-centré et multi-pathogènes, a permis de dégager des pistes de maîtrise à la fois zootechniques et sanitaires pour réduire la prévalence du virus en élevage. En complément, la conception d’un modèle inter-troupeaux a rendu possible l’analyse des facteurs de diffusion du virus dans un réseau d’élevages français. L’ensemble de ces mesures de gestion du HEV a été soumis à l’avis des organisations publiques et privées et des acteurs individuels de la filière porcine (éleveurs, conseillers, vétérinaires) par des approches de sciences humaines et sociales. Finalement, ce projet transversal et multi-disciplinaire a permis de définir des axes d’action tangibles et réalisables de gestion du HEV dans la filière porcine tout en apportant des contributions méthodologiques significatives en épidémiologie et en modélisation. / Hepatitis E virus (HEV) is a zoonotic pathogen whose main reservoir in industrialised countries is pigs. This research project combined epidemiological studies, mathematical modelling and social sciences to propose levers for reducing the risk of human exposure to HEV through the consumption of pork products. Two experimental trials and one study under natural conditions highlighted the major role of immunomodulating co-infections on the dynamics of HEV infection in pigs, as these intercurrent pathogens led to chronic HEV infection and an increased risk of the virus in the liver, blood and muscles of slaughtered animals. The development of a within-herd, stochastic, individual-based and multi-pathogen model has made it possible to identify both zootechnical and sanitary control measures to reduce the prevalence of the virus on farms. In addition, the design of a between-herd model has enabled to analyse the factors responsible for the spread of the virus in a network of French farms. All these HEV control measures have been submitted for the opinion of public and private organisations and individual players in the pig sector (farmers, farming advisors, veterinarians) through social science approaches. Finally, this transversal and multidisciplinary project made it possible to define tangible and achievable lines of action for the management of HEV in the pig sector while making significant methodological contributions in epidemiology and modelling.

Le Canada est l’un des plus grands pays exportateurs de porc du monde et le Québec à lui seul compte pour 6% de ce commerce mondial. Pour conserver sa compétitivité et l’excellence de ses produits, une connaissance approfondie des agents infectieux circulant au sein des troupeaux est primordiale. Plusieurs pathogènes sont peu étudiés et pourtant retrouvés chez les porcs à travers la planète. Cette étude avait pour but l’évaluation de la prévalence des astrovirus porcins, calicivirus, kobuvirus porcin, rotavirus, torque teno sus virus ainsi que le virus de l’hépatite E lors du suivi de porcelets dans un réseau de production porcine, de la maternité jusqu’en fin d’engraissement. Nous voulions brosser un portrait de l’excrétion de ces virus à travers les différentes étapes de production des animaux. L’échantillonnage de porcelets sains et en diarrhée en pré-sevrage a permis de déterminer lesquelles de ces infections virales constituaient des facteurs de risque pour la diarrhée à ce stade de production. Le virome intestinal, la partie virale du microbiome, a également été caractérisé permettant de connaître la diversité des virus entériques porcins aux différentes étapes de production, ainsi qu’entre les porcelets sains et en diarrhée. De plus, la dissémination du virus de l’hépatite E dans l’environnement ainsi que les sources probables de contamination ont été décrites à l’aide d’échantillons provenant des environnements intérieurs et extérieurs de fermes d’engraissement, de la cour d’un abattoir et de transporteurs d’animaux. Les résultats obtenus ont permis de décrire les dynamiques temporelles d’excrétion de ces virus entériques porcins en fonction des stades de production des porcs, démontrant une différence dans l’excrétion de ces virus en fonction de l’âge. Les calicivirus, ainsi que les astrovirus porcins groupes 3 et 5 étaient des facteurs de risque de diarrhée en maternité. Pour la première fois au Canada, la détection et la caractérisation des souches du kobuvirus porcin ont été réalisées, permettant de mieux comprendre leur diversité et leur persistance à travers les stades de production. La diversité du virome entérique porcin a été analysée avec la plateforme de séquençage MiSeq et cette diversité était différente entre les porcelets sains et en diarrhée, ainsi qu’entre les stades de production. Cependant, les traitements enzymatiques utilisés pour le prétraitement des échantillons fécaux ne permettaient pas le séquençage de certains virus à ARN simple-brin. Des souches similaires du virus de l’hépatite E étaient présentes dans l’environnement des fermes, ainsi qu’aux endroits communs à forte circulation des intervenants du réseau. Les activités dans la cour de l’abattoir pourraient donc être impliquées dans la dissémination de ce virus. Cette étude a permis de mieux connaitre la prévalence et la distribution des virus entériques infectant les porcs. De plus, certains des virus entériques étudiés ont été reconnus comme facteurs de risque de la diarrhée en co-infections et devront être étudiés en détail pour comprendre leurs mécanismes en relation