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Caractérisation de l'adaptation du coronavirus dans le système nerveux central humain

St-Jean, Julien (2006). Caractérisation de l'adaptation du coronavirus dans le système nerveux central humain Thèse. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Doctorat en virologie et immunologie, 226 p.

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Résumé

Les souches 229E et OC43 du coronavirus humain (HCoV) sont omniprésentes dans l'environnement et sont responsables d'environ le tiers des rhumes recensés chez l'être humain. Il a été démontré expérimentalement dans le laboratoire du Dr Pierre Talbot que le HCoV-OC43 possédait des propriétés neurotropes et neuroinvasives et qu'il pouvait induire des infections persistantes dans des cultures de cellules neurales. Il pourrait donc être associé à des pathologies du système nerveux central. Bien qu'il ait également été démontré dans la présente étude que le HCoV-OC43 pouvait demeurer génétiquement stable dans l'environnement, il est connu que les coronavirus peuvent s'adapter en culture cellulaire ou en réponse à une pression de sélection donnée, telle que celle exercée par le système immunitaire. Dans le présent projet de recherche, des infections persistantes de certaines lignées cellulaires neurales (M03.13, H4, U-87 MG et TE-671) ont été effectuées dans le but de vérifier si la persistance du virus est à 1'origine de mutations dans le gène qui code pour la protéine de surface S, laquelle pourrait être associée à l'adaptation du virus face à l'environnement neural. Dans le même ordre d'idées, le gène HE ainsi que le gène de nucléocapside (N) ont aussi été séquencés afin de déterminer si ces gènes pouvaient être reliés à une adaptation quelconque pouvant survenir en culture cellulaire. Les particules virales relarguées des cellules infectées de façon persistante ont donc été extraites puis purifiées et 1'ARN génomique viral a été séquencé. Dans les différentes infections persistantes, des mutations dans le gène S ont été identifiées et conservées lors de passages subséquents, suggérant qu'elles conféreraient un avantage sélectif au virus persistant. Ces mutations ont notamment été retrouvées dans le site potentiel de liaison au récepteur, où les mutations D24Y, S83T, H183R et Y241H étaient prédominantes. Seulement quelques mutations ont été identifiées dans les gènes HE et N, suggérant que le gène S est le principal responsable de l'adaptation à l'environnement du virus, laquelle pourrait être associée au neurotropisme, à la neuroinvasion et possiblement à la neurovirulence. Afin d'évaluer l'impact de ces mutations, des tests de modulation de tropisme et d'infectivité ont été réalisés en utilisant des lignées cellulaires dont la susceptibilité à l'endroit du HCoV-OC43 avait préalablement été déterminée. Ces analyses ont révélé que les mutations retrouvées dans le gène S pouvaient affecter certaines propriétés du virus. Ainsi, certains variants issus des infections persistantes présentaient un tropisme cellulaire élargi, un phénotype différent dans la souris et pouvaient former des plages de lyse in vitro, contrairement à la souche de référence HCoV-OC43 ATCC VR759. Ces résultats suggèrent donc que le HCoV-OC43 peut évoluer en s'adaptant à son environnement cellulaire in vitro. Finalement, un clone infectieux d'ADNe du HCoV-OC43 a été assemblé dans un bacterial artificia/ chromosome (BAC) sous le contrôle du promoteur du cytomégalovirus (CMV). Il a été montré que le virus recombinant possédait les mêmes propriétés de réplication in vitro et de neurovirulence in vivo. Ce clone s'avérera un outil de premier plan afm de déterminer l'impact des mutations retrouvées dans le gèneS et de comprendre davantage les mécanismes de réplication et de tropisme du virus. En combinaison avec les expériences décrites précédemment, ce clone nous permettra de répondre à de nombreuses questions qui concernent les bases moléculaires de la neuropathogenèse des coronavirus humains.

Type de document: Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Talbot, Pierre
Mots-clés libres: prevention ; infection ; virus ; systeme ; nerveux
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 04 juill. 2013 15:51
Dernière modification: 14 déc. 2015 16:29
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/295

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