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Une infection aiguë à HBV peut actuellement être prévenue dans un grand pourcentage de cas par une vaccination active. Les personnes à risque devraient par conséquent se soumettre à cette mesure. Une fois l'infection à HBV établie, elle devient chronique chez une petite partie des adultes. Le traitement de l'infection chronique à HBV par l'interféron et la lamivudine n'est efficace que chez un petit nombre de patients. Les taux de récidive sont élevés. En cas de traitement par lamivudine, des virus mutants apparaissent avec le temps dans un grand pourcentage de cas. Les premièrs résultats avec l'adéfovir montrent une très bonne tolérance sans l'apparition de virus mutants à court terme (une année de traitement) avec, tant chez les personnes HBeAg négatives que chez celles HbeAg positives, des taux de réponse remarquables. Il n'est actuellement pas certain si ces bons résultats se confirmeront avec le temps. Contrairement à l'infection à HBV, il n'existe actuellement pas de vaccin actif contre l'infection à HCV. Ceci est principalement dû à la variabilité du virus à hépatite C. Une fois que l'infection est apparue, un nombre important (70% et plus) des personnes infectées de façon aiguë doivent s'attendre à une évolution chronique. Des combinaisons thérapeutiques efficaces sont disponibles pour traiter ces patients et pour prévenir le développement d'une cirrhose hépatique respectivement d'un cancer hépato-cellulaire. Le traitement par l'interféron pegyliéré combiné avec la ribavirine permet d'obtenir une disparition du virus à long terme chez environ 50% (et plus) de tous les patients avec une infection chronique à HCV. Le traitement reste problématique pour les personnes qui ne répondent pas et pour celles chez lesquelles le virus ne disparaît que pendant une courte durée pour commencer à se répliquer à nouveau.

La cryptosporidiose est une zoonose dont l'agent étiologique est le protozoaire Cryptosporidium parvum. Ce parasite à tropisme intestinal est responsable de diarrhées chez tous les mammifères dont l'homme. La cryptosporidiose des animaux de rente a de fortes répercussions économiques et environnementales. A l'heure actuelle, aucun vaccin n'a été mis au point pour enrayer cette maladie, seul l'Halocur® a obtenu l'autorisation de mise sur le marché (AMM) pour traiter les veaux en 1999, mais il ne parvient pas à éradiquer complètement l'infection. Un préalable nécessaire au développement d'une prophylaxie adéquate serait une meilleure connaissance des effecteurs de l'immunité protectrice. La réponse immunitaire à l'infection par C. Parvum a été étudiée par RT-PCR quantitative au niveau de l'iléon de souriceaux infectés, qui parviennent spontanément à éliminer le parasite en trois semaines. Afin de mettre en évidence des mécanismes protecteurs dépendants de l'IFNγ, cette réponse immunitaire a été comparée à celle des souris C57BL/6J knock-out pour l'IFNγ (GKO) qui restent chroniquement infectées. Par ailleurs, la contribution des cellules épithéliales dans la réponse immunitaire à l'infection a également été étudiée après infection in vitro de lignées de cellules épithéliales murines. In vitro, les cellules épithéliales répondent à l'infection par C. Parvum en augmentant l'expression des gènes des cytokines pro-inflammatoires telles que l'IL6 et le GM-CSF. Chez les souriceaux infectés par C. Parvum, l'expression iléale des gènes de l'IL1β, de l'IL6 et du TNFα est augmentée par rapport aux souriceaux non infectés. Parmi ces cytokines pro-inflammatoires, le TNFα est la plus surexprimée. Au contraire, chez les souris déficientes en IFNγ, cette surexpression est absente alors que celle des autres gènes de cytokines pro-inflammatoires est accrue. . .