avec la diarrhée néonatale. Des interventions plus spécifiques lors d’éclosion de diarrhées porcines, dont l’étiologie est inconnue, pourront donc être réalisées, ainsi que l’élaboration de mesures de biosécurité plus adaptées en fonction du stade de production des porcs. / Canada is a major pork exporter around the world and the province of Quebec alone accounts for 6% of this trade. To maintain the province’s competitiveness and the excellence of its products, a comprehensive understanding of the infectious agents circulating in herds is essential. Several pathogens have been intensively studied, while others have yet to be investigated even though they have been reported in pigs all around the world. This study evaluated the prevalence of porcine astroviruses, calicivirus, porcine kobuvirus, rotavirus, torque teno sus virus and hepatitis E virus, monitored in a pig production network, from the nursing farms to the end of the fattening farms to portray the excretion patterns of these viruses through the different life stages of pigs. The sampling of healthy piglets alongside piglets with diarrhea in the nursing farms allowed to determine which viruses, or co-infections of viruses were factors of diarrhea at this life stage. The intestinal virome, the viral part of the microbiome, was characterized and viral diversity of porcine enteric viruses at different life stages, as well as between healthy and diarrheic piglets were evaluated. Moreover, the dissemination of the hepatitis E virus in the farm environment, as well as the possible sources of contamination were described, from the indoor and outdoor environment of fattening farms, the slaughterhouse yard and animal transporters. The results obtained in this study described the temporal excretion dynamics of these porcine enteric viruses according to the life stages of the pigs, demonstrating the difference in the excretion of the studied viruses according to the life stage. The calicivirus, as well as the porcine astrovirus groups 3 and 5 were found to be risk factors for diarrhea in the nursing farms. For the first time in Canada, the detection and characterization of porcine kobuvirus strains were evaluated and provided a better understanding of their diversity and the persistence of these strains in the network. The porcine enteric virome diversity was analyzed on a MiSeq sequencing platform and this diversity was different between healthy and diarrheic piglets, as well as between the different life stages. However, the different enzymatic treatments used as pretreatments for fecal samples altered the ability to detect certain single-stranded RNA viruses. Similar strains of the hepatitis E virus were present in the indoor and outdoor environment of the fattening farms, as well as in common places of high circulation from the various stakeholders in the pig production network. The activities in the slaughterhouse yard could therefore be involved in the spread of this virus. This study shed light on enteric viruses infecting pigs. In addition, some of the infections from enteric viruses studied were risk factors for diarrhea in co-infections and will need to be studied in more details to understand their mechanisms, in relation to neonatal diarrhea. More specific interventions during outbreaks of porcine diarrhea of unknown etiology could be carried out, as well as the development of more adapted biosecurity measures according to the life stage of the pigs.

This research project aimed to conduct a strategic analysis of the implementation of a supervised injecting facility (SIF) in Montérégie. Using a mixed design, we first completed a portrait of the injection drug user (IDU) population. We then explored the perceptions of IDU and stakeholders with regard to the relevance of implementing a SIF in the region. Although some similarities were found with the IDU populations of Montreal and the province of Quebec, this population in Montérégie is characterized by a lower frequency of injections in public, less homeless people and lower rates of HIV and HCV infections. Despite these differences, the IDU population in Montérégie was found to have important physical and psychosocial needs. Although the relevance of a SIF in Montérégie is undeniable, improvements regarding the accessibility, continuity and appreciation of the actual services dedicated to IDU remain a priority. / Ce projet de recherche visait à réaliser une analyse stratégique de l’implantation d’un service d’injection supervisée (SIS) en Montérégie. Utilisant un devis mixte, son premier volet consistait à tracer un portrait de la population usagère de drogues par injection (UDI) montérégienne, alors que le second explorait les perceptions des UDI et des acteurs stratégiques œuvrant auprès d’eux quant à l’implantation d’un SIS dans la région. Bien que similaire aux populations UDI montréalaise et du Québec, celle de la Montérégie s’en distingue par le fait qu’elle s’injecte moins souvent dans des lieux publics, qu’elle soit sans domicile fixe à moindre proportion et par ses taux inférieurs d’infection au VIH et au VHC. Elle présente toutefois des besoins physiques et psychosociaux importants. Bien qu’un SIS soit jugé pertinent en Montérégie, une amélioration de l’accessibilité, de la continuité et de l’appréciation de l’offre de services actuelle dédiés aux UDI est considérée comme prioritaire.

