Soutenance mémoire
Le virus West Nile (VWN) est un arbovirus (pour « Arthropod-Borne Virus ») transmis par piqûre de moustiques, appartenant au genre des Flavivirus et l’agent de la fièvre West Nile ou fièvre du Nil occidental. Le réservoir naturel du VWN est constitué de la faune aviaire sauvage. Les hôtes mammifères représentent un cul de sac épidémiologique. Parmi les mammifères, l’Homme et les équidés sont les plus sensibles, développant des symptômes neurologiques sévères dans 1 à 10 % des cas. Le VWN circule en Europe et dans le bassin méditerranéen depuis une longue période et a été à l’origine de nombreuses épidémies humaines et épizooties équines depuis la fin des années 1990 en Europe et plus largement dans le monde.
Une des spécificités de la situation épidémiologique européenne est la présence d’une grande diversité de souches, appartenant à au moins 5 lignages (principalement au lignage 1). Cette situation évolue avec l’apparition et l’expansion d’une infection à lignage 2 pathogène (Hongrie 2008, Grèce 2010) ainsi qu’avec la conquête de nouveaux territoires par le lignage 1a (Italie 2008/2009, Albanie, Macédoine…). La souche IS-98-ST1 a été isolée suite à l’une des plus importantes épidémies ayant touché le bassin méditerranéen, en Israël en 1998 (Lucas et al., 2004). A ce jour, il reste beaucoup à explorer sur les propriétés neuroinvasives et les déterminants moléculaires de la virulence concernant les souches circulant en Europe .
L’existence du virus West Nile est connue depuis 1937, lorsqu’il a été isolé en Ouganda, dans la province du Nil Occidental (West Nile), à partir du sang d’une femme présentant un accès fébrile (Kramer et al., 2007). Initialement, la fièvre WN était considérée comme une arbovirose mineure, essentiellement responsable chez l’homme d’infections asymptomatiques ou d’un syndrome pseudo-grippal et plus rarement d’encéphalites pouvant être mortelles. La situation a changé dans les années 1990 avec des épidémies incluant de nombreux cas humains, comme en Algérie (1994), en Roumanie (1996), en Tunisie (1997), en Israël (2000), et des cas équins au Maroc (1996), Italie (1998), Israël et France (2000) (Zeller et Schuffenecker, 2004). Un tournant majeur est atteint en 1999, lorsqu’une épidémie éclate à New York, sur un territoire vierge de VWN. 10 ans plus tard le virus est considéré comme endémique sur tout le territoire nord -américain. Près de 12000 cas humains de méningites ou d’encéphalites dont plus de 1000 infections fatales y ont été répertoriés. Une mortalité massive de la faune aviaire locale y a aussi été observée (Murray et al., 2010). La souche isolée à New York est très proche de celle isolée en 1998 sur une cigogne en Israël avec 28 changements nucléotidiques impliquant 10 changements d’acides aminés (Malkinson et al., 2002). De nombreuses études se sont attachées à la compréhension de la pathogénicité du VWN et de ses mécanismes/déterminants en utilisant des clones infectieux de souches africaines, B956 (Yamshchikov et al., 2001a), australiennes, Kunjin (Liu et al., 2003; Khromykh and Westaway, 1994) et surtout de la souche new-yorkaise, NY99 (Kinney et al., 2006; Beasley et al., 2005; Audsley et al., 2011; Schlick et al., 2009; Borisevich et al., 2006; Shi et al., 2002a), mais jamais sur une souche méditerraneo-européenne, comme la souche israélienne, IS-98-ST1. Or, le contexte européen est différent du contexte américain, à la fois au niveau de l’écologie (vecteurs, faune sauvage aviaire) et de l’épidémiologie (variété des souches plus importante en Europe (Zeller et Schuffenecker, 2004), absence d’immunité préexistante en Amérique contre une présence récurrente plus ancienne en Europe (Dauphin et Zientara, 2005). Nous verrons dans la suite du manuscrit ces différents aspects.
Le VWN appartient à la famille des Flaviviridae, genre Flavivirus. Il fait partie d’un complexe de virus comprenant le virus de la fièvre jaune (YFV), à l’origine du nom du genre (flavius signifie « blond » en latin), le virus de la Dengue (DENV), ainsi que de virus à l’origine d’encéphalites comme l’encéphalite japonaise (JEV) qui circule en Asie, le virus de l’encéphalite de Saint-Louis (SLEV) rencontré en Amérique, ou le virus de Murray Valley (MVEV) rencontré en Australie. JEV, SLEV, MVEV et VWN appartiennent au sérocomplexe de l’encéphalite japonaise. Récemment, des virus proches ont été identifiés en Europe : le virus Usutu (USUV), rencontré jusque là en Afrique, a été isolé en Autriche, en Hongrie, en Allemagne, en Suisse, en Italie et en Espagne (Weissenböck et al., 2003 ; Bakonyi et al., 2007 ; Steinmetz et al., 2011 ; Becker et al., 2012 ; Savini et al., 2011 ; Busquets et al., 2008) ; un nouveau virus émergent, le virus Bagaza (BAGV), a été identifié en Espagne en 2010 (Agüero et al., 2011).
Les images de cryo-microscopie électronique révèlent des particules virales de symétrie icosaédrique de 50 nm de diamètre, sans spicules à leur surface (Kramer et al., 2007). Il s’agit de virus enveloppés avec une capside formée d’une seule protéine, la protéine C, contenant une molécule d’ARN(+) d’environ 11kb. L’enveloppe est formée de deux protéines, une protéine d’enveloppe (E) et une protéine de membrane (M) dont l’agencement confère une apparence lisse .
