évaluation de l`impact de la mutation de résistance à l`oseltamivir

LADY TATIANA PINILLA
ÉVALUATION DE L'IMPACT DE LA MUTATION DE
RÉSISTANCE À L'OSELTAMIVIR (H275Y) SUR LES
CAPACITÉS RÉPLICATIVES ET LA VIRULENCE
DU VIRUS PANDÉMIQUE A(H1N1)pdm09
Mémoire présenté
à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l’Université Laval
dans le cadre du programme de maîtrise en microbiologie-immunologie
pour l’obtention du grade de Maître ès sciences (M.Sc.)
FACULTÉ DE MÉDECINE
UNIVERSITÉ LAVAL
QUÉBEC
2012
© Lady Tatiana Pinilla, 2012

II
RÉSUMÉ
Les inhibiteurs de neuraminidase (INAs) sont présentement la seule classe
d’antiviral disponible commercialement pour traiter et prévenir les infections à virus
influenza saisonnières et pandémiques. Le virus pandémique de 2009 était naturellement
résistant aux adamantanes, mais sensible à l’oseltamivir et au zanamivir. Toutefois, plus de
1.5% de cas de résistance à l’oseltamivir ont été recensés suite à l’utilisation de l’antiviral
en traitement ou en prophylaxie. La plupart d’entre eux possèdent une mutation ponctuelle
(cytosine par thymidine) à la position 823, qui est à l’origine de la substitution d’une
histidine par une tyrosine à la position 275 dans la séquence d'acides aminés de la
neuraminidase (H275Y).
Étant donné que le nombre d'antiviraux disponibles pour traiter et prévenir les
infections à virus influenza est très limité (le zanamivir est le seul antiviral disponible
commercialement pour traiter les souches pandémiques résistantes aux adamantanes et à
l'oseltamivir), il est très important de comprendre les mécanismes qui causent la résistance
aux INAs et d'établir un programme qui permet de surveiller l'évolution des souches
résistantes aux antiviraux.

III
ABSTRACT
One class of anti-influenza agents; the neuraminidases inhibitors (NAIs), is the only
choice commercially available for treatment and prophylaxis of seasonal and pandemic
influenza infections. The pandemic 2009 Influenza virus, A(H1N1)pdm09, was naturally
resistant to adamantanes but susceptible to the NAI: oseltamivir and zanamivir. However,
more than 1.5% of cases of oseltamivir resistance have been reported during treatment and
prophylaxis and most of them carried a single nucleotide mutation (cytosine to thymidine)
at position 823 that resulted in a histidine to tyrosine mutation at position 275 in the
neuraminidase sequence (H275Y).
Considering that the number of available anti-influenza drugs is very restricted
(zanamivir is now the only commercially available drug for treatment of the adamantane-
and oseltamivir-resistant A(H1N1)pdm09 strains), it is important to understand
mechanisms of resistance to NAIs and to perform a surveillance program for evolution of
such drug-resistant variants.

IV
AVANT-PROPOS
Dans le cadre de ce mémoire, je présente une revue de littérature du virus de
l’influenza en abordant des sujets généraux telle que l'histoire de son évolution, le cycle
réplicatif, les aspects cliniques, etc. Une attention particulière a été portée aux moyens de
traiter et de prévenir les infections à virus influenza, car elles représentent un problème de
santé publique, qui rend difficile la tâche du corps médical et qui est au cœur de ce projet
de maîtrise.
Je présente également deux articles qui résument les résultats de mes recherches. Le
premier s’intitule The H275Y neuraminidase mutation of the pandemic A/H1N1 virus
lengthens the eclipse phase and reduces viral output of infected cells compromising fitness
in vitro and in ferrets. Cet article est le fruit d'une collaboration avec une équipe de
physiciens de l'université de Ryerson de Toronto, qui s'intéressent particulièrement à la
modélisation mathématique. J'ai participé activement à la production de cet article en
effectuant les expériences in vitro et in vivo, en analysant les données en et rédigeant
partiellement l'article. Le Dr Benjamin Holder a contribué de manière équivalente à cet
article en développant le modèle mathématique et en rédigeant l'article. D'autres auteurs
ont contribué à cette réalisation: Dr Yacine Abed, Dr Guy Boivin et Dr Catherine A.A.
Beauchemin. L’article a été soumis à la revue scientifique Journal of Virology (JVI) le 21
avril 2012.
Le deuxième article s’intitule Presence of oseltamivir-resistant pandemic A/H1N1
minor variants before drug therapy with subsequent selection and transmission. Ma
contribution dans cet article a été d’effectuer les expériences de PCR en temps réel,
d’analyser les données et de participer à la rédaction de l’article, dont je suis la co-auteure.
Elodie Guedin et Edward C. Holmes ont participé en effectuant les expériences de
séquençage à haut débit ainsi que dans l’analyse des résultats et la rédaction de l’article. Jay
V. DePasse, Adam Fitch, Marie-Ève Hamelin, Jesse Papenburg et Guy Boivin ont
également contribué à l’écriture de cet article qui a été soumis à la revue scientifique
Journal of Infectious Diseases (JID) le 01 mai 2012.

V
REMERCIEMENTS
L'élaboration de ce mémoire ainsi que la réussite de ma maîtrise ont été possibles
grâce à de nombreuses personnes à qui je souhaite adresser mes remerciements les plus
sincères.
Avant tout, je tiens à remercier mon copain Mathieu pour son appui inconditionnel.
Merci de toujours m'avoir encouragé à continuer dans les moments où je ne croyais plus
pouvoir y arriver. Merci de m’avoir offert ce support moral dont j’ai tant eu besoin, surtout
lorsque je devais quitter la maison à des horaires très inhabituels pour faire des expériences.
Je tiens à te remercier d’avoir été si patient et à l’écoute, particulièrement lorsque je tentais,
dans ma naïveté, de te faire comprendre mon projet, mes expériences et mes blagues de
microbiologiste. Merci tout simplement d’avoir parcouru ce bout de chemin avec moi.
Quiero agradecer a mis padres, Carlos y Esperanza, et à Ita porque siempre
creyeron en mi y porque me sacaron adelante, dándome ejemplos dignos de superación y
entrega, porque en gran parte gracias a ustedes, hoy puedo realizar mi sueño, ya que
siempre estuvieron impulsándome en los momentos más difíciles de mi vida y de mi
carrera, y porque el orgullo que sienten por mí, fue lo que me hizo ir hasta el final. Esta
victoria es para ustedes, por lo que valen, porque admiro su fortaleza y por lo que han
hecho de mí y por mí.
Je voudrais également exprimer ma reconnaissance au Dr Guy Boivin, en tant que
Directeur de recherche, pour m’avoir donné l’opportunité de m’épanouir au sein de son
équipe de recherche et de bien avoir voulu partager ses connaissances et son expérience
professionnelle avec moi.
Je tiens à remercier sincèrement mon chargé de projet, Dr Yacine Abed, qui s’est
toujours montré à l'écoute et très disponible tout au long de la réalisation de ma maîtrise et
de ce mémoire. Merci d’avoir ajouté une touche d’humour dans tes commentaires et
suggestions!