Le virus de l’hépatite C (VHC) est un agent causateur de maladies du foie important responsable d’une pandémie affectant près de 180 millions d’individus mondialement. L’absence de symptômes dans les premières années d’infection entraîne des diagnostics tardifs qui empêchent la prise en charge rapide des patients avant l’apparition d’une fibrose et, dans près de 16 % des cas d’infection, d’une cirrhose. En exploitant les interactions protéine-protéine membranaires, des essais utilisant la technologie BRET, dans les cellules vivantes, ont été précédemment optimisés afin d’établir le réseau complet des interactions du VHC. En utilisant les fondements de cette étude, un essai à haut débit dans les cellules vivantes a été réalisé pour identifier de nouveaux composés anti-VHC ciblant une nouvelle interaction NS3/4A-NS3/4A. Approximativement 110,000 petites molécules ont été criblées pour leurs effets sur l’homodimérization de NS3/4A et ont été classées par rapport à leur spécificité et à leur puissance contre le VHC. Au terme de cette étude, UM42811 a été identifié comme un activateur potentiel de l’interaction NS3/4A-NS3/4A offrant une activité antivirale prometteuse dotant une excellente fenêtre thérapeutique. Par la suite, un séquençage exhaustif des virus, soumis à un traitement de UM42811, a permis d’établir le profil de résistance du VHC contre ce composé. Grâce à cette fine cartographie, il a été possible d’identifier un nouveau mécanisme d’inhibition de NS3/4A qui est indépendant de son activité protéase. En utilisant les données de notre groupe sur les interactions VHC-hôte, il a été possible de continuer la caractérisation fonctionnelle du composé UM42811 en étudiant son effet sur les interactions potentiellement bénéfiques à la persistance virale. Pour ce faire, les protéines associées au transport nucléaire et mitochondriale qui sont des interactants de choix de NS3/4A ont été priorisées. Parmi ces facteurs de l’hôte, l’étude de karyopherin subunit beta 1 (KPNB1) et de heat shock protein 60 (HSP60) a été priorisée. De façon intéressante, les expériences de co-immunoprécipitation ont démontré que UM42811 était capable de prévenir l’interaction KPNB1-NS3/4A ainsi que l’interaction HSP60-NS3/4A. De plus, les études ii fonctionnelles et les analyses d’immunobuvardage de type western ont démontré que l’interaction KPNB1-NS3/4A avait des effets délétères sur l’induction des gènes stimulés par l’interféron (ISG). Finalement, il a été démontré que KPNB1 est possiblement clivé par NS3/4A suggérant la présence potentielle d’un mécanisme de subversion ou d’échappement. En bref, cette étude démontre la puissance des stratégies impliquant les interactions protéine-protéine dans les cellules vivantes pour l’identification de nouveaux composés inhibiteurs, caractérise un nouveau mécanisme d’inhibition anti-VHC et révèle la possibilité d’un nouveau mécanisme d’évasion du système immunitaire. / Hepatitis C virus (HCV) is an important causative agent for liver diseases and is responsible for a worldwide pandemic affecting roughly 180 million individuals worldwide. Late diagnosis following the progression to fibrosis and to cirrhosis, in nearly 16% of chronic infections, is attributed to the absence of symptoms in the first years of infection. By exploiting membrane protein-protein interactions (PPI), live cell assays using bioluminescence resonance energy transfer (BRET) technology have previously been optimized to complete a comprehensive hepatitis C virus (HCV) protein interaction network. Using the groundwork laid by this network study, a high-throughput assay (HTS) cell-based assay was implemented to identify novel inhibitory compounds targeting an unreported NS3/4A-NS3/4A interaction. Approximately 110,000 compounds from a small-molecule collection were screened to monitor modulation of NS3/4A homodimerization and were discriminated based on specificity and potency. UM42811 was identified as a potential NS3/4A-NS3/4A interaction activator and found to have a promising antiviral activity boasting an excellent therapeutic window. Combined deep sequencing and mutation mapping have yielded a resistance profile based on statistical and functional probability pointing towards a novel inhibitory mechanism targeting the HCV NS3/4A independent from protease activity inhibition. Data from an HCV to host protein interaction network generated by our group was used to analyze alternative effects of UM42811 on interactions which potentially benefit viral persistence. NS3/4A-specific host interactors were heavily associated with nuclear and mitochondrial transport based on Gene Ontology (GO). Among these specific interactors, karyopherin subunit beta 1 (KPNB1) and heat shock protein 60 (HSP60) were selected for further study. Interestingly, co-immunoprecipitation experiments revealed that UM42811 was able to prevent both KPNB1-NS3/4A and HSP60-NS3/4A interactions. Moreover, functional and western analysis revealed the KPNB1-NS3/4A interaction to have deleterious effects on iv interferon stimulated gene (ISG) induction. Unexpectedly, analysis revealed a putative NS3/4A mediated cleavage of KPNB1. Overall, this study demonstrates the strength of cell-based PPI strategies in the identification of novel HCV antiviral compounds, characterizes a novel inhibitory mechanism for HCV and reveals a potentially novel viral immune evasion mechanism.

