Modulation de la voie de signalisation RIG-I/MAVS/IRFs dans les cellules épithéliales pulmonaires par les nanoparticules d'argent au cours de l'infection par le virus de la grippe

Silver nanoparticules disable mitochondrial antiviral immunity in lung epithelial cells by targeting Retinoic acid-Inducible Gene I/ Interferon Regulatory Factor signalling pathway during the influenza virus infection

• Auteur / Autrice : Alexandra Dieu
• Direction : Ignacio Garcia-Verdugo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 30/11/2016
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Physiopathologie et Epidémiologie des Maladies Respiratoires (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Armelle Baeza-Squiban
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aloïse Mabondzo, Ronan Le Goffic
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mario Ollero, François Huaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de régulation d'interféron

Interféron bêta

Chimiokine CCL5

Immunomodulation

Autophagie

Nanoparticules d'argent

Influenzavirus A

Mots clés libres

Nanoparticules d’argent

Virus Influenza A

CCL5

IFN-bêta

Réseau mitochondrial,

Autophagie

Facteurs de Régulation des Interférons

Immunomodulation.

Silver Nanoparticules

Influenza A virus

CCL5

IFN-beta

Mitochondrial network

Autophagy

Interferons regulatory factor

Immunomodulation

Résumé

Le virus Influenza de type A (IAV) est un agent pathogène hypervariable responsable d’une infection respiratoire aiguë appelée la grippe. L’hyper-variabilité de ce virus IAV lui permet d’être résistant aux traitements antiviraux et est responsable de l’apparition des épidémies de grippe saisonnières. Il est donc essentiel d’établir de nouveaux traitements curatifs « à spectre large » insensibles aux variations du virus de la grippe. Les nanoparticules d’argent (NPs-Ag) sont les nanomatériaux métalliques les plus présents dans le secteur de la santé. En effet, leurs propriétés physico-chimiques leur confèrent de nombreuses capacités telles que la modulation des réponses immunitaires au niveau du poumon et des effets antimicrobiens. Quelques études ont démontré le potentiel anti-IAV des NPs-Ag lorsqu’elles sont placées directement en contact avec le virus IAV. Cependant, aucune de ces études ne porte sur les effets des NPs-Ag dans un contexte physiologique constitué d’une infection grippale suivie d’un traitement. D’autre part, au jour d’aujourd’hui, on ignore les mécanismes d’action mis en place par ces NPs-Ag et les effets induits par l’interaction de ces NPs-Ag avec le système immunitaire dans le contexte d’une infection par l’IAV. Dans ce travail de thèse, l’objectif est d’identifier les mécanismes d’action mis en place par les NPs-Ag au cours de l’infection par le virus IAV et également d’identifier si ces NPs-Ag pourraient être utilisées comme traitement curatif.Dans ce manuscrit de thèse, nous avons pu identifier, dans les cellules épithéliales pulmonaires, un nouveau mécanisme de modulation des NPs-Ag sur la réponse anti-IAV précoce médiée, entre autres, par la sécrétion de la chimiokine CCL5 et de l’IFN-. En effet, les NPs-Ag ciblent spécifiquement la voie de signalisation RIG-I-MAVS-IRFs, activée suite à l’infection par l’IAV et qui est liée à la mitochondrie. Ces NPs-Ag ciblent également en parallèle, à la fois le réseau mitochondrial et le flux autophagique. L’ensemble de ces effets conduit à une redistribution des facteurs de régulation des IFNs (IRFs), les empêchant potentiellement d’interagir avec d’autres facteurs de la voie de signalisation RIG-I/MAVS, ce qui pourrait expliquer l’inhibition de la sécrétion de CCL5 et de l’IFN-b, induite par le virus influenza de type A, par les nanoparticules d’argent.

The Influenza A virus (IAV) is a hyper-variable pathogen causing acute respiratory infection known as Flu. Its hyper-variability allows it to be resistant to antiviral treatment. It is therefore essential to establish new curative "broad spectrum" treatments. Silver nanoparticles (NPs-Ag) are the most metallic nanomaterials present in the health sector and are potent microbicidal agents with major concerns about their use on humans because of their toxicity. Some studies have shown the antiviral effect of NPs-Ag against IAV, but not in a physiological context of Flu. Moreover, the antiviral and immunomodulation mechanisms of NPs-Ag during infection by IAV is still unclear. Here, we show that intra-tracheal administration of AgNPs to influenza infected mice or treatment of human lung epithelial cells with AgNPs resulted in exacerbated inflammation, reduced viral clearance and enhanced mortality associated to different regulation of KC (pro-inflammatory cytokine functionally homologue to human IL-8) and CCL-5 (interferon-related cytokine) in the lung. In this PhD thesis, we identified in lung epithelial cells, a new mechanism explaining dampening of mitochondrial antiviral immunity by AgNPs through alteration of the mitochondrial network leading to redistribution of IFNs regulatory factors 7, which prevents nuclear translocation of these factors. Finally, AgNPs increased LC3 positive vesicles and p62 expression, indicating that AgNPs modify the autophagy flux in lung epithelial cells. Thus, the NPs-Ag Ag inhibited the early anti-IAV response by specifically targeting the RIG-I/MAVS/IRFs signaling pathway resulting in down- regulation of CCL-5 and IFN-ß expression induced by IAV.