Variabilité génétique au sein des populations de virus à ARN négatif non segmenté et adaptation à l'hôte – Viva&host

Ce programme met à profit la puissance de la nouvelle génération de séquençage à haut débit pour suivre la variabilité génétique globale de virus à ARN à brin négatif non segmenté (Mononegavirales) lors du changement du tissu chez l’organisme hôte et / ou le changement d’espèces animales. En raison de leur complémentarité en termes d'outils expérimentaux et moléculaires disponibles et de leur stratégie de réplication commune, nous avons mis l'accent sur deux pathogènes humains majeurs, le virus de la rage (RABV) et le virus de la rougeole (MeV).

La variabilité génétique virale sera analysée à l’issue de chaines de transmission naturelle et expérimentale au niveau de l’organisme et des tissus infectés. Des lignées de cellules primaires cibles de la réplication virale sont développées afin de suivre en parallèle l’évolution génétique des virus au niveau cellulaire. Les variations génétiques en lien avec la capacité des virus à infecter différents types cellulaires, à coloniser de nouveaux tissus et à infecter de nouveaux hôtes animaux seront identifiées et testées expérimentalement.

Ce programme vise à comprendre comment un virus peut soudainement envahir un nouvel hôte puis conduire à une maladie émergente, et permettre d'anticiper un tel changement en définissant une surveillance moléculaire adaptée.

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Les virus à ARN sont caractérisés par une forte variabilité génétique liée au manque de fidélité de leur ARN polymérases ARN dépendante induisant environ une mutation par cycle de réplication pour un génome de 10 000 nucléotides. A ce jour, l’étendue et la structure de la diversité génétique des populations virales hébergées chez un hôte ont été largement ignorées faute d’une technologie de séquençage appropriée. La seule approche utilisée pour étudier cette diversité a été celle de l'analyse des séquences dites consensus. En conséquence, l'impact de cette diversité sur le processus de sélection naturelle chez l'hôte infecté reste méconnu. Pourtant, la réponse à cette question serait cruciale pour comprendre les capacités d'adaptation d'un virus à une nouvelle espèce-hôte et ainsi de son émergence. Nous projetons d’utiliser les nouvelles techniques de séquençage à haut débit (NGS) pour suivre les changements de profils de la diversité génétique de virus à ARN négatif non segmenté (Mononegavirales) chez différents hôtes. Les exemples choisis correspondent à deux virus hautement pathogènes chez l'homme, le virus de la rage (RABV) et celui de la rougeole (MeV) présentant des similitudes de réplication et des complémentarités d'outils d'investigation. Ces virus, zoonotique pour RABV et strictement confiné à l’espèce humaine (et expérimentalement infectieux chez certains singes) dans le cas de MeV, envahissent tous les deux le système nerveux central, mais ils ciblent des organes différents et entraînent suivant les cas des pathologies aiguës et/ou chroniques. En utilisant une technique NGS optimisée, nous déterminerons la diversité génétique de l’intégralité du génome en particulier la recherche de polymorphismes nucléotidiques (SNPs) et d’évènements d’insertion et de troncature (indels). Dans le cas de RABV, de multiples isolats viraux représentatifs des différents groupes phylogénétiques infectant différentes espèces de carnivores seront analysés. Dans le cas de MeV, nous utiliserons des variants naturels collectés lors l‘épidémies chez l'homme. Les changements de diversité génétique après transmission expérimentale chez le renard et le chien, deux hôtes naturels du RABV, ou dans des modèles murins (MeV) seront recherchés dans différents organes cibles. Ces changements seront comparés avec ceux apparaissant in vitro lors d’infection de lignées cellulaires représentatives de l’espèce et des tissus hôtes. Enfin, les hypothèses concernant le rôle supposé d’un jeu de SNPs et/ou d’indels dans le processus adaptatif et qui auront ainsi été identifiés seront éprouvées par la construction de virus recombinants. Ce projet bénéficiera de l’expertise complémentaire de quatre partenaires dans les domaines du séquençage NGS (C. Bouchier), des mécanismes de réplication et de l’épidémiologie du virus de la rage (L. Dacheux et H. Bourhy), de l’infection expérimentale par le virus de la rougeole et des mécanismes de réplications de ce virus (B. horvat et D. Gerlier) et de l’évolution virale (E.C. Holmes).