Les cellules endothéliales (EC) constituent une première barrière physique à la dissémination de virus pléiotropiques circulant par voie hématogène mais leur contribution à la défense innée anti-virale est peu connue. Des dysfonctions des EC de la barrière hémato-encéphalique (BMEC) et des sinusoïdes hépatiques (LSEC) ont été rapportées dans des neuropathologies et des hépatites aiguës ou chroniques d’origine virale, suggérant que des atteintes à leur intégrité contribuent à la pathogenèse. Les sérotypes de coronavirus de l’hépatite murine (MHV), se différenciant par leur capacité à induire des hépatites et des maladies neurologiques de sévérité variable et/ou leur tropisme pour les EC, représentent des modèles viraux privilégiés pour déterminer les conséquences de l’infection des EC sur la pathogenèse virale. Lors d’infection par voie hématogène, le sérotype MHV3, le plus virulent des MHV, induit une hépatite fulminante, caractérisée par une réponse inflammatoire sévère, et des lésions neurologiques secondaires alors que le sérotype moins virulent, MHV-A59, induit une hépatite modérée sans atteintes secondaires du système nerveux central (SNC). Par ailleurs, le sérotype MHV3, à la différence du MHV-A59, démontre une capacité à stimuler la production de cytokines par la voie TLR2. Les variants atténués du MHV3, les virus 51.6-MHV3 et YAC-MHV3, sont caractérisés par un faible tropisme pour les LSEC et induisent respectivement une hépatite modérée et subclinique. Compte tenu de l’importance des LSEC dans le maintien de la tolérance hépatique et de l’élimination des pathogènes circulants, il a été postulé que la sévérité de l’hépatite et de la réponse inflammatoire lors d’infections par les MHV est associée à la réplication virale et à l’altération des propriétés tolérogéniques et vasculaires des LSEC. Les désordres inflammatoires hépatiques pourraient résulter d’une activation différentielle du TLR2, plutôt que des autres TLR et des hélicases, selon les sérotypes. D’autre part, compte tenu du rôle des BMEC dans la prévention des infections du SNC, il a été postulé que l’invasion cérébrale secondaire par les coronavirus est reliée à l’infection des BMEC et le bris subséquent de la barrière hémato-encéphalique (BHE). À l’aide d’infections in vivo et in vitro par les différents sérotypes MHV, chez des souris ou des cultures de BMEC et de LSEC, nous avons démontré, d’une part, que l’infection in vitro des LSEC par le sétotype MHV3, à la différence des variants 51.6- et YAC-MHV3, altérait la production du facteur vasodilatant NO et renversait leur phénotype tolérogénique en favorisant la production de cytokines et de chimiokines inflammatoires. Ces dysfonctions se traduisaient in vivo par une réponse inflammatoire incontrôlée et une dérégulation du recrutement intrahépatique de leucocytes, favorisant la réplication virale et les dommages hépatiques. Nous avons aussi démontré, à l’aide de souris TLR2 KO et de LSEC dont l’expression du TLR2 a été abrogée par des siRNA, que la sévérité de l’hépatite et de la réponse inflammatoire induite par le sérotype MHV3, dépendait en partie de l’induction et de l’activation préférentielle du TLR2 par le virus dans le foie. D’autre part, la sévérité de la réplication virale au foie et des désordres dans le recrutement leucocytaire intrahépatique induits par le MHV3, et non par le MHV-A59 et le 51.6-MHV3, corrélaient avec une invasion virale subséquente du SNC, au niveau de la BHE. Nous avons démontré que l’invasion cérébrale du MHV3 était associée à une infection productive des BMEC et l’altération subséquente des protéines de jonctions serrées occludine, VE-cadhérine et ZO-1 se traduisant par une augmentation de la perméabilité de la BHE et l’entrée consécutive du virus dans le cerveau. Dans l’ensemble, les résultats de cette étude mettent en lumière l’importance du maintien de l’intégrité structurale et fonctionnelle des LSEC et des BMEC lors d’infections virales aigües par des MHV afin de limiter les dommages hépatiques associés