Modélisation multiniveau des infections virales: combiner les approches expérimentales et statistiques
Auteur / Autrice : | Baptiste Elie |
Direction : | Ignacio González bravo |
Type : | Projet de thèse |
Discipline(s) : | Biologie Santé |
Date : | Inscription en doctorat le Soutenance le 09/09/2024 |
Etablissement(s) : | Université de Montpellier (2022-....) |
Ecole(s) doctorale(s) : | Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : MIVEGEC - Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle |
Jury : | Président / Présidente : Yannis Michalakis |
Examinateurs / Examinatrices : Ignacio González bravo, Roger Kouyos, Anne THIéBAUT, Samuel Alizon, Vincent Foulongne, Marion Kerioui, Sonia Burrel | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Roger Kouyos, Anne THIéBAUT |
Mots clés
Résumé
Les infections résultent d'interactions dynamiques entre l'agent infectieux, les cellules de l'hôte et le système immunitaire, particulièrement pour les virus, parasites intracellulaires obligatoires. Comprendre ces interactions nécessite d'étudier leur cinétique, c'est à dire les changements temporels affectant ces acteurs. Cette thèse vise à caractériser la cinétique des infections virales, de leur dynamique au sein de l'hôte à la transmission au niveau de la population, en utilisant des modèles expérimentaux et statistiques. Elle se concentre sur les papillomavirus humains génitaux (HPV) et le SARS-CoV-2, deux enjeux de santé publique importants, et explore les aspects théoriques de la transmission virale au niveau de la population. La charge virale est une information clé pour la cinétique virale et les liens entre les processus intra-hôte et la transmission au niveau de la population. Pour comprendre la charge virale des infections cervicales asymptomatiques aux HPV, j'ai mis au point un protocole de dilution sérielle pour estimer le nombre de copies virales par cellule infectée, associé à un cadre statistique robuste. Les variations de la charge virale sont principalement dues à des changements dans la fréquence des cellules infectées, mais le nombre de copies virales augmente dans les lésions de bas grade. Au niveau de l'hôte, j'ai développé un modèle descriptif de l'infection génitale aux HPV pour analyser une cohorte clinique longitudinale, utilisant un cadre bayésien avec effets aléatoires. J'ai montré que la charge virale du HPV dans le col de l'utérus atteint un plateau avant une élimination rapide, CXCL10 jouant un rôle critique. Une approche similaire a été appliquée au SARS-CoV-2, montrant que la charge virale plus élevée du variant Alpha explique en partie sa transmission accrue, tandis que le variant Delta ne présente pas de variation significative par rapport au variant Alpha. Finalement, j'ai étudié l'impact des simplifications des modèles épidémiologiques, notamment l'hétérogénéité du taux de transmission et de la durée de l'infection, sur la dynamique de la transmission. En utilisant des simulations non markoviennes d'un modèle stochastique, j'ai démontré comment ces simplifications influencent la dynamique des maladies émergentes, appliquant ce cadre au contexte de la pandémie de COVID-19 pour évaluer l'effet de l'hétérogénéité individuelle des cas secondaires en France. Ce travail démontre l'efficacité des modèles mathématiques, lorsqu'ils sont intégrés à des observations expérimentales, comme moyen pour comprendre la biologie sous-jacente des maladies infectieuses.