Arbovirus émergents: interactions avec les barrières materno-foetale et hémato-encéphalique – ArboV-Host Barriers

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
Les virus Chikungunya (CHIKV) et West Nile (WNV) sont deux arbovirus émergents qui sont respectivement à l'origine de récentes épidémies dans l'Océan indien et aux USA. Au cours de ces épidémies ont été observées des infections foeto-placentaire et du système nerveux central (SNC) associées à une morbidité et mortalité élevées. Après une phase de virémie, ces virus sont donc capables de traverser les barrières foeto-placentaire (BFP) et hémato-encéphalique (BHE). La BHE est constituée par les cellules endothéliales des micro-vaisseaux cérébraux et par les cellules épithéliales des plexus choroïdes, tandis que la BFP est composée par le syncytiotrophoblaste qui dérive du cytotrophoblaste. Il est admis que l'infection du SNC et de l'unité foeto-placentaire est positivement corrélée à l'intensité de la virémie. Néanmoins, les mécanismes impliqués dans la reconnaissance et la traversée de ces barrières sont inconnus et représentent un enjeu médical et scientifique majeur.
RESUME PROJET – Description
L'infection du SNC et du placenta sera étudiée sur des coupes de tissus humains prélevés lors d'autopsies ou en post-partum. Des analyses histopathologiques, immunochistochimiques et par hybridation in situ seront effectuées afin d'identifier les cellules infectées, notamment au niveau de la BHE et de la BFP. Afin d'étudier comment le CHIKV et le WNV ciblent et traversent ces barrières, des modèles in vitro seront utilisés. Pour la BHE, des techniques de culture de cellules primaires sur microfiltres après isolement à partir de microvaisseaux cérébraux et de plexus choroïdes permettent de reproduire in vitro la BHE. Une lignée de cellules endothéliale humaine dérivée de microvaisseaux cérébraux permet également d'obtenir un modèle de BHE in vitro. De plus, les plexus choroïdes et les microvaisseaux isolés après microdissection peuvent être maintenus en culture ex vivo et infectés. Pour la BFP, les cytotrophoblastes primaires peuvent être différenciés en syncytiotrophoblastes in vitro et être infectés. La lignée humaine de cytotrophoblastes BeWo se différencie en syncytiotrophoblaste après traitement par l'AMPc. Ces modèles de BBB et de BFP seront utilisés pour déterminer la capacité de différentes souches de CHIKV et de WNV à adhérer, infecter et traverser ces barrières. Nous étudierons le tropisme de ces virus pour le SNC et pour le placenta et comparerons le phénotype d'isolats responsables d'infections du SNC et foetoplacentaire aux isolats de patients ayant présenté une infection bénigne, ainsi qu'aux souches de référence qui ne sont pas connues pour être associées à de telles complications. Si un phénotype spécifique est établi, les déterminants moléculaires viraux et cellulaires seront identifiés en utilisant des techniques de biologie moléculaire et cellulaire, et de biochimie. Pour évaluer la pertinence des résultats obtenus in vitro, nous effectuerons des études in vivo chez la souris couplées à des techniques d'imagerie dynamique.
RESUME PROJET – Resultats attendus
L'étude des interactions du CHIKV et du WNV avec la BHE et la BFP apportera des connaissances fondamentales sur le tropisme tissulaire et cellulaire de ces deux arbovirus. Ce projet conduira au développement de nouveaux outils pour étudier les interactions entre les virus, ou d'autres pathogènes, avec la BHE et la BFP in vitro, ex vivo et in vivo. La caractérisation des interactions du CHIKV et du WNV avec les plexus choroïdes, les microvaisseaux cérébraux, et la BFP devrait permettre d'identifier les mécanismes moléculaires responsables de la reconnaissance de ces barrières et de leur traversée. La comparaison du tropisme pour le SNC et pour le placenta d'isolats responsables des récentes épidémies (Etats-Unis pour WNV et La Réunion pour CHIKV) avec celui de souches de référence permettra de caractériser les nouveaux isolats et de savoir s'ils présentent un phénotype spécifique. Cette donnée constituera une in