à l’induction d’une réponse inflammatoire exagérée et de prévenir le passage des virus au cerveau suite à une dissémination par voie hématogène. Ils révèlent en outre un nouveau rôle aggravant pour le TLR2 dans l’évolution de l’hépatite virale aigüe ouvrant la voie à de nouvelles avenues thérapeutiques visant à moduler l’activité inflammatoire du TLR2. / Endothelial cells (EC) act as a physical barrier against invasion by pleiotropic blood borne viruses but their contribution in innate antiviral defense is poorly known. Dysfunctions in blood-brain barrier EC (BMECs) and liver sinusoidal EC (LSECs) have been reported in viral neuropathologies and hepatitis, suggesting that loss of ECs integrity may contribute to the pathogenesis. Mouse hepatitis coronaviruses (MHV), differing in their ability to induce severe to subclinical hepatitis and neurological diseases and / or their tropism for ECs, are relevant viral models to study the consequences of EC infection in viral pathogenesis. Following hematogenous infection, the MHV3 serotype, the most virulent MHV, induces fulminant hepatitis, characterized by severe inflammatory response, followed by neurological damage whereas the less virulent MHV-A59 serotype induces milder hepatitis but does not invade the central nervous system (CNS). In addition, MHV3, in contrast to MHV-A59, shows ability to induce TLR2-dependent cytokine response. The attenuated MHV3 variants, 51.6-MHV3 and YAC-MHV3, are characterized by a weak tropism for LSECs and induce moderated and subclinical hepatitis respectively. Given the importance of LSECs in hepatic tolerance and the elimination of circulating pathogens, it has been postulated that the severity of hepatitis and inflammatory response induced by MHVs correlates with infection and alterations in vascular and tolerogenic properties of LSECs. Hepatic inflammatory disorders may result from differential activation of TLR2, rather than other TLRs and helicases, according to serotypes. Moreover, given the role of BMECs in preventing CNS infections, it has been postulated that secondary cerebral invasion by coronaviruses is related to infection of BMECs and subsequent breakdown of the blood-brain barrier (BBB). Through in vitro and in vivo infections of isolated BMECs, LSECs or mice with the different MHVs, we demonstrated, first, that in vitro productive infection of LSECs by the highly virulent MHV3 serotype, in contrast to 51.6- et YAC-MHV3 variants, altered their production of vasoactive factors and overthrew their intrinsic tolerogenic properties by promoting inflammatory cytokines and chemokines production. These disturbances were reflected in vivo by an uncontrolled inflammatory response and a deregulation of intrahepatic leukocyte recruitment, favoring viral replication and liver damages. We demonstrated, using TLR2 KO mice and LSECs treated with siRNA for TLR2 that the abnormal inflammatory response induced by MHV3 depended in part on preferential induction and activation of TLR2 by the virus on the surface of hepatic cells. Moreover, the severity of the primary viral replication in the liver and disorders in intrahepatic leucocyte recruitment induced by MHV3, but not by MHV-A59 and 51.6-MHV3, correlated with a subsequent brain invasion at the BBB level. Such invasion was related to productive infection of BMECs and subsequent IFN--dependent disruption of tight junction proteins occludin, VE-cadherin and ZO-1, resulting in an increase of BBB permeability and further viral entry into the CNS. Overall, the results of this study highlight the importance of structural and functional integrity of LSECs and BMECs during acute viral infections by MHVs to limit liver damages associated with viral-induced exacerbation of inflammatory response and prevent brain invasion by MHVs following viral spread through the bloodstream. They also reveal a new worsening role for TLR2 in the evolution of acute viral hepatitis paving the way for new therapies targeting TLR2-induced inflammatory activity.