Biologie des flavivirus émergents Zika et Dengue : importance de la protéine structurale M

Le virus Zika (ZIKV) et le virus de la Dengue (DENV) sont des arbovirus majeurs en termes de santé publique. Appartenant au genre flavivirus (famille Flaviviridae), ZIKV et DENV sont principalement transmis par les moustiques du genre Aedes. Au cours des 30 dernières années, l'émergence des flavivirus n’a fait que croître avec une augmentation de répartition géographique, en particulier dans les régions tropicales et subtropicales de la planète. ZIKV se distingue en deux lignées principales, asiatique et africaine, qui présentent une pathogenèse et des réponses moléculaires distinctes. La lignée asiatique contenant pratiquement toutes les souches ayant provoqué des émergences épidémiques. DENV est classé en plusieurs génotypes et en quatre sérotypes antigéniquement distincts : DENV-1, DENV-2, DENV-3 et DENV-4. Les épidémies récentes de dengue ayant lieu dans les régions tropicales étant principalement associées au sérotype DENV-2 et à la distribution géographique croissante du génotype Cosmopolitan. Au cours de la dernière décennie, les territoires du sud-ouest de l'océan Indien (SOOI) ont connu des épidémies fulgurantes de dengue, avec plusieurs dizaines de milliers de cas d’infection signalés à l'île de La Réunion entre 2018 et 2023. La présence de moustiques vecteurs et de conditions environnementales favorables serait propice à l’endémicité de DENV et une potentielle introduction de ZIKV sur l’île de La Réunion. Devant ce constat, l’UMR PIMIT a lancé plusieurs programmes de recherche portant sur l’étude des protéines virales connues pour leur rôle dans le pouvoir pathogène des flavivirus DENV et ZIKV. Dans le cadre de ma thèse, mes travaux se sont focalisés sur l’étude des protéines structurales de membrane (prM/M) et d’enveloppe (E) de ces virus, qui sont connues pour être essentielles d’une part dans la structuration de la particule virale et son infectiosité, et d’autre part dans les interactions hôte-pathogène et l’activation de la réponse immunitaire. L'analyse moléculaire des souches asiatiques et africaines de ZIKV, nous a permis d'identifier la substitution de trois résidus aux positions E-152, E-156 et E-158 dans la boucle de glycosylation (GL) de la protéine E. Mes travaux ont démontré le rôle majeur des résidus E-152/156/158 dans la réactivité antigénique de la GL de ZIKV, leur substitution entraînant une perte du motif de glycosylation et des changements conformationnels perturbant la reconnaissance de la protéine E par des anticorps neutralisants. La protéine prM/M des flavivirus qui sert de chaperon pour le bon repliement de la protéine E, semble être le support de déterminants viraux associés à la pathogénicité des flavivirus. L’ectodomaine de la protéine M contient un peptide pro-apoptotique que nous avons nommé ZAMP chez ZIKV, et D2AMP chez DENV-2. Nous avons démontré pour la première fois à notre connaissance qu’une activité pro-apoptotique était associée aux peptides, ZAMP et D2AMP, tout en démontrant le rôle important des résidus M-33/35/38 dans cette activité pro-apoptotique. Par ailleurs, une grande partie de mes travaux s’est concentrée sur la caractérisation des protéines prM et E des souches virales DENV-2 du génotype Cosmopolitan retrouvées dans la région SOOI. Nous avons démontré que la nature du résidu en position M-36 de la protéine M impact le comportement biologique des protéines prM/M et E. Nos résultats révèlent que la substitution d’un résidu Ile en Val à la position M-36 affecte l’expression et la cytotoxicité de la glycoprotéine E exprimée comme un complexe prME et la capacité de l’oligopeptide D2AMP à activer la voie apoptotique. L’ensemble de mes travaux de thèse apportent de nouvelles connaissances sur les caractéristiques biologiques des protéines structurales prM et E, qui permettront de mieux comprendre le pouvoir pathogène des flavivirus ZIKV et DENV.