La SUMOylation est une modification post-traductionnelle qui gouverne divers processus cellulaires incluant immunité innée et défense antivirale. Des effecteurs de la synthèse d’IFN, de son signal de transduction ainsi que des facteurs de restriction sont modifiés par SUMO (Small Ubiquitin Modifier). Par ailleurs, certains virus exploitent la machinerie SUMO afin de contrecarrer les mécanismes de défense antivirale suggérant l’implication de SUMO dans l’interface virus et défense antivirale. A l’aide d’un modèle cellulaire exprimant les différents paralogues SUMO1, SUMO2 ou SUMO3 ou en diminuant l’expression de l’unique enzyme de conjugaison à SUMO, Ubc9, nous avons montré un effet différentiel de SUMO sur deux virus de la famille des Rhabdoviridae (virus de la stomatite vésiculaire (VSV) et le virus de la rage) et sur la réponse aux IFN alpha et IFN gamma. Le premier axe de recherche a permis de montrer que l’expression de SUMO inhibe la synthèse de l’IFN suite à l’infection par le VSV et le virus de la rage, rendant les cellules plus sensibles à l’infection par le virus de la rage. IRF3 est conjuguée à SUMO, ce qui corrèle avec l’inhibition de sa phosphorylation et l’inhibition de la synthèse d’IFN beta. En revanche, bien que la synthèse de l'IFN soit diminuée, l’expression de SUMO confère la résistance au VSV et inhibe sa transcription primaire. L’activité anti-VSV de SUMO est abolie par la déplétion de MxA. L’effet de SUMO est médié par sa capacité à augmenter l’oligomérisation et la stabilité de MxA. Par ailleurs, ce travail a permis d’identifier MxA comme nouvelle cible de la machinerie SUMO. MxA interagit avec SUMO de manière covalente sur la lysine K48 et de manière non covalente avec SUMO1. Le second axe de recherche a permis d’identifier SUMO comme un nouveau régulateur de la réponse aux IFN. La SUMOylation de STAT1 inhibe sa phosphorylation, régulant négativement le signal de transduction et par conséquent la transcription et la réponse biologique en réponse à l’IFN gamma. En revanche, l’expression de SUMO n’altère ni le signal de transduction ni la transcription en réponse à l’IFN alpha.Par ailleurs, dans les cellules exprimant SUMO3, l’IFN gamma et l’IFN alpha induisent la SUMOylation de PML par SUMO3 ce qui entraîne sa dégradation via le protéasome et inhibe les réponses biologiques médiées par PML. Ce travail a permis de montrer un rôle central de SUMO dans l’immunité intrinsèque et innée, médié par la SUMOylation de protéines cellulaires telles qu’IRF3, MxA, STAT1 ou PML
SUMOylation modulates several cellular process including innate immunity and antiviral defense. Many key regulators involved in IFN induction, IFN signaling as well as various restriction factors are SUMOylated. Using cells stably expressing the different paralogs of SUMO; SUMO1, SUMO2 or SUMO3 and cells depleted of the only known SUMO conjugating enzyme, Ubc9, we show a differential effect on two viruses from Rhabdoviridae family (Vesicular Stomatitis Virus (VSV) and rabies virus) and on the response to IFN alpha and IFN gamma. First, we report that SUMO expression inhibits VSV- and rabies virus-induced IFN synthesis. Consequently, SUMO expression renders cells more sensitive to rabies virus infection. Overexpression of SUMO leads to IRF3 SUMOylation correlating rabies viral infection with both the inhibition of IRF3 activation and IFN beta synthesis. However, although SUMO inhibits VSV-induced IFN, SUMO confers resistance to VSV by inhibiting VSV primary transcription. Furthermore, the anti-VSV effect of SUMO is abolished in MxA depleted cells. Mechanistically, SUMO enhances MxA oligomerization resulting in the stabilization of the MxA protein. We also identified MxA as a new target of SUMO machinery. MxA interacts covalently with SUMO2/3 on lysine K48 and non-covalently with SUMO1. We then investigated the various roles of SUMO at different steps of the JAK/STAT pathway, including STAT activation, transcriptional response and IFN-induced biological effects, identifying SUMO as a new regulator of IFN response. The overexpression of SUMO leads to STAT1 SUMOylation and to a decrease in IFN-induced STAT1 phosphorylation resulting in an inhibition of IFN-gamma-induced transcription and biological responses. In contrast, SUMO expression does not alter IFN alpha signaling and transcriptional response. In addition, in SUMO3 expressing, IFN gamma;and IFN alpha induce SUMOylation of PML by SUMO3 inducing its degradation via the proteasome and inhibition of biological responses mediated by PML. Taken together our results show that SUMO plays a crucial role in innate and intrinsic immunity mediated by SUMOylated proteins such as IRF3, MxA, STAT1 or PML

