Human infection with zoonotic simian foamy retroviruses (SFVs): characterization of epitopic regions recognized by neutralizing antibodies in infected humans - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Human infection with zoonotic simian foamy retroviruses (SFVs): characterization of epitopic regions recognized by neutralizing antibodies in infected humans

L'infection humaine par les virus foamy simiens zoonotiques : caractérisation des épitopes reconnus par les anticorps neutralisants chez l’homme infecté

Résumé

Simian foamy viruses (SFVs) are ancient and wide-spread complex-type retroviruses that have co-evolved with their non-human primate (NHP) species for millions of years. These viruses can be transmitted to humans, primarily through bites, leading to the establishment of a life-long persistent infection. Despite frequent zoonotic transmission of SFVs from NHPs to humans in Central Africa and Asia, no overt pathology or human-to-human transmission of SFVs have been reported yet. My host laboratory hypothesized that the immune system efficiently controls viral replication in zoonotically infected humans. They demonstrated that neutralizing antibodies (nAbs) are present at high titers in Central African hunters infected with gorilla and chimpanzee SFV strains. My colleagues showed that two viral genotypes are circulating among SFV-infected NHPs and humans. A variant region within the surface domain (SU) of the viral envelope glycoprotein (Env), termed SUvar, forms basis of the two genotypes. The receptor binding domain (RBD) overlaps the SUvar region. The nAbs strictly target the SUvar region on the SFV Env. I aimed to characterize nAb epitopes located within the SUvar region of SFV Env. To map nAb epitopes within SUvar, I performed neutralization assays in presence of recombinant SU proteins that compete with Env at the surface of viral particles for nAb binding. I used plasma samples from Central African hunters infected with gorilla SFVs and foamy viral vectors expressing SFV Env from each of the two genotypes. I generated mutant SU proteins by systematically deleting glycosylation sites, inserting glycans to disrupt epitopes and by swapping residues between the two genotypes. I have described that nAb epitopes have a genotype-specific location. Through collaborative work with the laboratory of Prof. Félix Rey who solved the crystal structure of a gorilla SFV RBD, I have discovered that most SFV-specific nAbs target epitopes located at the apex of Env, in particular three mobile loops located at the interface between protomers. Vectors with deleted loops were produced and bound to cells but were non-infectious, suggesting that nAbs target epitopes with functional importance. In addition, we found a second major epitope in the bottom part of the RBD targeted by nAbs from individuals infected by one of the two genotypes. This region is involved in binding to cells. My results suggest that SFV-specific nAbs could block viral entry either by preventing Env binding to the cell surface or by preventing conformational changes of the Env trimer and fusion of viral and cellular membranes. Collectively, my data support the role of nAbs in the control of viral replication and human-to-human transmission.
Les virus foamy simiens (VFS) sont des rétrovirus de type complexe anciens et très répandus. Ils ont évolué conjointement avec leur espèce hôte pendant des millions d'années. Ces virus peuvent être transmis à l'homme, principalement par des morsures, entraînant l'établissement d'une infection persistante. Malgré la transmission zoonotique fréquente des VFS des PNH aux humains en Afrique centrale et en Asie, aucune pathologie sévère ou transmission interhumaine des VFS n'a encore été décrite. Mon laboratoire a émis l'hypothèse que le système immunitaire contrôle efficacement la réplication virale chez les humains infectés par des zoonoses. Mes collègues ont démontré que des anticorps neutralisants (AcNs) sont présents à des titres élevés chez les chasseurs d'Afrique centrale infectés par des souches de VFS de gorille et de chimpanzé. Deux génotypes viraux circulent parmi les primates non humains (PNHs) et les hommes infectés par le VFS. Une région variante au sein du domaine de surface (SU) de la glycoprotéine d'enveloppe virale (Env), appelée SUvar, constitue la base des deux génotypes. Le domaine de liaison au récepteur (RBD, pour receptor binding domain) chevauche la région SUvar. Ces anticorps neutralisants ciblent strictement la région SUvar de l'Env du VFS. Mon objectif était de caractériser les épitopes reconnus par les AcN situés dans la région SUvar de l'Env du VFS. Pour cartographier les épitopes AcN au sein de la SUvar, j'ai réalisé des tests de neutralisation en présence de protéines SU recombinantes agissant comme compétiteurs de l’enveloppe des particules virales pour la liaison aux AcN. J'ai utilisé des échantillons de plasma provenant de chasseurs d'Afrique centrale infectés par le VFS du gorille et des vecteurs viraux foamy exprimant l'Env du VFS de l'un ou l'autre des deux génotypes. J'ai généré des protéines SU mutantes en supprimant systématiquement des sites de glycosylation, en insérant des sites de glycosylation pour modifier des épitopes et en échangeant des domaines entre les deux génotypes. J'ai montré que les épitopes neutralisants ont une localisation spécifique au génotype. Grâce à une collaboration avec le laboratoire du professeur Félix Rey qui a résolu une structure d'un RBD du VFS du gorille, j’ai pu montré que la plupart des AcNs spécifiques du VFS ciblent des épitopes situés à l'apex de Env, en particulier trois boucles mobiles situées à l'interface entre les protomères. Des vecteurs dont l’enveloppe est délétée pour chacune de ces boucles se fixent aux cellules mais sont non infectieux, ce qui suggère que les AcNs ciblent des épitopes ayant une importance fonctionnelle. De plus, nous avons trouvé un deuxième épitope majeur dans la partie inférieure du RBD ciblé par les AcNs provenant d'individus infectés par l'un des deux génotypes. Cette région est impliquée dans la fixation aux cellules. Mes résultats suggèrent que les AcNs spécifiques du VFS pourraient bloquer l'entrée du virus, soit en inhibant l’interaction entre Env et la surface de la cellule soit en empêchant le changement de conformation de Env permettant la fusion des membranes virale et cellulaire. Mes données confirment que les AcNs pourraient contribuer à contrôler la réplication virale et la transmission interhumaine des VFS.
Fichier principal
Vignette du fichier
230302_corrected_va_Dynesen_Lasse.pdf (11.17 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-04121362 , version 1 (07-06-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04121362 , version 1

Citer

Lasse Toftdal Dynesen. Human infection with zoonotic simian foamy retroviruses (SFVs): characterization of epitopic regions recognized by neutralizing antibodies in infected humans. Adaptive immunology. Université Paris Cité, 2022. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-04121362⟩
41 Consultations
44 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More