CE15 - Immunologie, Infectiologie et Inflammation

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

Les amplificateurs viraux de la transmission dans la salive de moustique

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.

Caractériser un amplificateur universel de la transmission des flavivirus dans la salive de moustique

Dans ce projet, nous avons entrepris une approche complètement innovante en recherchant des produits flaviviraux dans la salive infectée. Dans nos données préliminaires, nous avons découvert un inhibiteur de l'immunité d'origine flaviviral (c'est à dire le sfRNA) dans des exosomes de salive infectée par le DENV et avons montré que ces vésicules augmentent l'infection dans les cellules de peau. Ces résultats préliminaires suggèrent l’existence d'un nouvel acteur (les exosomes contenant le sfRNA) sécrété in trans dans la salive pour influencer la transmission.<br />Pour poursuivre cette découverte, ce projet de recherche teste l'hypothèse que les flavivirus détourne les exosomes salivaires des moustiques pour transférer un inhibiteur de l'immunité dans les cellules de la peau pour amplifier la transmission.<br /><br />Ce projet propose de (i) caractériser les exosomes salivaires, (ii) déterminer la fonction des exosomes salivaires dans l'infection in vitro et in vivo, et (iii) tester si ce mécanismes d'amplification de la transmission est conservé chez les autres flavivirus.<br /><br />Dans l'ensemble, ce projet étudie un factor récemment découvert à l’inter-phase entre les flavivirus, les moustiques et l'humain qui pourrait déterminer l'efficacité de la transmission. Les résultats pourraient mener au développement de nouvelles stratégies pour bloquer la transmission des flavivirus transmis par les moustiques.

Nous utiliserons des outils de l'entomologie moléculaire, de la biologie cellulaire, des modèles animaux, de plusieurs approches omics, et de séquençage à cellules uniques.

Nous avons démontré que le sfRNA est sécrété dans une vésicule (exosome) distincte des virions en utilisant deux approches différentes.
Nous avons identifié les facteurs moléculaires requis pour la sécrétion de sfRNA dans les vésicules.
Nous avons montré que les virus du Zika et du Nil Occidental sécrètent du sfRNA dans la salive de moustique.

Les résultats obtenus dans cette première moitié de projet soutiennent les hypothèses:
1. Le sfRNA est contenu dans des vésicules salivaires, pour lesquelles nous avons commencé à décrire les déterminants moléculaires.
2. La sécrétion des vésicules contenant du sfRNA est conservé chez tous les flavivirus.

En s'appuyant sur ces résultats, nous déterminerons comment les vésicules contenant le sfRNA amplifie l'infection de la peau.

A la fin de ce projet, nous devrions être capable d'établir si les vésicules contenant du sfRNA représentent une cible universelle idéale pour bloquer tous les flavivirus transmis par les moustiques.

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.

Coordination du projet

Julien Pompon (Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

MIVEGEC Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle

Aide de l'ANR 397 549 euros
Début et durée du projet scientifique : octobre 2020 - 36 Mois

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