Chez les vertébrés à mâchoires, les défenses antivirales innées sont principalement basées sur les interférons (IFN) de type I. Ces cytokines sont sécrétées en cas d'infection virale et induisent l'expression de gènes stimulés par l'IFN (ISGs). Les ISGs codent des protéines aux fonctions diverses dont l'expression conduit à l'établissement d'un état réfractaire à l'infection. Le système IFN de type I est globalement bien conservé entre les mammifères et les poissons, mais le répertoire des ISGs est plus diversifié chez ces derniers, en raison de leur histoire évolutive complexe et de leurs spécificités physiologiques. Par conséquent, la plupart des ISGs de mammifères ont un ou plusieurs orthologues chez les poissons. Il reste, cependant, à déterminer si les ISGs de poisson ont les mêmes fonctions et mécanismes d'action que leurs homologues mammaliens.Dans ce contexte, ma thèse avait pour but de caractériser fonctionnellement deux ISGs de poisson, pkr et viperin, en utilisant une approche in vitro d'invalidation génique. Chez les mammifères, la PKR est principalement impliquée dans l'inhibition de la traduction et l'apoptose, tandis que la Viperin agit en générant des ribonucléotides antiviraux et en modulant certaines voies métaboliques exploitées par les virus. Chez les poissons, ces fonctions restent à explorer en détail. Les objectifs de ma thèse s'articulaient autour de trois axes : (1) développer des lignées cellulaires de poisson pkr-/- et viperin-/- en utilisant la technologie CRISPR/Cas9 ; (2) caractériser fonctionnellement ces lignées, afin d'identifier les mécanismes d'action de la PKR et de la Viperin de poisson et leur rôle dans la régulation de la réponse IFN; (3) évaluer leur permissivité aux infections virales et leur capacité à produire des virus à plus hauts rendements que ceux obtenus en cellules sauvages.En utilisant des approches complémentaires de surexpression et d'invalidation génique, j'ai tout d'abord étudié les mécanismes d'action de la PKR en cellules de saumon Chinook (Oncorhynchus tshawytscha). Nos résultats montrent que la PKR de salmonidés a des fonctions moléculaires conservées : elle est impliquée dans l'activation de l'apoptose et l'inhibition de la synthèse des protéines de l'hôte. Cependant, la PKR n'a pas de rôle majeur lors de l'infection par le virus de la septicémie hémorragique virale (VSHV) : nos résultats suggèrent que le VSHV a développé des stratégies pour échapper aux effets antiviraux de la PKR, en limitant l'expression précoce de pkr, en évitant l'inhibition de la traduction et en tirant partie de l'apoptose médiée par la PKR à un stade d'infection tardif pour favoriser la propagation du virus.En parallèle, nous avons mené une analyse transcriptomique comparative des lignées cellulaires du poisson tête-de-boule (Pimephales promelas), sauvages ou viperin-/-, stimulées ou non par l'IFN de type I, dans le but d'avoir une vue d'ensemble du rôle régulateur de la Viperin chez les cyprinidés. Nos données montrent que la Viperin n'est pas impliquée dans la régulation de la réponse IFN de type I mais qu'elle régule négativement certaines voies inflammatoires. Notre analyse indique aussi que la Viperin a une fonction régulatrice dans d'autres processus métaboliques tels que l'organisation de la matrice extracellulaire, l'adhésion cellulaire et le métabolisme un-carbone.Au cours du processus de développement de lignées cellulaires pkr-/- initiales, deux lignées se sont révélées être infectées de façon persistante par le virus de la nécrose pancréatique infectieuse (IPNV). J'ai entrepris de caractériser ces lignées cellulaires infectées au cours de 40 passages. Nous avons ainsi observé la présence d'oscillations périodiques des titres viraux extracellulaires et des niveaux intracellulaires d'ARN viral au cours des passages. De plus, la réponse IFN de type I n'était pas déclenchée par l'infection, ce qui suggère que l'IPNV persistant est capable d'échapper à la réponse innée de l'hôte
In jawed vertebrates, innate antiviral defenses are primarily based on type I interferons (IFNs). These master cytokines are secreted following virus recognition and induce the expression of hundreds of IFN-stimulated genes (ISGs). ISGs encode proteins with diverse functions, including enhancers of the type I IFN pathway and antiviral effectors, which all work towards establishing an antiviral state refractory to viral infection. Overall, the type I IFN system is well-conserved between mammals and fish but the ISGs repertoire is more diverse in fish, largely due to their complex evolutionary history and physiological specificities. Consequently, most mammalian ISGs have one or more orthologs in fish. However, it