Caractérisation de facteurs impliqués dans l'adaptation des virus influenza à leurs hôtes : exemple de la protéine NS1

Characterization of influenza a hosts adaptation factors : example of the NS1 protein

• Auteur / Autrice : Sébastien Mathieu Soubies
• Direction : Stéphane Bertagnoli, Romain Volmer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interférons

Grippe aviaire

Influenzavirus A

Mots clés libres

Influenza

Protéine NS1

Interféron

Pathogénicité

Résumé

Afin de mieux comprendre l'implication de la protéine NS1 dans la pathogénicité des virus influenza aviaires, nous avons reconstitué par génétique inverse la souche A/Turkey/Italy/977/1999 (H7N1). Dans un premier temps, nous avons produit un virus mutant exprimant une NS1 fortement tronquée, nommé H7N1 1-99. Ce virus, bien qu'incapable de se répliquer efficacement dans des fibroblastes embryonnaires de canard (DEF), conserve une capacité réplicative similaire à celle du virus sauvage lors de l'infection de cellules Vero, qui ne peuvent pas produire d'interférons de type I. En outre, le virus H7N1 1-99, à la différence du virus sauvage, a induit une forte production d'interférons de type I lors de l'infection de DEF. Dans un second temps, nous avons étudié les conséquences du polymorphisme C-terminal de la protéine NS1 lors de l'infection de diverses espèces. Pour cela, nous avons produit un virus exprimant une NS1 avec d'un motif C-terminal typiquement aviaire de séquence ESEV (nommé H7N1 ESEV) ainsi qu'un virus mutant dont la NS1 possède le motif RSKV (nommé H7N1 RSKV) préférentiellement associé aux souches humaines. Lors de l'infection de cellules humaines, le motif RSKV a conféré une plus grande capacité réplicative au virus. En revanche, sur cellules murines, le motif ESEV, aviaire, a rendu le virus plus pathogène. Enfin, Le virus H1N1 RSKV s'est répliqué plus efficacement lors de l'infection de canard tout en induisant une plus forte transcription de Mx, un gène induit par les interférons de type I. Ces données montrent que le domaine C-terminal de la protéine NS1 confère une pathogénicité qui dépend des espèces d'hôtes infectés.

Avian influenza viruses represent a major public health concern. Particularly, the NS1 viral protein, which counteracts the innate immune response, is more and more considered as a virulence factor. How in order to understand how NS1 contributes to avian influenza pathogenicity, we used reverse genetics to reconstitute the avian strain A/Turkey/Italy/977/1999 (H7N1). We first generated a mutant virus expressing a truncated protein of 99 aa, named H7N1 1-99. This virus, whose replication is impaired in duck embryonic fibroblasts (DEF), remains able to replicate to high titres in the interferon deficient cell line Vero. Unlike the wild-type virus, the mutant virus induces a strong interferon production in DEF. These data underline the role of the NS1 protein during the infection of duck cells. In a second step, we evaluated the consequences of C-terminal polymorphisms of NS1 during the infection of several species. We therefore generated a virus whose NS1 protein carries the C-terminal avian sequence ESEV (named H7N1 ESEV) and a mutant virus expressing a NS1 protein with the “human-like” C-terminal sequence RSKV. Viral phenotypes were evaluated in vitro on human, murine or duck cells and in vivo on mice and ducks. In human cells, the H7N1 RSKV virus displayed an increased replicative capacity. Interestingly, the H7N1 ESEV virus was more pathogenic in mouse, with an increased pathogenicity, pulmonary replicationand type I interferon production. In ducks, the H7N1 RSKV virus replicated more efficiently and induced a stronger transcription of Mx, a gene induced by type I interferon. Collectively, these data show that the C-terminal domain of NS1 is a species-depdendent virulence motif.