Bases structurales de la glycoprotéine du virus de la rage et des Lyssavirus – GRLy

Les lyssavirus (LYSV) sont des virus enveloppés de la famille des Rhabdoviridae. Ils causent des encéphalites mortelles. Le virus de la rage (RABV), le plus connu du genre, est responsable de 59 000 décès par an. Les lyssavirus sont suffisamment divergents pour échapper à la réponse immunitaire induite par les vaccins antirabiques.
Les LYSV ont une glycoprotéine G transmembranaire, essentielle pour l'entrée virale. G se lie aux récepteurs cellulaires, déclenchant l’endocytose du virus. Lors de l'acidification de l'endosome, G subit une transition structurale depuis sa forme pré-fusion trimérique vers sa conformation post-fusion qui catalyse la fusion entre les membranes virale et endosomale. Au cours de ce changement, G expose des motifs hydrophobes, les boucles de fusion, qui interagissent avec la membrane cible et la déstabilisent. Comme toutes les G de rhabdovirus, elle appartient à la classe III des glycoprotéines virales de fusion qui englobe la gB des herpèsvirus et la gp64 du baculovirus.
Bien que les LYSV soient des agents pathogènes humains reconnus, les données structurales les décrivant sont rares. Ce projet comblera cette lacune en déchiffrant les bases moléculaires de l'entrée des LYSV dans la cellule et de leur neutralisation par les anticorps. Pour cela, il réunit deux équipes aux compétences complémentaires en virologie moléculaire, cellulaire, structurale et cryo-ME. Il a 4 objectifs interdépendants.
Le premier consiste à exprimer plusieurs ectodomaines LYSV G (Gect) dans des lignées cellulaires de drosophile. Ces ectodomaines seront purifiés et leur structure sera déterminée par cristallographie. Nous étudierons aussi la structure de RABV Gect en complexe avec des partenaires pertinents tels que des FAbs ou des formes solubles de récepteurs par cristallographie et cryo-ME.
Certains ectodomaines de LYSV G s'assemblent en objets cylindriques allongés ayant une symétrie hélicoïdale. Le 2ème objectif est d'exploiter cette symétrie et d'utiliser la cryo-ME pour déterminer la structure de G dans ces assemblages. Ces réseaux de G, également observés à la surface virale, semblent jouer un rôle crucial à un stade tardif du processus de fusion.
L'un des défis dans le domaine est d'obtenir la structure de la glycoprotéine complète (GFL) des rhabdovirus (i.e. avec ses domaines transmembranaire et intraviral). C'est notre 3ème objectif. Nous avons déjà mis en place des protocoles pour isoler GFL (de plusieurs rhabdovirus) à l'aide de détergents et obtenu des densités électroniques de VSV GFL sous 3 conformations (pre-, post-fusion et lié à un anticorps). Nous utiliserons plusieurs approches dont la cristallisation en phase cubique lipidique et l'analyse d'images en particules isolées de GFL solubilisée par des détergents ou incorporée dans des nanodisques par cryo-ME. Nous caractériserons également G à la surface virale par cryo-tomographie électronique.
Enfin, dans le dernier objectif, nous construirons des mutants que nous caractériserons fonctionnellement pour valider les hypothèses issues de l'analyse structurale. Des approches d'évolution expérimentale seront aussi utilisées pour approfondir notre compréhension des relations structure-fonction.
Ce projet apportera des données structurales sur la G des LYSV. Nous espérons mieux comprendre les bases moléculaires régissant l'interaction entre RABV G et ses récepteurs, ainsi que la neutralisation du virus par les anticorps. Au-delà du domaine des rhabdovirus, les données obtenues permettront d'éclairer la structure, la transition structurale et le fonctionnement des glycoprotéines de fusion de classe III. Ils devraient également améliorer notre compréhension des mécanismes de la fusion virale.
Les résultats de ce projet de recherche fondamentale, pourraient avoir des retombées dans le domaine médical pour la conception rationnelle de nouvelles molécules antivirales ciblant RABV G et interférant avec l'entrée virale et de vaccins à large spectre contre les LY