Étude des quasi-espèces du virus Ebola en réponse au traitement par favipiravir dans un modèle de primate non-humain par séquençage haut débit

par Geraldine Piorkowski

Thèse de doctorat en Pathologie humaine. Maladies infectieuses

Sous la direction de Xavier de Lamballerie.

Soutenue le 20-06-2019

à Aix-Marseille , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille) , en partenariat avec Unité des virus émergents (Marseille) (laboratoire) , Etablissement français du sang (entreprise) , France. Institut de recherche biomédicale des armées (laboratoire) et de Méditerranée Infection (laboratoire) .

Le président du jury était Hervé Raoul.

Le jury était composé de Hervé Raoul, Alessandra Falchi, Christophe Peyrefitte, Bruno Coutard.

Les rapporteurs étaient Alessandra Falchi, Christophe Peyrefitte.

mots clés

• Virus Ebola
• Séquençage nouvelle génération (NGS)
• Modèle animal
• Quasi species
• Virus Ebola
• Séquençage à haut débit
• Filoviridae
• Favipiravir
• Ebolavirus

Résumé

La maladie à virus Ébola (EBOV) est un enjeu de santé publique majeur puisqu’aucune molécule antivirale ni candidat vaccin n’a reçu d’autorisation de commercialisation. L’ampleur des récentes a montré l’importance de trouver des traitements efficaces. La première partie de cette thèse porte sur le développement d’un modèle d’infection à EBOV chez des primates non-humains. Après l’administration de différentes doses d’EBOV, les paramètres vitaux ainsi que l’évolution du génome viral au cours de l’infection ont été étudiés. Les résultats montrent que l’évolution de la maladie, dans ce modèle, est plus proche de ce qui est observé chez l’homme que les modèles précédemment proposés (les signes cliniques, la détérioration des paramètres biologiques et la mort surviennent plus tardivement). La létalité est de 100%. La variabilité virale est assez faible et la dose d’infection a une influence limitée sur l’évolution de la maladie. La seconde partie porte sur l’utilisation dans ce modèle d’une molécule antivirale, le favipiravir (T-705), administrée à différentes doses (100, 150, 180mg/kg). Les paramètres cliniques, biologiques et la variabilité virale ont été suivis au cours de l’infection. L’administration de la plus forte dose de favipiravir (180 mg/kg) a été associée à la survie de 60% des singes.Les sous populations ayant une fréquence supérieure à 1% étaient significativement plus nombreuses dans le groupe traité que dans le groupe témoin et fournissent des indications sur le mécanisme d’action du favipiravir. Il s’agit d’un analogue du GTP inhibiteur de la polymérase virale qui engendre des mutations conduisant à un mécanisme inhibiteur de type « error catastrophe ».

mots clés

• Ebola virus
• New generation sequencing (NGS)
• Quasi species
• Non-Human primate model

Titre traduit

Ebola virus quasi species study following favipiravir treatment in non-human primate model using new generation sequencing

Résumé

Ebola virus disease (EVD) is a major public health issue due to the lack of antiviral treatment or candidate vaccine receiving market authorisation. The scope of the recent outbreaks (2014-2016 and 2018) has highlighted the urgent need to develop efficient treatments.The first scope of this thesis concerns the implementation of a non-human model (Mauritian Cynomolgus Macaques) of Ebola virus (EBOV-Gabon 2001 strain) infection. Following intramuscular administration of EBOV, vital parameters and viral genomic evolution (consensus mutations and viral quasi species) over the disease course were observed. Results demonstrated that evolution of EVD, in this model, is closer from human than previously described models (clinical, biological parameters deteriorate later, and death occurs later). Lethality is 100%. Viral variability is low and infectious dose has a limited impact on disease course.The second scope would highlight the antiviral efficacy of different favipiravir (T-705) doses (100, 150, 180mg/kg) administrated intravenously in this model. Clinical, biological parameters and viral variability were evaluated during disease course. The highest favipiravir dose administration (180 mg/kg) was associated with 60% of monkeys’ survival.Next generation sequencing of viral quasi species over disease course has given some insights into the Proposed mechanism of action of favipiravir. Viral quasi specie number was increased by five between treated monkeys and negative controls. Favipiravir is a GTP analogue inhibiting viral polymerase which induces C to T and G to A mutations leading to error catastrophe mechanism.