Modélisation des dynamiques de co-infections entre virus respiratoire dans l’épithélium respiratoire Humai – MORIARTY

Chaque année, des millions de gens sont infectés par différents virus respiratoires, qui peuvent être bénins ou sévères, et mener à des épidémies limitées ou à des pandémies mondiales. Ces dernières années, le développement des techniques multiplex a mis en évidence la prévalence importante des coinfections virales, caractérisée par la présence simultanée chez un individu malade d’un virus a priori bénin et d’un virus plus sévère, comme la grippe ou la SARS-CoV-2.
Cependant nous connaissons encore mal la nature de ces interactions virales chez le patient et comment elles pourraient moduler leur virulence, leur pronostic ou l’efficacité d’interventions pharmacologiques. Pour comprendre comment ces virus coexistent au niveau individuel et populationnel, et comment de nouveaux virus pandemiques, comme le SARS-CoV-2, façonnent l’écosystème des pathogènes respiratoires, il est essentiel d’étudier des questions fondamentales largement ignorées jusqu’à maintenant comme le tropisme cellulaire, la dynamique de transmission et l’interaction hôte-pathogène des virus respiratoires en présence d’une co-infection virale.
Dans ce projet nous combinerons des approches expérimentales avec de nouvelles méthodes analytiques et de la modélisation mathématique pour i) caractériser la dynamique virale de quatre virus respiratoires humains ii) caractériser le rôle de la co-infection sur la dynamique virale, iii) anticiper l’efficacité de traitement antiviraux et iv) comprendre l’impact de coinfection sur la virulence et la transmission dans la population.
Nous nous focaliserons sur le rhinovirus humain (HRV) et le Virus respiratoire syncytial (VRS) comme modèle de virus hautement circulants, et sur le virus de la grippe (IAV) et le SARS-CoV-2 comme modèles de virus pandémiques. Nous travaillerons sur des cellules reconstituées de l’épithélium pulmonaire ainsi que sur différents modèles animaux afin de collecter des données de cinétique très détaillées pour évaluer l’infectiosité, la cinétique de réplication et le rôle de l’immunité innée dans des modèles physiologiques. En combinant ces données avec des modèles mathématiques nous pourrons quantifier les paramètres clés qui gouvernent la réplication virale. L’apport conjoint des expérimentations in vitro et in vivo nous permettra de mieux comprendre le rôle des coinfections, et comment l’efficacité des traitements actuels contre IAV and SARS-CoV-2 pourrait être affectée par la présence de co-infections chez le patient. Enfin nous utiliserons nos résultats pour comprendre, par simulations, le rôle de la co-infection sur l’épidémiologie de ces virus dans la population, et mieux anticiper comment ces coinfections pourraient modifier l’efficacité de stratégies sur l’administrations massive de traitements antiviraux.