Interactions Norovirus-Hôte au cours de Maladies Inflammatoires Chroniques de l'Intestin

Norovirus-Host Interactions in the course of Inflammatory Bowel Disease

• Auteur / Autrice : Georges Tarris
• Direction : Laurent Martin, Gaël Belliot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Médecine, biochimie, biologie cellulaire et moléculaire, physiologie et nutrition
• Date : Soutenance le 28/10/2021
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Interactions hôte-greffon-tumeur et ingénierie cellulaire et tissulaire (RIGHT) (Besançon) - Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
• Jury : Président / Présidente : Alexis de Rougemont
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Gauchotte
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benoît Terris, Evelyne Schvoerer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Norovirus

Antigènes spécifiques de tissus

Rectocolite hémorragique

Rectum

Côlon

Maladie de Crohn

Maladies inflammatoires chroniques de l'intestin

Mots clés libres

Mici

Colite

Hbga

Fut2

Norovirus

Sécréteur

Ibd

Colitis

Hbga

Fut2

Norovirus

Secretor

Résumé

Les Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI) touchent plus de 200.000 patients en France, et comprennent la maladie de Crohn (MC) qui affecte tout l’appareil digestif, et la rectocolite hémorragique (RCH), uniquement le côlon et le rectum. L’étiologie de ces affections impliquerait des facteurs génétiques, immunologiques et microbiologiques, le rôle des virus restant à élucider. Parmi ceux-ci, les norovirus humains sont la principale cause de gastro-entérites virales. L’attachement des norovirus à la paroi intestinale s’effectue par le biais des antigènes tissulaires de groupe sanguin (ABH(O) et Lewis). L’expression de ces antigènes varie en fonction du tissu et de l’état physiologique ou pathologique. Chez la personne saine, l’expression de ces antigènes se fait exclusivement dans l’intestin grêle et dans une moindre mesure dans le côlon proximal. L’objectif de la thèse a été de déterminer l’expression de ces antigènes et les profils d’accroche des VLP sur des tissus inflammatoires de 24 patients souffrant de MC et de RCH lors de poussées inflammatoires et de tissus sains et inflammatoires de 17 patients non-sécréteurs (1 patient souffrant de MC et 16 patients sains). Nous avons donc cherché à démontrer l’expression des HBGA selon le phénotype « sécréteur » (expression ABH(O), Leb, Ley) ou « non sécréteur » (expression Lea, Lex), de patients sains et atteints de MICI, et à définir le rôle de ces antigènes dans l’accroche des norovirus en utilisant des particules virales de synthèse (VLP) dérivées de norovirus humains. Les expériences d’accroche de VLP GII.4 (génotype prédominant dans le monde), réalisées sur des tissus provenant de pièces opératoires de MICI, prouvent la reconnaissance des VLP sur les tissus inflammatoires du grêle (MC) et du colon (MC et RCH). Sur ces muqueuses inflammatoires colique et rectale des patients sécréteurs et non-sécréteurs, nous avons observé une surexpression des antigènes Lea et Lex sur les muqueuses régénératives, que ce soit sous leur forme sialylée (sLea et sLex) ou non-sialylée. Nous avons ainsi démontré que l’accroche spécifique des VLP sur ces muqueuses inflammatoires se faisait par le biais de l’antigène Lea et dans une moindre mesure Lex et cela en l’absence des antigènes ABH(O), pas ou peu exprimées par les zones régénératives. Chez les individus non-sécréteurs sains de l’étude, nous avons également observé la suppression de l’attachement des VLP par des anticorps monoclonaux spécifiques de l’antigène Lea démontrant encore une fois son implication dans l’attachement des norovirus humains, sur la muqueuse intestinale saine de ces sujets. Nous avons enfin observé que l’accroche des norovirus variait également en fonction des tissus étudiés et du génotype de norovirus (GII.4, GII.3 et GII.17 dans le cadre de l’étude), chez les sujets sécréteurs ou non-sécréteurs. A l’aune de nos travaux, les zones inflammatoires régénératives ont donc la capacité d’interagir spécifiquement avec les norovirus par le biais principalement de Lea. Il en découle probablement des perturbations du système immunitaire induites par l’accroche du norovirus. Ces mécanismes inflammatoires provoqués par l’attachement du norovirus et probablement d’autres virus entériques donne un nouvel éclairage sur les infections virales chez les patients MICI. Ces mécanismes restent cependant à élucider d’un point de vue physiopathologique. D’autres travaux seront également nécessaires pour évaluer l’incidence des infections à norovirus et plus généralement des virus entériques chez ces patients.

Inflammatory bowel disease (IBD) affects around 200,000 people in France. This group of conditions includes Crohn's disease (CD), which involves the entire digestive tract, and ulcerative colitis (UC), which involves only the colon and rectum. It is known that immunological, genetic and microbiological factors are at play in IBD, but the role of viruses remains only partially explored. Among viral etiologies, human noroviruses (huNoV) are the main cause of acute viral gastroenteritis worldwide. Norovirus binds to intestinal cells through histo-blood group antigens (HBGA), including ABO and Lewis antigens. The expression of HBGA is dependent upon tissue type and the underlying physiopathological states. In healthy subjects, HBGA are almost exclusively expressed in the small intestine and proximal colon. This thesis aimed to determine HBGA expression and norovirus binding profiles using virus-like particles (VLP) in the inflammatory tissues of 24 patients suffering from IBD flares and 14 non-secretor patients (1 patient suffering from CD and 13 healthy patients). Our goal was to determine HBGA expression in secretors (expressing ABO, Lewis b and Lewis y) and non-secretors (expressing Lewis a and Lewis x), and in healthy patients and patients diagnosed with IBD; and to define the role of HBGA in norovirus binding using huNoV VLP. Binding assays using GII.4 VLP (worldwide predominant genotype) showed VLP binding in the inflamed mucosae of the small intestine, colon, and rectum. Inflammatory mucosae expressed Lewis a and Lewis x antigens in sialylated and non-sialylated forms. Competition experiments revealed that GII.4 VLP binding was due mainly to Lewis a and partially to Lewis x antigens in the absence of ABO antigen expression, which are poorly expressed in regenerative mucosae. In healthy non-secretors, we also showed the abolition of VLP binding when monoclonal antibodies directed against Lewis a antigen were used, demonstrating its implication in norovirus binding in the duodenum of healthy non-secretors. Finally, VLP binding was tissue-specific and genotype-dependent (GII.4, GII.3, GII.17 in our study). In conclusion, inflammatory and regenerative mucosae have the ability to interact with huNoV through the Lewis a antigen. However, the inflammatory mechanisms underlying norovirus attachment in regenerative mucosa remain unexplored. Further studies will be required to understand the mechanisms of inflammation possibly triggered by norovirus infections, and an evaluation of the incidence of norovirus infections and other enteric viruses in IBD is warranted.