Effet de la balance hémagglutinine/neuraminidase sur la fréquence de co-infections chez les virus influenza A et impact des co-infections hétérotypiques entre virus influenza A et B
Impact of the hemagglutinin/neuraminidase balance on co-infection frequency of influenza A viruses and consequences of influenza A and B heterotypic co-infections
par Nicolas MALAUSSE sous la direction de Sandie MUNIER
Thèse de doctorat en Infectiologie
ED 562 Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le vendredi 20 novembre 2020 à Université Paris Cité

Sujets
  • Co-infection
  • Fluorescence
  • Hémagglutinines
  • Influenzavirus A
  • Influenzavirus B
  • Neuraminidase
  • Virologie

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Mots clés
Balance hémagglutinine/neuraminidase, Suppression de super-Infections
Resumé
Les virus influenza A (IAV) et B (IBV) sont des virus appartenant à la famille des Orthomyxoviridae dont le génome est composé de huit segments d'ARN monocaténaires de polarité négative. Les virus IAV et IBV sont responsables des épidémies saisonnières de grippe chez l'Homme. Lors de la co-infection d'une cellule par différents sous-types de virus IAV, la nature segmentée du génome mène à la formation de « virus réassortants » dont le génome est composé d'un mélange des segments parentaux et pouvant avoir un potentiel pandémique. Les co-infections jouent donc un rôle majeur dans l'évolution des virus influenza en permettant la réalisation de réassortiments mais également en favorisant la complémentation génétique entre particules virales, augmentant ainsi la diversification de la population virale. Des mécanismes permettant de favoriser ou de limiter les co-infections ont été décrits pour de nombreux virus mais sont largement méconnus pour les virus influenza. Le premier objectif de ces travaux de thèse a été d'optimiser un système probabilistique permettant la quantification des évènements de co-infections homotypiques entre virus IAV par cytométrie en flux. Le second objectif a été d'utiliser ce système pour mesurer l'impact de la balance entre les activités des deux glycoprotéines de surface, l'hémagglutinine (HA) et la neuraminidase (NA), sur la fréquence de co-infections. Enfin, le troisième objectif a été de mesurer l'incidence des coinfections hétérotypiques sur les capacités réplicatives des virus IAV et IBV. Les évènements de co-infection ont été quantifiés par cytométrie en flux en utilisant des couples de virus influenza recombinants dont chaque partenaire exprime un rapporteur fluorescent différent, mCherry ou GFP. Deux couples possédant des balances HA/NA plus ou moins équilibrées ont été produits et caractérisés afin de mesurer l'impact de la balance HA/NA sur le degré d'agrégation des particules virales et donc sur la fréquence de co-infections. Brièvement, des cellules ont été co-infectées par des quantités équivalentes de virus au sein de chaque couple, la fluorescence a été mesurée par cytométrie en flux et les données ont été analysées à l'aide du modèle probabilistique optimisé. L'implémentation du modèle probabilistique permet d'inclure sept combinaisons d'agrégations et cent-soixante et onze combinaisons entre particules virales et agrégats aboutissant à une co-infection. Nous avons montré que la balance HA/NA n'affectait pas la fréquence de co-infections chez les virus IAV dans les conditions testées. Une tendance a cependant été observée avec une légère augmentation de la fréquence de co-infections pour la condition où l'activité NA est plus faible. Une activité trop faible de la neuraminidase pourrait augmenter le nombre d'agrégats entre particules virales en empêchant la dissociation entre les virions, induisant ainsi une augmentation des co-infections. Pour étudier l'effet des infections hétérotypiques entre virus IAV et IBV, nous avons utilisé un virus IAV exprimant la GFP et un virus IBV exprimant la mCherry. Nous avons montré que l'infection préalable de cellules A549 par le virus IAV augmentait la sensibilité des cellules à l'infection par le virus IBV. L'intensité de l'infection par le virus IBV est également augmentée dans les cellules co-infectées. Ces travaux de thèse ont permis d'optimiser un système robuste de mesure de la fréquence de co-infections chez les virus influenza A par cytométrie en flux. Ce système pourrait être utilisé pour mesurer l'effet de nombreux facteurs cellulaires et viraux sur la fréquence de co-infections chez les virus IAV ou d'autres virus. La caractérisation des mécanismes impliqués dans l'augmentation de la sensibilité cellulaire à l'infection par IBV suite à une infection par IAV pourrait permettre de mieux comprendre les co-infections hétérotypiques chez les virus influenza.