Le génome viral est constitué d’un ARN simple brin de 11 kb coiffé à son extrémité 5’ (7- méthylguanosine), non polyadénylé en 3’ . Les régions non codantes (NC) en 5’ et 3’ sont conservées et forment des structures secondaires en épingle à cheveux, nécessaires pour la transcription, la traduction et l’empaquetage de l’ARN viral (Brault, 2009). Le génome complet est traduit en une polyprotéine qui est clivée pendant et après la traduction par des protéases cellulaires et virales. La partie 5’ de la polyprotéine code pour les protéines structurales (C, prM, E) et la partie 3’ pour les protéines non structurales (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B et NS5) . Les protéines structurales sont nécessaires pour l’encapsidation (par la protéine C) de l’ARN viral, et les protéines de surfaces (M et E) sont requises pour l’interaction et la fusion avec la cellule cible (Kimura et al., 1988). M et E sont aussi à l’origine de la stimulation de la réponse lymphocytaire B et T (Campbell et al., 2002 ; Sanchez et al., 2005). La protéine d’enveloppe est la plus immunogène et induit la majorité des anticorps neutralisants (Sanchez et al., 2005). Elle est constituée de trois domaines structuraux, parmi lesquels le domaine III est le plus immunogène. Les protéines non structurales jouent un rôle dans la réplication virale, l’assemblage des virions et l’évasion à la réponse antivirale de l’hôte (Kummerer et Rice, 2002; Liu et al., 2005; Liu et al., 2003; Munoz-Jordan et al., 2003; Pugachev et al., 2004).
La protéine de capside (C) est une protéine hautement basique de 11 kDa (Lindenbach et al., 2007). Les résidus chargés sont situés dans les régions N- et C-terminales, séparées par une région interne hydrophobe impliquée dans la structuration de la capside (Ma et al., 2004). Le domaine C-terminal hydrophobe sert de peptide signal pour la translocation au réticulum endoplasmique (RE) de la protéine de membrane (M). Ce domaine est clivé de la protéine de capside mature par la serine protéase virale (NS3) (Lobigs et al., 1993). Il n’est pas encore bien établi comment les dimères de C sont organisés au sein de la nucléocapside.
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Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre 1 : Le virus West Nile
1- Le virus
1-1 Classification virale
1-2 La particule virale
1-3 Le génome viral
1-3-1 Les protéines structurales
1-3-1-1 La protéine de capside
1-3-1-2 La protéine de membrane
1-3-1-3 La protéine d’enveloppe
1-3-2 Les protéines non structurales
1-3-2-1 NS1
1-3-2-2 NS2A et NS2B
1-3-2-3 NS3
1-3-2-4 NS4A, 2K et NS4B
1-3-2-5 NS5
1-3-3 les régions non codantes
1-3-3-1 La région 5’ non codante
1-3-3-2 La région 3’ non codante
1-4 Le cycle viral
1-4-1 Entrée virale
1-4-2 Cycle cytoplasmique
1-4-2-1 Libération de l’ARN génomique et traduction de la polyprotéine
1-4-2-2 Réplication
1-4-2-3 L’assemblage des particules virales
1-4-2-4Figure récapitulative
2- Cycle de transmission du virus
3- Infection à VWN chez les oiseaux et les mammifères
3-1 Les voies d’entrée du virus
3-1-1 L’inoculation virale cutanée
3-1-2 L’infection des motoneurones
3-1-3 Une transmission verticale est-elle possible
3-2 La réponse antivirale
3-2-1 Rôle de l’immunité innée
3-2-1-1 La reconnaissance du virus
3-2-1-2 La voie de signalisation des IFNs : la voie JAK/STAT
3-2-1-3 Les gènes de résistances au VWN
3-2-1-4 Cytokines impliquées dans la réponse innée
3-2-1-5 Cellules immunitaires impliquées dans la réponse innée
3-2-2 La réponse adaptative
3-2-2-1 La réponse humorale
3-2-2-2 La réponse cellulaire, les lymphocytes T
3-2-3 Exemple chez l’oiseau du rôle du système immunitaire dans le contrôle de l’infection à VWN et de l’effet de l’âge
3-2-4 Mécanismes d’évasion du VWN au système immunitaire de l’hôte
3-3 L’infection du système nerveux
3-3-1 Les différentes voies d’entrée dans le SNC
3-3-2 Rôle du système immunitaire dans l’entrée du virus dans le SNC
3-3-3 Physiopathologie de l’infection au sein du SNC
3-3-3-1 Neuro-toxicité de la réaction immunitaire
3-3-3-2 Destruction neuronale
3-3-3-2-1 Rôle du virus
3-3-3-2-2 Rôle des cellules du SNC
3-3-3-2-3 Persistance du virus dans le SNC ?
3-3-3-2-4 Les signes cliniques
4- Epidémiologie
5- Phylogénie
Chapitre 2 – Les outils de génétique inverse
1-Le réplicon
2-Le clone infectieux
CADRE ET OBJECTIFS
Chapitre 3 : Construction d’un clone infectieux de la souche IS-98-ST1 du virus West Nile et validation des propriétés biologiques des virions recombinants in vitro et in vivo
1- Introduction
2-Article soumis à Plos One
3-Discussion et conclusion
CONCLUSION
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