Étude de l’immunopathogénèse des Henipavirus, les virus Nipah et Cedar

Résumé de la thèse

Les virus Nipah (NiV) et Hendra, appartenant au genre Henipavirus de la famille des Paramyxoviridae, sont responsables d’infections respiratoires et/ou neurologiques sévères, souvent mortelles, chez l’Homme et l’animal. En l’absence de traitement ou de vaccin homologué, ils sont classés parmi les agents pathogènes de niveau de biosécurité 4 (BSL-4). À l’inverse, le virus Cedar (CedV), leur plus proche parent connu, présente une faible virulence et peut être manipulé dans un laboratoire de niveau de biosécurité 2 (BSL-2). Les contraintes liées à l’étude des virus de classe 4 limitent considérablement les investigations expérimentales in vivo, notamment celles visant à évaluer de nouvelles approches thérapeutiques. Le développement d’un modèle expérimental BSL-2 constituerait ainsi une alternative plus flexible et mieux adaptée aux stratégies de criblage à grande échelle. Dans ce contexte, cette thèse s’est articulée autour de deux approches complémentaires : le développement d’un modèle in vivo BSL-2 destiné à l’étude de la neuropathogenèse des Henipavirus à l’aide du CedV, et la caractérisation de l’immunopathogenèse induite par le NiV, avec un intérêt particulier porté au rôle des macrophages CD169+. La pathogénicité du CedV a été étudiée chez des souris d’âges et de statuts immunitaires différents : des souris C57BL/6 sauvages immunocompétentes, ainsi que des souris immunodéficientes IFNAR1−/−, dépourvues du récepteur de l’interféron de type I, et STAT1−/−, déficientes pour les voies de signalisation des interférons de type I et III. L’évolution de l’infection variait selon la voie d’inoculation (intranasale, intracrânienne ou intrapéritonéale) ainsi que selon l’âge des animaux, mettant en évidence le rôle majeur des interférons de type I dans le contrôle de la réplication virale au sein du système nerveux central (SNC) et celui des interférons de type III dans le contrôle de la réplication au niveau de l’appareil respiratoire. L’inoculation intranasale de jeunes souris immunodéficientes a révélé une dissémination du CedV depuis les voies respiratoires supérieures vers le cerveau. Aux stades précoces de l’infection, le virus est principalement détecté dans l’épithélium olfactif, les bulbes olfactifs et les hémisphères cérébraux, suggérant une entrée dans le SNC par la voie olfactive à travers la lame criblée de l’os ethmoïde. Les analyses immunohistochimiques ont permis d’identifier des foyers infectieux dans les cavités nasales et de localiser le point d’entrée du virus dans le SNC, soutenant l’hypothèse d’un transport axonal du CedV. Parallèlement, le développement de la réponse immunitaire antivirale et le rôle des macrophages CD169+ ont été étudiés au cours de l’infection par les Henipavirus. Les lymphocytes T et les cellules phagocytaires se sont révélés essentiels au contrôle de l’infection. De plus, la déplétion des cellules CD169+ a fortement augmenté la susceptibilité à l’infection par le NiV soulignant leur rôle protecteur majeur. Dans leur ensemble, ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur les mécanismes impliqués dans l’immunopathogenèse et la neuro-invasion des Henipavirus, contribuant ainsi au développement de nouvelles stratégies prophylactiques et thérapeutiques.

Study of the immunopathogenesis of the henipaviruses Nipah and Cedar.

The Nipah (NiV) and Hendra viruses, members of the genus Henipavirus within the family Paramyxoviridae, cause severe, often fatal respiratory and/or neurological infections in humans and animals. In the absence of an approved treatment or vaccine, they are classified as Level 4 pathogens. In contrast, the Cedar virus (CedV), their closest known relative, is low in virulence and can be handled in a Level 2 laboratory. The constraints associated with the study of class 4 viruses severely limit in vivo experimental investigations, particularly those aimed at evaluating new therapeutic approaches; however, a BSL-2 model would offer a more flexible framework better suited to large-scale screening strategies. In this context, two complementary approaches were used in the thesis: the development of BSL-2 in vivo model for studying the neuropathogenesis of Henipaviruses using CedV, and the characterisation of Niv-induced immunopathogenesis, more particularly the role of CD169+ macrophages. We have analysed the CedV pathogenicity using either mice of different age or different immunological status: immunocompetent wild-type C57BL/6 mice, or immunodeficient mice, the IFNAR1-/- mice deficient for the Interferon type I receptor or STAT1-/- mice, deficient for both Type I and III interferon responses. Outcome of the infection was different, depending on the route of infection, intranasal, intracranial or intraperitoneal, as well as age of mice, revealing the major role of type I interferons in controlling viral replication within the central nervous system (CNS) and the role for type III interferons in controlling replication in the respiratory tract. Intranasal inoculation of young immunodeficient mice revealed dissemination of CedV from the upper respiratory tract to the brain. At early time points, the virus is mainly detected first in the olfactory epithelium, the olfactory bulbs and the cerebral hemispheres, suggesting entry via the olfactory route through the cribriform plate of the ethmoid bone. Immunohistochemical analyses have identified infectious foci in the nasal cavities and localised the point of entry of the virus into the CNS and support the hypothesis of axonal transport of CedV. In parallel, development of the antiviral immune response and the role of CD169+ macrophages was analysed during the Henipavirus. T lymphocytes and phagocytes were shown to play a critical role in controlling the infection and the depletion of CD169+ cells highly increased susceptibility to NiV infection, highlighting their important protective role. Altogether, these results provide novel insights into the mechanisms underlying Henipavirus immunopathogenesis and neuroinvasion, thereby contributing to the development of new prophylactic and therapeutic strategies.