Evolution génétique virale et anticorps neutralisants au cours des infections à polyomavirus BK: vers une nouvelle stratégie thérapeutique – BKNAB

Les infections à polyomavirus BK (BKPyV) responsables de néphropathie associée aux polyomavirus (PVAN), constituent une cause importante de dysfonction du greffon après transplantation de rein. En l’absence de molécule antivirale spécifique, il y a peu d’options thérapeutiques pour les traiter. Leur prise en charge repose donc sur la modulation du traitement immunosuppresseur afin de favoriser une réponse immunitaire efficace pour contrôler la réplication virale.
Nous avons des données préliminaires sur une cohorte prospective de patients adultes transplantés de rein (TR) suggérant que les anticorps neutralisants ont un rôle protecteur sur la réplication virale, et que des mutations dans la protéine de capside VP1 apparaissent chez certains patients présentant une virémie prolongée, marqueur biologique d’un risque augmenté de PVAN.
Notre hypothèse est que l’expansion de population virale au cours des réactivations chez ces patients immunodéprimés génère une diversité génétique au niveau intra-individu. La réponse immunitaire permet souvent de contrôler cette infection, mais dans certains cas elle n’est pas suffisamment efficace ce qui permet la sélection de variants présentant des mutations dans le gène VP1. Ces variants pourraient présenter un phénotype modifié en termes de tropisme cellulaire et d’échappement à la neutralisation par les anticorps.
Nous appuyant sur une biocollection de patients TR, nos objectifs sont :1/de décrire la cinétique d’évolution intra-hôte des populations virales de BKPyV au cours d’une infection active, 2/ de démontrer que cette évolution s’accompagne de la sélection de mutations qui ont des conséquences fonctionnelles sur le tropisme cellulaire et l’activité neutralisante des anticorps (AC), 3/d’isoler des AC largement neutralisants chez certains patients, afin d’envisager leur utilisation thérapeutique.
Nous allons inclure des patients adultes TR avec une virémie BKPyV, et étudier l’évolution virale par séquençage profond des génomes viraux complets dans les compartiments urinaire et plasmatique prélevés séquentiellement pendant la durée d’infection active. Nous comparerons les données longitudinales entre les patients ayant négativé leur virémie en moins de 6 mois et les patients présentant une virémie élevée et prolongée. Nous étudierons les conséquences de ces mutations sur les capacités d’entrée de ces variants dans différents types cellulaires, et sur l’activité neutralisante des sérums de patients à l’aide de pseudotypes viraux et de souches de patients. L’impact des mutations de VP1 sur la structure de la capside et la fixation au récepteur cellulaire sera également étudié par des techniques de bioinformatique structurale.
Sur la base des données disponibles pour d’autres virus, notamment du polyomavirus JC, proche du BKPyV, nous pensons que les AC neutralisants pourraient avoir une place dans la prise en charge des infections à BKPyV. Des lymphocytes B spécifiques du BKPyV de patients ayant contrôlé leur virémie seront triés à l’aide de pseudoparticules virales marquées. Les AC produits par ces cellules B seront reconstruits par une nouvelle approche de single cell RT-PCR, et leur fonctionnalité caractérisée in vitro. Si leur propriété neutralisante est confirmée, un brevet sera déposé dans la perspective d’une application thérapeutique.
Ce projet de recherche translationnelle associe des partenaires médicaux et scientifiques avec des expertises complémentaires. Un des aspects les plus innovants est d’associer l’étude de l’évolution longitudinale des populations virales avec l’analyse fonctionnelle des variants VP1 sélectionnés au cours du temps, ce qui n’a jamais été réalisé dans le contexte des infections par ces petits virus à ADN persistants. En transplantation, ce projet contribuera à l’identification de patients à risque d’infection sévère par le BKPyV, et permettra d’envisager une approche innovante d’immunothérapie en association à la modulation de l’immunosuppression.