Avis de soutenance - doctorat - Adrien THIESSON
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Soutenue par
Adrien THIESSON
Etude comparative de deux souches du virus Toscana et impact de la diversité génétique sur le cycle de réplication virale
Le virus Toscana (TOSV) est un arbovirus transmis par les phlébotomes et circule dans les pays méditerranéens, où il est une des principales causes d'encéphalites et de méningites durant l'été. Parmi les souches isolées, deux lignées génétiquement distinctes ont été identifiées (nommées A et B). Cependant, les relations entre la diversité génétique interlignée et la pathogénicité virale ou la compétence vectorielle restent inconnues.
Dans ce contexte, une étude comparative de deux souches de TOSV issues des lignées A et B initiée au sein de notre équipe en amont de ce projet de thèse avait permis de démontrer une différence de pathogénicité entre ces deux souches dans un modèle murin 129/Sv IFNAR-/-. Nous avons donc cherché à identifier les déterminants génétiques impactant le cycle viral, la pathogénicité et la transmission du virus Toscana.
En utilisant un système de génétique inverse nouvellement développé (Alexander et al., 2020), nous avons généré deux virus, rTOSV-A et rTOSV-B, représentatifs des souches sauvages caractérisées in vivo. Nous avons démontré en modèle in vitro mammifère que rTOSV-B présente une internalisation plus lente dans les cellules et induit une production de particules infectieuses plus faible par rapport à rTOSV-A. En créant des virus réassortants et chimériques, nous avons ensuite pu mettre en évidence que le segment M du TOSV, et plus particulièrement la séquence codante de la glycoprotéine Gn, était responsable de ces différences. En modèle in vitro insecte, nous avons également démontré que la capacité réplicative du TOSV était médiée par la diversité génétique au sein du segment L. Nous avons enfin montré in vivo que rTOSV-B infectait et disséminait plus efficacement dans l'espèce de phlébotome Phlebotomus tobbi.
En conclusion, le développement de différents modèles expérimentaux et outils moléculaires combiné à une approche comparative de deux souches de TOSV nous a permis de montrer que la variabilité génétique du TOSV peut fortement impacter les propriétés biologiques de ce virus. En l'absence de vaccin disponible contre TOSV, il est donc important de poursuivre nos efforts pour caractériser génétiquement les souches circulantes de TOSV afin d'identifier les déterminants viraux impliqués dans sa virulence et sa transmission. A terme, ces travaux permettront d'évaluer plus efficacement les risques épidémiologiques d'une souche donnée.
Comparative study of two Toscana virus strains and impact of the genetic diversity on viral replication cycle.
Toscana virus (TOSV) is a zoonotic virus transmitted by several sandfly species. It is currently circulating in most Mediterranean countries and is now considered a leading cause of meningitis and encephalitis in humans during summer. Among TOSV isolated strains, two distinct genetic lineages have been identified (named lineages A and B). To date, the relationship between the TOSV inter-lineage genetic diversity and viral pathogenicity or vector competence remains unknown.
In this context, a comparative study of two TOSV strains from lineages A and B, initiated within our team prior to this thesis project, unveiled striking differences in pathogenicity between these two strains in a 129/Sv IFNAR-/- mouse model. We, therefore, aimed to identify the genetic determinants impacting the viral cycle, pathogenicity, and transmission of TOSV.
Using a newly developed reverse genetic system for TOSV (Alexander et al., 2020), we generated two viruses, rTOSV-A and rTOSV-B, representative of the strains we previously characterized in vivo. We first demonstrated in an in vitro mammalian model that rTOSV-B displays a slower internalization during the viral entry process and produces fewer infectious viral particles in the cell supernatants compared to rTOSV-A. Using reassortant and chimeric viruses, we further unveiled that the genetic diversity within the M segment, and more specifically the coding sequence of the Gn glycoprotein, was responsible for the differences observed between these two TOSV strains. Furthermore, in an in vitro insect model, we also demonstrated that the replicative capacity of TOSV was mediated by genetic diversity within the L segment. Finally, we showed in vivo that rTOSV-B infected and disseminated more efficiently in the sandfly species Phlebotomus tobbi.
Overall, the development of new experimental models and molecular tools combined with a comparative approach between two strains of TOSV enables us to demonstrate that the genetic variability of TOSV is deeply impacting its biological properties. Since no vaccine against TOSV has been developed yet, it seems essential to strengthen the characterization of circulating TOSV strains in order to identify viral determinants involved in their pathogenicity and transmission. Ultimately, this work will allow us to better understand the epidemiological risk of a given circulating strain.
Directeur de thèse :
Frédérick ARNAUD
Unité de recherche :
IVPC - Infections Virales et Pathologie Comparée
Membres du jury :
- Directeur de thèse : Frédérick ARNAUD , Directeur d'études cumulant (Université Claude Bernard Lyon 1)
- Rapporteur : Nolwenn JOUVENET , Directeur de recherche (Institut Pasteur)
- Co-encadrant de thèse : Maxime RATINIER , Maître de conférences (Université Claude Bernard Lyon 1)
- Rapporteur : Yannick SIMONIN , Professeur (UMR 1058 Université de Montpellier)
- Président : Sophie THENET
- Examinateur : Chloé JOURNO , Maître de conférences (CIRI)
Diplôme :
Doctorat Systèmes intégrés, environnement et biodiversité
Spécialité de soutenance :
Biologie cellulaire et moléculaire et sciences de la santé