Etude des mécanismes moléculaires de résistance du

Etude des mécanismes moléculaires de résistance du
cytomégalovirus humain aux antiviraux et évaluation de
nouvelles combinaisons thérapeutiques in vitro
Thèse
Emilien DROUOT
Doctorat en microbiologie-immunologie
Philosophiae doctor (Ph.D.)
Québec, Canada
© Emilien DROUOT, 2015

III
Résumé
Le cytomégalovirus humain (CMV) est un virus de la famille des Herpesviridae qui infecte la majorité de
la population mondiale dès les premiers mois de la vie. Chez les patients immunocompétents, les
infections sont généralement asymptomatiques car bien contrôlées par le système immunitaire de l’hôte.
En revanche, chez les patients immunosupprimés, tel que les patients sidéens avec de faibles niveaux
de cellules T CD4+ ou les patients transplantés, les infections à CMV sont associées à des taux élevés
de morbidité et de mortalité. Quelques agents antiviraux (ganciclovir (GCV), foscarnet (FOS) et cidofovir
(CDV)) sont approuvés pour la prévention et le traitement des maladies à CMV. Ils ciblent tous l’ADN
polymérase virale pUL54. Une autre enzyme clé est la phosphotransférase pUL97 qui est impliquée
dans l’activation (phosphorylation) du GCV.
Deux inconvénients majeurs sont associés à ces antiviraux. D’une part, le virus peut développer une
résistance suite à l’apparition de mutations dans les gènes codant pour les deux protéines impliquées
dans leur mécanisme d’action, soit UL54 et UL97. La méthode la plus répandue pour détecter si un virus
est résistant aux antiviraux consiste à amplifier et à séquencer ces deux gènes pour détecter des
mutations impliquées dans la résistance. Cependant, cette méthode nécessite de connaitre au préalable
le rôle des mutations dans la résistance. Mes travaux de doctorat avaient donc comme premier objectif
de développer un système pour générer des virus recombinants avec gène rapporteur permettant
d’introduire une ou plusieurs mutations dans le génome du CMV. Notre deuxième objectif était de
caractériser le rôle de 5 mutations retrouvées au sein d’un spécimen clinique, dont 2 inconnues, dans la
résistance aux antiviraux. A l’aide de ce système, nous avons également étudié l’impact de la
combinaison de plusieurs mutations sur la résistance aux antiviraux et les capacités réplicatives virales.
Nous avons démontré que la combinaison de mutations dans les gènes UL97 et UL54 augmentait la
résistance au GCV de manière additive et que l’association de deux mutations dans UL54 engendrait
une résistance au GCV supérieure à l’additivité des niveaux de résistance de chaque mutation seule.
D’autre part, une toxicité importante est associée aux molécules antivirales actuelles. Afin d’améliorer
leur efficacité et diminuer leur toxicité, nous avons étudié l’impact que pouvait avoir la combinaison
d’artésunate (ART), un composé antiparasitaire ayant démontré une activité anti-CMV, sur l’efficacité
antivirale in vitro de plusieurs antiviraux. Nous avons rapporté que l’ART avait un effet synergique avec
le GCV, le CDV et le maribavir, un antiviral en phase de développement clinique ciblant la
phosphotransférase pUL97. L’ART a également montré un synergisme modéré avec le FOS et le
letermovir, un autre antiviral en phase de développement clinique ciblant la terminase virale.

IV
En conclusion, nos travaux ont permis de mieux caractériser les mécanismes de résistance du CMV et
d’envisager une nouvelle stratégie pour améliorer les traitements antiviraux actuels.

V
Table des matières
Résumé .................................................................................................................................................. III
Table des matières .................................................................................................................................. V
Liste des tableaux ................................................................................................................................... IX
Liste des figures ..................................................................................................................................... XI
Liste des abréviations ........................................................................................................................... XIII
Remerciements ................................................................................................................................... XVII
Chapitre 1. Introduction ........................................................................................................................... 1
1.1. Description générale des virus herpétiques ........................................................................... 1
1.1.1. Classification des virus herpétiques humains ................................................................ 1
1.1.2. Impact clinique des virus herpétiques humains ............................................................. 3
1.2. Le cytomégalovirus humain ................................................................................................... 3
1.2.1. Description de la particule virale .................................................................................... 3
1.2.1.1. Génome viral ............................................................................................................. 3
1.2.1.2. Capside ..................................................................................................................... 5
1.2.1.3. Tégument .................................................................................................................. 5
1.2.1.4. Enveloppe ................................................................................................................. 6
1.2.2. Cycle réplicatif du cytomégalovirus humain .................................................................. 7
1.2.2.1. Attachement et pénétration du virus dans la cellule hôte .......................................... 7
1.2.2.2. Transcription du génome viral ................................................................................... 9
1.2.2.3. Réplication du génome viral ...................................................................................... 9
1.2.2.4. Assemblage, maturation et bourgeonnement de la particule virale ........................ 10
1.2.2.5. Latence virale .......................................................................................................... 10
1.2.3. Epidémiologie des infections à cytomégalovirus ......................................................... 11
1.2.4. Modes de transmissions du cytomégalovirus .............................................................. 11
1.2.4.1. Transmission verticale ............................................................................................ 12
1.2.4.2. Transmission horizontale ........................................................................................ 13
1.2.5. Réponse immunitaire induite par le cytomégalovirus .................................................. 13
1.2.5.1. Evasion immunitaire du cytomégalovirus ................................................................ 14
1.3. Manifestations cliniques des infections à cytomégalovirus .................................................. 14
1.3.1. Infections chez les sujets immunocompétents ............................................................ 15
1.3.2. Infections congénitales ................................................................................................ 15