is still unclear whether fish ISGs are true functional homologs and their mechanisms of action remain to be explored in detail.In this context, my thesis aimed to functionally characterize two key fish ISGs, namely dsRNA-dependent protein kinase (pkr) and virus inhibitory protein endoplasmic reticulum-associated, interferon-inducible (viperin), by using an in vitro knock-out approach. In mammals, both proteins are primarily regarded as antiviral effectors: PKR is involved in host translation inhibition and apoptosis, while Viperin operates by generating antiviral ribonucleotides and modulating metabolic pathways exploited during viral life cycles. However, the extent to which these functions are conserved in fish remains largely unknown. The objectives of my thesis were articulated along three axes: (1) to develop and validate pkr-/- and viperin-/- fish cell lines using the CRISPR/Cas9 technology; (2) to functionally characterize these cell lines, in order to identify the mechanisms of action of fish PKR and Viperin and their role in regulating the type I IFN response through feedback loops; (3) to assess their permissivity to viral infections and their ability to produce viral particles at higher yields than their wild-type counterparts.Using complementary overexpression and knockout approaches, I first studied the molecular mechanisms of action of PKR in Chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) CHSE-EC cells. Our findings show that salmonid PKR has conserved molecular functions, including apoptosis activation and inhibition of host protein synthesis. However, endogenous PKR did not play a major antiviral role during viral hemorrhagic septicemia virus (VHSV) infection. In fact, our results suggest that VHSV has evolved strategies to subvert PKR antiviral action, by limiting early induction of pkr expression, evading PKR-mediated translational arrest and taking advantage of PKR-mediated apoptosis at a late infection stage to favor viral spread.In parallel, we conducted a comparative RNA-seq analysis of the viperin-/- and wild-type fathead minnow (Pimephales promelas) EPC-EC cell lines with or without stimulation with recombinant type I IFN to have a global overview of the regulatory role of fish Viperin. Our data show that cyprinid Viperin is not involved in the regulation of the canonical type I IFN but negatively regulates specific inflammatory pathways. Our analysis further indicates that it plays a regulatory role in other metabolic processes, even in non-induced conditions, including extracellular matrix organization, cell adhesion and one carbon metabolism.During the development process of initial pkr-/- cell lines, two CHSE-EC cell lines were found to be persistently infected with infectious pancreatic necrosis virus (IPNV), presumably due to inadvertent contamination. I set out to characterize these persistently IPNV-infected cell lines over the course of 40 passages. A striking feature in both cell lines was the periodic oscillatory pattern of extracellular titers and intracellular viral RNA levels over passages. We further showed that the type I IFN response was not triggered during persistent infection, suggesting that persistent IPNV is able to evade the host innate immune response

Les inhibiteurs de poly(ADP-ribose) polymérase (PARPi) ciblent sélectivement les cellules porteuses de défauts des voies de réparation de l’ADN tels que les mutations de BRCA1/2 et les défauts d’ERCC1. Sur le plan clinique, plusieurs PARPi ont été approuvés pour le traitement des cancers BRCA-mutés ou platine-sensibles du sein et de l’ovaire, et des essais cliniques sont en cours pour évaluer l’efficacité des PARPi dans le cancer bronchique non-à-petites cellules (CBNPC) platine-sensible. Alors que les PARPi ont un fort potentiel thérapeutique dans les cancers comportant des défauts de réparation de l’ADN, de plus en plus d’essais cliniques évaluent également l’efficacité de ces médicaments en combinaison avec les « inhibiteurs d’immune checkpoints » (ICI) dans diverses populations de patients. Dans ce contexte, il est essentiel de mieux comprendre comment les PARPi modulent la réponse immunitaire anti-tumorale, et d’étudier le potentiel immunologique inhérent de ces médicaments.Dans cette étude, nous avons établi que les cellules de CBNPC déficientes en ERCC1 expriment fortement la signature interféron (IFN) de type I, et que les tumeurs de CBNPC ayant une faible expression d’ERCC1 ont un infiltrat lymphocytaire renforcé. En utilisant des lignées cellulaires isogéniques et des xénogreffes dérivées de patients, nous avons montré que plusieurs PARPi, notamment l’olaparib et le rucaparib, ont des propriétés