BELVIR - Interaction virus-hôte aux premiers stades de l’infection

Les infections virales sont responsables d’une énorme charge, tant en médecine humaine que vétérinaire. L’exposition constante aux infections virales a provoqué une évolution de l’hôte et représente toujours certains des défis les plus pressants en matière de santé mondiale. Les résultats d’une infection d’un hôte naïf par un virus reposent sur les interactions clés virus-hôte qui se produisent très vite après le premier contact entre le virus et l’hôte. Toutefois, comme ces événements précèdent les symptômes cliniques, ils ont tendance à être peu étudiés et sont souvent mal compris. Pénétrer dans l’hôte est loin d’être simple. Afin de pouvoir infecter les cellules au niveau du point d’entrée, la plupart des virus doivent d’abord franchir les barrières extracellulaires comme le mucus. Ensuite, ils doivent interagir avec les récepteurs appropriés, détourner l’internalisation cellulaire et les mécanismes de transport, déréguler les voies de signalisation, activer les enzymes cellulaires, fournir leur génome au bon compartiment cellulaire, exploiter la machinerie cellulaire pour produire des virions de descendance et, dans le même temps, échapper à l’immunité innée. Ce n’est qu’alors qu’ils peuvent se propager à des sites secondaires et réussir à contaminer l’hôte.

Le consortium amorcera et facilitera les interactions (lors du programme IAP et au-delà) qui créeront un environnement qui permettra de maintenir la virologie belge à l’avant-garde de la recherche internationale. Il s’agit notamment de

1. la mise en place d’un environnement de laboratoire virtuel dans lequel les membres des différents partenaires pourront travailler et interagir ;
2. l’organisation d’ateliers collaboratifs entre les partenaires afin de promouvoir la formation et la promotion des jeunes scientifiques ;
3. la promotion de liens durables entre les virologues belges par le lancement d’une « Société belge de virologie » qui sera mise en réseau avec les organisations internationales existantes dans le domaine de la virologie.

Le programme scientifique de Sciensano dans ce projet examine les premiers stades d’infection des myxovirus. Les myxovirus (du grec myxa = mucus) représentent n’importe quel groupe de virus enveloppé à acide ribonucléique de taille moyenne avec une affinité élevée pour les mucines. Après avoir pénétré la barrière de mucus, l’entrée de ces virus enveloppés dans la cellule se produit par fusion des bicouches lipidiques du virus et de la cellule. Étant donné qu’ils appliquent différents mécanismes d’entrée, les myxovirus ont été subdivisés en orthomyxovirus et paramyxovirus. Cette distinction historique reste valable alors que les connaissances se sont accrues. Les premiers stades de l’infection des orthomyxovirus, comme le virus de la grippe aviaire (AI), et des paramyxovirus, comme le virus de la maladie de Newcastle (NDV), sont régis par les glycoprotéines (gp) qui présentent des fonctions similaires, ancrées dans leur enveloppe. Les glycoprotéines d’attachement respectif hémagglutinine (H) et hémagglutinine-neuraminidase (HN) reconnaissent des récepteurs similaires à l’acide sialique sur leurs cellules hôtes. Toutefois, le virus de la maladie de Newcastle pénètre dans la cellule principalement par une fusion indépendante du pH et médiée par la F-gp à la surface de la cellule alors que le virus de la grippe aviaire est intériorisé par la voie endocytaire et que la fusion dépendante du pH se produit dans la cellule. De nombreuses protéines de fusion virale possèdent à la fois une activité de liaison aux récepteurs et de fusion, ce qui suggère un modèle simple indiquant comment la fusion est déclenchée par la liaison aux récepteurs. Néanmoins, la séparation de ces deux fonctions dans les paramyxovirus rend le contrôle du déclenchement de la fusion plus complexe. Par conséquent, il est extrêmement important que le déclenchement soit correctement régulé, à la fois dans l’espace et dans le temps. Cependant, les détails de ces interactions sont toujours à l’étude et peuvent varier selon les souches de paramyxovirus.

Les questions abordées visent à mieux comprendre la morphologie et la distribution des différentes glycoprotéines des myxovirus, représentés par AI et NDV, et à comprendre plus précisément comment elles interagissent aux premiers stades de l’infection (attachement-fusion). Mieux connaître ces processus et les comparer avec les modèles des mammifères devraient permettre la mise au point de nouveaux traitements thérapeutiques pour renforcer la barrière de mucus et bloquer la réplication et la dissémination dans les cellules épithéliales.
Les principaux objectifs sont :

• examiner la morphologie et la distribution des différentes glycoprotéines des myxovirus, représentées par le virus de la grippe aviaire (AI) et le virus de la maladie de Newcastle (NDV) par ELISA, immunofluorescence, transfert Western, microscopie électronique (EM) d’immuno-or et cryomicroscopie électronique.
• examiner l’interaction des myxovirus avec leur hôte dans les premiers stades de l’infection (attachement-fusion) par
  • la mise au point d’une méthode de préparation des échantillons par TEM qui préserve la structure de la couche de mucus des surfaces épithéliales des divers modèles expérimentaux,
  • l’élaboration d’une méthode de détection pour le marquage GFP par immuno-or dans des sections ultraminces suivies d’une imagerie par TEM,
  • l’élaboration d’un système de modèle aviaire pour étudier le stade précoce d’infection des myxovirus

En outre, des services et une expertise en matière de microscopie électronique sont fournis aux partenaires du consortium BELVIR, en ce compris :

• l’évaluation de la pureté, de la morphologie et de la concentration des échantillons viraux par coloration négative
• l’évaluation de la morphogenèse et de la production virale de virions dans les sections ultraminces
• la détection et la quantification de l’expression et de la localisation des épitopes par immunomarquage et TEM