Visualisation de la biodistribution du SRAS-CoV-2 en corps entier in vivo par imagerie immunoTEP chez le primate non-humain

Whole-body visualisation of SARS-CoV-2 biodistribution in vivo by immunoPET imaging in non-human primates

• Auteur / Autrice : Alexandra Detrille
• Direction : Roger Le grand
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance en 2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Immunologie des maladies virales, auto-immunes, hématologiques et bactériennes
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté de pharmacie
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Santé et médicament (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Lebon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Greetje Vande velde, Elisabeth Miot-noirault, Sylvie Van der werf
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Greetje Vande velde, Elisabeth Miot-noirault

Mots clés

Mots clés libres

Primate non-humain

Imagerie in vivo

Covid-19

ImmunoTEP

SRAS-CoV-2

COVID long

Non-human primate

In vivo imaging

Covid-19

ImmunoPET

SARS-CoV-2

Long COVID

Résumé

Le but de cette thèse est de mieux comprendre la physiopathologie liée au COVID-19 en caractérisant la biodistribution du SRAS-CoV-2 tout au long de l'infection dans l'organisme. L'objectif étant de pouvoir d'une part localiser le virus dans les différents organes, d'autre part pouvoir suivre son évolution tout au long de l'infection et enfin, identifier de potentiels réservoirs viraux dans le cas du COVID long. A terme, ces recherches permettraient également d'évaluer l'efficacité de vaccins et de traitements anti-viraux. Afin de déterminer la biodistribution virale, nous avons exposé des macaques avec le variant delta du virus. Nous avons ensuite ciblé une région conservée du virus à l'aide d'un anticorps monoclonal non neutralisant anti-SRAS-CoV-2 marqué radiologiquement au zirconium-89 que nous avons suivi in vivo par une technique d'imagerie non invasive : la tomographie à émissions de positons couplée à la tomodensitométrie (TEP/TDM). Cela nous a permis de visualiser et de quantifier la distribution des particules virales de manière longitudinale à l'échelle du corps entier. De cette manière, nous avons pu suivre l'évolution de la distribution du virus de l'infection initiale jusqu'à la rémission. Le virus a été détecté par imagerie TEP durant la phase aigüe de l'infection (sinus, poumons, trachée) ainsi que dans le cerveau des macaques convalescents. Ces résultats ont été validés par des analyses plus classiques de charges virales par RT-qPCR dans les écouvillons nasaux, trachéaux et dans les tissus des animaux exposés au pic d'infection ainsi que par des analyses histologiques. Ces résultats novateurs sont un premier pas vers une compréhension systémique de la biodistribution de ce virus. Cet outil innovant et prometteur pourrait permettre de participer à une meilleure compréhension des mécanismes en jeu dans les affections liées au COVID long tout en ouvrant d'autres pistes de recherche notamment sur le passage de la barrière hématoencéphalique après la phase aigüe d'infection.

The aim of this thesis is to gain better understanding of the pathophysiology associated with COVID-19 by the characterisation of SARS-CoV-2 biodistribution throughout the infection in the body. The objective is to be able to localise the virus in the organs, follow its evolution throughout the infection and identify potential viral reservoirs in long COVID cases. Ultimately, this research could help assessing the efficacy of vaccines and anti-viral treatments. To evaluate viral biodistribution, macaques were exposed to the delta variant of the virus. We then, targeted a conserved region of the virus using a non-neutralising [89Zr]-radiologically labelled anti-SARS-CoV-2 monoclonal antibody, monitored in vivo using a non-invasive imaging technique: positron emission tomography coupled with computed tomography (PET/CT). This enabled the visualisation and quantification of the viral particles distribution longitudinally throughout the body. This way, we were able to follow the initial infection until remission. The virus was detected by PET imaging during the acute phase of infection (sinus, lungs, trachea) as well as in the brain of convalescent macaques. These results were validated by the conventional viral load analysis techniques: RT-qPCR in nasal and tracheal swabs and in tissues of exposed animals at the peak of infection as well as by histological analysis. These innovative results are a first step towards a systemic understanding of viral biodistribution. This innovative and promising tool could allow to better understand the underlying mechanisms at play during long-COVID while at the same time opening up to other potential research like the study of blood-brain barrier disturbance after the acute phase of infection.