immunomodulatrices dans les modèles de CBNPC ERCC1-déficients et de cancers du sein triple-négatifs (CSTN) BRCA1-mutés. D’un point de vue mécanistique, les PARPi génèrent des fragments d’ADN cytoplasmiques ayant les caractéristiques de micronoyaux ; ceux-ci activent la voie cGAS/STING et déclenchent une réponse IFN de type I, associée à la sécrétion de la cytokine CCL5. De manière importante, ces effets sont largement diminués dans les cellules de CSTN BRCA1-révertantes et les cellules de CBNPC ré-exprimant ERCC1, ce qui suggère que les défauts de réparation de l’ADN amplifient les phénotypes immunitaires associés au traitement par PARPi. En outre, ces effets sont totalement abrogés dans les cellules de CSTN PARP1-neutralisées, ce qui confirme que les phénotypes observés dépendent d’un effet spécifique des PARPi sur leur cible.Au-delà de leur potentiel d’activation d’une immunité spécifique des cellules cancéreuses via cGAS/STING et la signalisation IFN de type I, nous avons également constaté que les PARPi potentialisent les effets inducteurs de l‘IFN de type II sur l’expression de PD-L1 dans des lignées cellulaires et cellules tumorales fraîches de patients CBNPC, surtout en présence de défauts d’ERCC1. De plus, nous avons montré que certains PARPi, utilisés à des concentrations létales, activent de manière indépendante les éléments moléculaires clés de la mort cellulaire immunogénique, dont l’exposition de la calréticuline à la surface des cellules cancéreuses, la sécrétion d’ATP et le relargage d’HMGB1 en grandes quantités dans le milieu extracellulaire.Dans l’ensemble, ces données précliniques suggèrent que les PARPi ont des propriétés immunomodulatrices intrinsèques qui participent à l’activation de réponses immunitaires anti-tumorales ; ce potentiel pourrait être exploité cliniquement en combinaison avec les ICI dans des populations adéquatement sélectionnées au plan moléculaire
Poly(ADP-ribose) polymerase inhibitors (PARPi) selectively target cancer cells with DNA repair deficiencies such as BRCA1/2 mutations or ERCC1 defects. Clinically, several PARPi are currently approved for the treatment of BRCA-mutant or platinum-sensitive advanced ovarian and breast cancers, and ongoing clinical trials are investigating the efficacy of PARPi in platinum-sensitive Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC). While PARPi constitute potent targeted therapies for the treatment of DNA repair-deficient malignancies, an increasing number of clinical trials are also evaluating their efficacy in combination with immune checkpoint inhibitor (ICI) in various populations. In this context, it is of critical importance to better understand how PARPi might modulate immune responses against cancer, and to investigate the inherent immunological potential of these agents.In this study, we show that ERCC1-defective NSCLC cells exhibit an enhanced type I interferon (IFN) transcriptomic signature and that low ERCC1 expression correlates with increased lymphocytic infiltration in human NSCLC tumours. Using isogenic cell lines and patient-derived xenografts, we further demonstrate that several clinical PARPi, including olaparib and rucaparib, display cell-autonomous immunomodulatory properties in ERCC1-defective NSCLC and BRCA1-mutant triple-negative breast cancer (TNBC) models. Mechanistically, PARPi generate cytoplasmic chromatin fragments with micronuclei characteristics; this activates the cGAS/STING pathway and elicits downstream type I IFN signalling and CCL5 secretion. Importantly, these effects are suppressed in BRCA1-reverted TNBC cells and ERCC1-rescued NSCLC cells, suggesting that DNA repair defects exacerbate the innate immunity-related phenotypes triggered by PARPi. Similarly, these effects are totally abrogated in PARP1-null TNBC cells, supporting the on-target effect of PARPi in mediating such phenotypes. Besides this potential to activate tumour cell-autonomous immunity through cGAS/STING and type I IFN signalling, we also observed that PARPi synergize with type II IFN to induce PD-L1 expression in NSCLC cell lines and fresh patient tumour cells, especially in the ERCC1-deficient setting. Moreover, we show that lethal concentrations of some PARPi independently activate the key damage-associated molecular patterns dictating the immunogenicity of cancer cell death, including calreticulin exposure at the tumour cell surface, ATP secretion and HMGB1 release in the extracellular compartment.Together, these preclinical data suggest that PARPi have intrinsic immunomodulatory properties that activate anti-cancer immune responses; this could be exploited clinically in combination with ICI in appropriately molecularly-selected populations