Caractérisation de vecteurs lentiviraux pseudotypés par les syncytines murines et de leurs cibles cellulaires in vitro et in vivo

Characterization of lentiviral vectors pseudotyped with murine syncytins and their cellular targets in vitro and in vivo

• Auteur / Autrice : Youna Coquin
• Direction : Anne Galy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 10/12/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Approches génétiques intégrées et nouvelles thérapies pour les maladies rares (Evry, Essonne) - Approches génétiques intégrées et nouvelles thérapies pour les maladies rares / INTEGRARE
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Schwartz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Schwartz, Els Verhoeyen, Christophe Sirac, Yves Gaudin, Anne Dupressoir
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Els Verhoeyen, Christophe Sirac

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thérapie génique

Lymphocytes B

Rétrovirus endogènes humains

Mots clés libres

Vecteurs lentiviraux

Syncytines

Pseudotypage

Lentiviral vectors

Syncytins

Pseudotyping

Résumé

Les vecteurs lentiviraux (LV) de thérapie génique sont des particules recombinantes qu'il est possible de pseudotyper avec diverses glycoprotéines d'enveloppe afin de modifier l'adressage cellulaire ou leurs propriétés immunogéniques. Mon travail de thèse a exploré l'hypothèse que la VSVG, la glycoprotéine d'enveloppe la plus utilisée pour pseudotyper les LV, puisse être remplacée par des protéines cellulaires afin d'obtenir des particules bien tolérées et administrables in vivo. J'ai utilisé les syncytines murines, qui sont des glycoprotéines d'origine rétrovirale endogène et qui ont des propriétés fusogéniques et un potentiel immunosuppressif. Mes résultats ont montré la possibilité de produire des LV pseudotypés par les syncytines murines A et B. Les particules ainsi produites (LV-SynA et LV-SynB) sont infectieuses en présence d'un adjuvant de transduction et présentent une forte capacité à transduire les lymphocytes B murins in vitro. Les vecteurs LV-Syn sont capables de transduire des lymphocytes B quiescents, ainsi que des cellules précurseurs des lymphocytes B issus de moelle osseuse de souris. L'administration de LV-SynA in vivo chez la souris par voie intraveineuse permet d'observer un transfert de gène stable. Un signal est observé dans la rate et plus particulièrement dans les lymphocytes B au niveau des centres germinatifs, en accord avec les résultats obtenus in vitro. Mes travaux confirment donc, et étendent, les observations préalables du laboratoire sur la transduction de lymphocytes B naïfs humains avec les syncytines humaines, et suggèrent un fort tropisme des syncytines en général pour les lymphocytes B. Par ailleurs, mes résultats montrent qu'in vivo, le poumon est également ciblé par les LV-SynA, en accord avec l'expression récemment identifiée du récepteur à la syncytine A, Ly6e, dans cet organe. Il semble que le transfert de gène puisse être obtenu dans l'épithélium alvéolaire et il est possible de transduire des cellules primaires épithéliales pulmonaires humaines avec les LV-Syn in vitro. Globalement, mes résultats montrent une nouvelle perspective d'interaction entre les syncytines et le système immunitaire à travers la transduction des lymphocytes B. Mes résultats permettent également d'envisager de nouvelles perspectives pour le transfert de gène dans le poumon in vivo et pour développer de nouvelles approches de thérapie génique par voie systémique.

Lentiviral gene transfer vectors (LV) used in gene therapy are recombinant virus-like particles that can be pseudotyped with diverse envelope glycoproteins in order to modify their cellular targeting or their immunogenic properties. My thesis work explored the hypothesis that VSVG, the most-commonly-used viral envelope glycoproteins of LV, could by replaced by cellular glycoproteins to obtain well-tolerated particles that can be administered in vivo. I used murine syncytins which are glycoproteins of endogenous retroviral origin and which have fusogenic properties and immunosuppressive potential. My results showed the possibility of producing LV pseudotyped with murine syncytins A or B. The LV-SynA or LV-SynB particles produced were infectious in the presence of a transduction adjuvant and efficiently transduced murine B cells in vitro, including quiescent B cells and bone marrow B precursor cells. In vivo LV-SynA intravenous administration in mice enabled stable gene transfer. A positive signal was observed in the spleen, and especially in B cells at the level of the germinal centers, confirming in vitro observations. These results confirm and extend previous observations from the laboratory showing that human naive B cells can be transduced by LV pseudotyped with human syncytins, and emphasize the marked interactions between syncytins and B cells. Moreover, my results showed that in vivo in mice LV-SynA targets the lungs, possibly epithelial alveolar cells, in line with the recent findings of Syncytin A receptor Ly6e expression in the lung. Gene transfer was also obtained in human primary pulmonary epithelial cells in vitro with LV-Syn. Overall, my results reveal new interactions between syncytins and the immune system through the transduction of B cells. My results also provide novel perspectives for gene delivery in vivo in the lung and for designing new systemic gene therapy approaches.