Identification and characterization of interferon-stimulated genes modulating Crimean-Congo hemorrhagic fever virus infection

Identification et caractérisation de gènes induits par l’interféron modulant l’infection par le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo

• Auteur / Autrice : Solène Lerolle
• Direction : François-Loïc Cosset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 11/12/2023
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre International de Recherche en Infectiologie (Lyon ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Lucie Etienne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François-Loïc Cosset, Lucie Etienne, Ali Mirazimi, Nolwenn Jouvenet, Sam Wilson, Caroline Goujon, Vincent Legros
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Ali Mirazimi, Nolwenn Jouvenet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Arbovirus

Interactions hôte-agent pathogène

Interférons

Résistance aux maladies

Virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo

Mots clés libres

Virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo

Immunité innée

Interféron de type I

Interactions hôte-pathogène

Arbovirus

Crimean-Congo hemorrhagic fever virus

Innate immunity

Type I interferon

Host-pathogen interactions

Arbovirus

Résumé

Le virus de la fièvre hémorragique de Crimée-Congo (CCHFV) est un virus émergent zoonotique transmis par les tiques responsable chez l'homme d'une maladie hémorragique ayant un taux de mortalité de 10 à 40 %, sans traitement ni vaccin spécifique. À ce jour, les interactions entre le CCHFV et l'immunité innée sont mal connues. Notamment, l'interféron de type I (IFN) joue un rôle crucial dans l'établissement d'un état antiviral contre le CCHFV, probablement par la transcription de gènes stimulés par l'IFN (ISGs) présentant des propriétés antivirales. Cependant, il reste à déterminer quels ISGs modulent l'infection par le CCHFV et leurs mécanismes d'action. Nous avons réalisé un crible en gain de fonction en utilisant des pseudoparticules virales compétentes pour l'entrée et la transcription d'un minigénome rapporteur (tc-VLPs), un modèle d’étude du CCHFV, et des vecteurs lentiviraux codant individuellement >500 ISGs humains, >350 ISGs macaques et >250 ISGs bovins. Nous avons identifié plusieurs ISGs qui modulent négativement ou positivement l'infection par les tc-VLPs. Pour définir leurs mécanismes d'action, nous avons disséqué leurs impacts sur les différentes étapes du cycle viral à l'aide de diverses méthodes. Nous avons identifié des ISGs inhibant l’entrée virale et une protéine de liaison au GTP qui promeut la réplication et/ou la transcription des tc-VLPs. De plus, les effets de la surexpression de ces ISGs ont été étudiés dans le contexte de l'infection par le virus sauvage. Dans l'ensemble, ces résultats fournissent de nouvelles données sur l'interaction du CCHFV avec la réponse immunitaire innée de l'hôte et ouvrent la voie à des stratégies thérapeutiques.

As a tick-borne, zoonotic, emerging virus, Crimean-Congo hemorrhagic fever virus (CCHFV) poses a serious threat to public health. It is responsible in humans for a hemorrhagic disease with a mortality rate of 10-40%, with no specific treatment or vaccine. To date, the interactions between CCHFV and innate immunity are poorly understood. Notably, type I interferon (IFN) has a crucial role in the establishment of an antiviral state against CCHFV, probably through the transcription of IFN-stimulated genes (ISGs) with antiviral properties. However, it remains to be determined which ISGs modulate CCHFV infection and their mechanisms of action. To address these questions, we performed a gain-of-function screen using CCHFV virus-like particles competent for entry and transcription of a reporter minigenome (tc-VLPs), a BSL-2 model of CCHFV, and lentiviral vectors encoding >500 human, >350 simian and >250 bovine individual cDNAs of ISGs. We identified several ISGs that modulate either negatively or positively tc-VLPs infection and that were previously undescribed in the context of CCHFV infection. To define their mechanisms of action, we dissected their impact on the different steps of the viral life cycle using various assays. We identified ISGs inhibiting the step of viral entry and a GTP-binding protein that promotes tc-VLP replication and/or transcription. Moreover, the effects of the overexpression of the ISGs were studied in the context of wild-type virus infection in BSL-4 conditions. Collectively, these results provide new data on the interaction of CCHFV with host innate immune response components and pave the way for therapeutic countermeasures.