Amplificateur de transmission d'origine flavivirale dans la salive de moustique – VirSalivaEnhancer

Les flavivirus sont des virus avec un génome à ARN qui est transmis par les moustiques. Lors de la piqûre des moustiques, ces derniers injectent de la salive pour insensibiliser la peau. Lorsque que le moustique est infecté, cette salive contient les virus qui infectent la peau avant de se reprendre dans le reste du corps et de causé les symptômes. Chose importante, la salive contient aussi des composés qui favorisent l’infection de la peau et donc la transmission. Dans notre étude, nous avons collecté de la salive de moustique pour y détecter le virus à ARN par des méthodes de biologie moléculaire. Grâce à ces méthodes de quantification de l’ARN, nous avons aussi découvert la présence un fragment d’ARN viral et d’autres ARN viral dans la salive. Nous avons ensuite utilisé des cellules humaines de peau et des explants de peau humaine pour évaluer l’effet de ces composés salivaires sur l’infection de la peau et donc la transmission.

Nous avons découvert deux types de composés salivaires qui augmentent l’infection de la peau lors de la piqûre de moustique. D’une part, nous avons découvert que tous les flavivirus sécrètent un ARN viral non-codant dans la salive. Cet ARN viral non-codant inhibe la réponse immunitaire de la peau, fournissant un avantage aux virus. D’autres part, la salive de moustique contient des lipides qui eux aussi favorisent l’infection de la peau et donc la transmission. Ces lipides salivaires modulent la composition lipidique de la peau pour améliorer la réplication des flavivirus. Cette étude a ainsi révélé l’existence de deux nouveaux composés salivaires qui favorisent la transmission de tous les flavivirus.

Cette étude a permis de publier 10 articles. Dans ces articles, nous avons démontré l’existence de l’ARN viral non-codant dans la salive de moustique et montré sa fonction d’amplification de la transmission. Dans plusieurs autres articles, nous avons découvert la fonction des lipides de moustique dans la transmission. La multitude des articles scientifiques décrit comment ces deux facteurs d’amplification de la transmission ont de multiples rôles dans la transmission.

Par ailleurs, nous avons soumis un brevet pour appliquer ces découvertes dans une nouvelle stratégie de lutte.

Le financement de l'ANR a permis de compléter plusieurs autres projets et le financement de l'ANR est mentionné dans les publications scientifiques suivantes:

1. Chowdhury, Avisha, Cassandra M. Modahl, Dorothée Missé, R. Manjunatha Kini, et Julien Pompon. « High Resolution Proteomics of Aedes Aegypti Salivary Glands Infected with Either Dengue, Zika or Chikungunya Viruses Identify New Virus Specific and Broad Antiviral Factors ». Scientific Reports 11, no 1 (8 décembre 2021): 1 12. doi.org/10.1038/s41598-021-03211-0

2. Vial, Thomas, Guillaume Marti, Dorothée Missé, et Julien Pompon. « Lipid Interactions Between Flaviviruses and Mosquito Vectors ». Frontiers in Physiology 12 (2021): 1744. doi.org/10.3389/fphys.2021.763195.

3. Xiang, Benjamin Wong Wei, Wilfried A. A. Saron, James C. Stewart, Arthur Hain, Varsha Walvekar, Dorothée Missé, Fréderic Thomas, Kini M., Roch B., Claridge-Chang A. St John A. et Pompon J. « Dengue Virus Infection Modifies Mosquito Blood-Feeding Behavior to Increase Transmission to the Host ». Proceedings of the National Academy of Sciences 119, no 3 (18 janvier 2022). doi.org/10.1073/pnas.2117589119

Les flavivirus pathogéniques d’importance mondiale, tels que le virus de la dengue (DENV), de Zika (ZIKV) et de la fièvre jaune (YFV), sont transmis par une piqûre de moustique. La salive du moustique contient des virus qui initient l’infection de la peau avant de se répandre dans le corps. Comprendre les facteurs qui déterminent l’infection de la peau mènera à des stratégies bloquant la transmission. Plusieurs équipes ont étudié les composants de la salive et ont identifié quelques protéines salivaires du moustique avec une fonction proviral. Ici, nous entreprenons une nouvelle approche en étudiant les composés flaviviraux dans la salive. Dans la salive infectée par DENV2, nous avons détecté l’ARN sous-génomique flaviviral (sfRNA), un ARN non-codant viral qui inhibe l’immunité. Nous avons aussi montré que le sfRNA se trouve dans des exosomes salivaires qui transfèrent du matérielle virale aux cellules de la peau. Enfin, la présence de sfRNA au moment de l’infection augmente l’infection en inhibant la réponse immunitaire dans les cellules de la peau. Nos résultats préliminaires suggèrent que les exosomes contenant du sfRNA sont un nouvel acteur de la transmission de DENV2. Comme tous les flavivirus produisent du sfRNA, ce mécanisme pourrait être conservé chez tous les flavivirus transmis par les moustiques, représentant un candidat idéal pour bloquer leurs transmissions. Dans la proposition, nous testons l’hypothèse que les flavivirus exploitent les exosomes salivaires pour transférer un inhibiteur de l’immunité dans les cellules de la peau, réduisant ainsi la réponse immunitaire pour intensifier la transmission. Dans la tâche 1, en utilisant un modèle in vitro, nous isolerons le type d’exosome qui contient le sfRNA de la DENV2 et décrirons son contenu protéique, transcriptomique et lipidique. Nous déterminerons quels types de cellule de la peau sont ciblés par ces exosomes. La tâche 1 révèlera la biogénèse et fonction de ces exosomes. Dans la tâche 2, nous déterminerons la fonction des exosomes contenant le sfRNA de la DENV2. Nous déterminerons l’impact de la présence de sfRNA et des exosomes contenant du sfRNA au moment de l’infection sur la réponse immunitaire à l’aide de RNA sequencing et sur l’infection dans les cellules de la peau ciblées par ces exosomes. La caractérisation fonctionnelle des gènes régulés révèlera l’impact du sfRNA et des exosome, séparément et ensemble. Nous étudierons ensuite comment l’élimination des exosomes dans la salive de moustique influence l’infection par DENV2 et la réponse immunitaire suite à une piqûre. Pour cela, des moustiques transgéniques sans exosomes salivaires piqueront une souris et nous quantifierons l’infection et la réponse immunitaire dans la peau après la piqûre par single-cell RNA sequencing. En appliquant des technologies de pointes, la tâche 2 décryptera la fonction des exosomes contenant du sfRNA. Dans la tâche 3, nous déterminerons si l’augmentation de l’infection de la peau par le sfRNA est conservée chez les autres sérotypes de DENV, ZIKV et YVF. Nous quantifierons le sfRNA dans la salive infectée par ces flavivirus, déterminerons si le sfRNA est dans des exosomes et quantifierons l’impact du sfRNA de chaque virus sur l’infection et la réponse immunitaire dans les cellules de la peau ciblées par ces exosomes. La tâche 3 testera la généralité du mécanisme pour évaluer l’impact de stratégies ciblant les exosomes. Les applications potentielles incluent le développement de stratégies d’immunisation contre les exosomes et l’utilisation des exosomes pour transférer des composés thérapeutiques dans la peau. Le consortium rassemble les expertises en entomologie moléculaire, bioinformatique, single-cell RNA sequencing, immunologie murine, dermatologie et biologie des exosomes dans un réseau de collaborateurs internationaux. La nouveauté de l’hypothèse et de l’approche ainsi que l’utilisation de technologies de pointe fournira au PI la plateforme idéale pour établir sa carrière.