Etude du contrôle de l’etablissement de l’infection latente de HSV1 et de sa capacité de réactivation

Dynamic of the establisment of HSV1's latency and reactivation

• Auteur / Autrice : Nolwenn Poccardi
• Direction : Marc Labetoulle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 29/06/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Baudouin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marc Labetoulle, Christophe Baudouin, Flore Rozenberg, Vincent Maréchal, Patrick Lomonte, Roger Le Grand
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Flore Rozenberg, Vincent Maréchal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Latence virale

Herpès oculaire

Herpes simplex virus

Infections à Herpes simplex virus

Mots clés libres

Hsv1

Latence

Reactivation

Hsv1

Latency

Reactivation

Résumé

Le virus Herpes Simplex de type 1 (HSV1) est responsable chez l’homme, son seul hôte naturel, d’infections oculaires cornéennes (kératites) récurrentes, typiquement unilatérales, pouvant induire une perte majeure de la vision. Pendant toute la vie, le virus reste à l’état quiescent (latence) dans le système nerveux, en particulier dans les deux ganglions trigéminés (TG) qui sont responsables de l’innervation sensitive de la cornée. La réactivation du virus à partir de ces TG entraine la kératite. Jusqu’à présent, les seuls traitements disponibles contre HSV1 ne sont que curatifs, c’est à dire qu’ils permettent de contrôler la réactivation que lorsque est déclarée. Il n’existe pour l’instant aucune thérapeutique réellement préventive sur l’ensemble des récidives, en particulier aucun vaccin n’a fait la preuve de son efficacité.Notre équipe a caractérisé un modèle d’infection herpétique par primo-infection orale, qui reproduit chez la souris une grande partie de l’histoire naturelle de l’infection herpétique telle qu’elle est observée chez l’homme. Ce modèle reproduit aussi la latéralisation, puisque la kératite initiale (puis ses récidives éventuelles) n’est observée que du côté inoculé, alors que l’infection latente est retrouvée dans les deux TG. Cependant, cette latence bilatérale n’est pas parfaitement symétrique à l’échelle moléculaire: alors que la charge virale latente (nombre de copies de génome) est similaire entre les deux TG, la production de LAT (Latency-Associated Transcripts) est plus importante du côté inoculé, de même que le nombre de neurones exprimant ces LAT (Cavallero et al., 2014; Maillet et al., 2006). Or, l’expression des LAT, marqueur classique de l’infection latente par HSV1, est associée, d’après la littérature scientifique, à la possibilité ultérieure de réactivation virale. A l’inverse, une infection herpétique sans expression des LAT est considérée comme peu réactivable (Perng et al., 2000). L’asymétrie biologique observée dans notre modèle pourrait donc expliquer la plus forte capacité de réactivation de HSV1 du côté inoculé seulement.L’objectif de l’ensemble de notre projet a été de tenter de contraindre une souche virale sauvage (à virulence normale) à une infection latente mais à capacité réduite de réactivation (sans expression de LAT), c’est à dire comme observé du côté non-inoculé de notre modèle. Pour cela, nous avons étudié l’effet de la primo-infection herpétique d’une souche de HSV1 sur la sensibilité des tissus à héberger l’infection latente par une autre souche virale, inoculée ultérieurement et dans un autre site.Notre avons montré que la primo-infection par une souche de HSV1 a inhibé la pathogénie (morbidité et mortalité) induite une autre souche de HSV1 virulente, inoculée quelques jours après. La primo-infection a contraint cette souche réinfectante à une mise en latence sans réplication au préalable, cette latence ne s’accompagnant pas d’expression de LAT. Cet effet inhibiteur a également été observé lors de l’utilisation d’une souche atténuée, non virulente dans le système nerveux, lors de la primo-infection. L’étude de la réactivation des différentes souches a révélé que lors de l’utilisation d’une souche neurovirulente et réactivable en tant que souche de primo-infection, la souche réinfectante pouvait également réactiver (aussi bien que son contrôle). En revanche, lors d’une primo-infection avec une souche non réactivable, la réactivation de la souche réinfectante était presque entièrement inhibée.La primo-infection par une souche non neurovirulente a contraint une souche, réellement virulente et inoculée secondairement, à une infection latente sans capacité de réactivation. Nous disposons ainsi des bases du développement d’une stratégie réellement préventive de l’infection herpétique récidivante, premier temps d’une éventuelle utilisation à des fins vaccinales.

The Herpes Simplex virus 1 (HSV1), whose only natural hosts are humans, can persist during the whole lifetime in a quiescent state (latent infection) in the nervous system, especially in both trigeminal ganglia (TGs, right and left), which innervate the cornea. The virus can reactivate in the TG, leading to recurrent corneal infections (keratitis) that are typically unilateral and can lead to major vision loss. To date, the only available therapies against HSV1 are curative, i.e. they control the reactivation process only after its onset. Until now, no efficient preventive treatment against HSV1 has been established, and more specifically no vaccine has been shown to be clinically effective.Our team has developed an oro-ocular murine model (based on viral inoculation in the lip), that mimics most of the aspects of the natural history of HSV1 infection in humans. In particular, lateralization is also found in this model, as only the eye ipsilateral to the inoculated lip develops keratitis (initial keratitis and recurrences), while latent virus is found in both TGs with similar levels of viral genome copies. However, the bilateral latency isn’t perfectly symmetrical at the molecular level, since the production of Latency-Associated Transcripts (LATs) and the number of LAT+ neurons are higher in the ipsilateral TG (Cavallero et al., 2014; Maillet et al., 2006). As LAT expression is associated with the capacity of the virus to reactivate, the asymmetry in LAT expression could explain the unilaterality of keratitis events.The aim of this project was to constraint a wild-type HSV1 strain to enter a non-reactivable state of latent infection in the both TGs. As this peculiar type of latent infection is observed only in the controlateral TG following a unilateral primary infection, we hypothesized that this phenomenon is linked to the kinetics of HSV1 infection in the both TGs, respectively. To test this, we studied the impact of a primary HSV1 infection on the behavior (acute phase, latency, LAT expression, capacity of reactivation) of a superinfecting HSV1 strain, inoculated at another anatomical site some days later.We have shown that the primary infection with a HSV1 strain can inhibit the pathogeny (morbidity and mortality) of a superinfecting virulent HSV1 strain, inoculated few days afterwards. Moreover, the superinfecting strain was found to be very rapidly driven in a latent state, with very poor LAT expression. This inhibitory effect also occurred when using a non-neurovirulent strain of HSV1 for the primary infection, with no further ability of the wild-type superinfecting strain to reactivate.These results clearly show that the onset of productive infection in the TGs and later on, latent infection with putative reactivation, is related to the kinetics of infection. These observations may have implications in the future for the potential development of innovative preventive strategies.