Evaluation expérimentale du risque prion lié aux porteurs asymptomatiques chez l'Homme et le macaque

Asymptomatic prion carrier and associated transfusional risk : in vivo and in vitro experimental assessment in the primate model

• Auteur / Autrice : Jessica Rontard
• Direction : Jean-Philippe Deslys
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 16/02/2018
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Service d'Etude des Prions et des Infections Atypiques - SEPIA - Institut de biologie François Jacob (2017-....)
• Jury : Président / Présidente : Giovanni Stevanin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Philippe Deslys, Stéphane Haïk
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Mouillet-Richard, Thierry Baron

Mots clés

Mots clés libres

Maladies neurodégénératives

Physiopathologie

Protéine prion

Infection cellulaire

Cellules souches

Culture 3D

Neurological diseases

Physiopathology

Prion protein

Infection model

Stem cells

3D cell culture

Résumé

La détection de la protéine prion anormale dans les tissus lymphoïdes de patients britanniques suggère qu’après exposition à l’agent de la variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob (vMCJ) plus de 99% des contaminations pourraient demeurer cliniquement silencieuses. Ces données soulignent un risque de transmission secondaire par transfusion sanguine ce qui nous a conduit à une étude expérimentale. En parallèle des formes classiques de vMCJ, nos modèles murins et simiens de retransmission ont mis en evidence des phenotypes atypiques. Ces phénotypes échappent actuellement aux critères de diagnostic puisqu’aucune protéine prion anormale (PrPres) n’est détectée.Nos travaux ont eu pour but principal d’évaluer expérimentalement le risque sanguin au travers d’études de retransmission et de caractérisation de la replication des souches classiques et atypiques aux niveaux périphérique et central.Nous observons une très forte hétérogénéité dans la réplication de la PrP anormale dans les différents tissus lymphoïdes des macaques transfusés développant une vMCJ. Le niveau de contamination des tissus lymphoïdes apparait proportionnel à l’infectiosité sanguine de ces animaux et au risque de transmission de la maladie in vivo. Concernant les formes atypiques, la majorité des macaques transfusés n’ont pas de réplication dans les tissus lymphoïdes bien que ces phénotypes soient transmissibles expérimentalement à des modèles murins. Des transmissions à des souris immunodéficientes révèlent que les souches atypiques sont transmissibles par voie périphérique en l’absence d’un système immunitaire fonctionnel.Une alternative à l’expérimentation animale a été réalisée grâce aux « mini-brains » mimant la complexité du cerveau humain. Ces organoïdes cultivés en trois dimensions sont sensibles à au moins un isolat de prion associé aux formes sporadiques humaines. Les mini-brains pourraient ainsi constituer un nouvel outil d’étude des maladies à prions et permettre à termes la caractérisation des souches atypiques.

The detection of abnormal prion protein in the lymphoid tissues of UK patients suggests that after exposure to the agent of variant Creutzfeldt-Jakob disease (vCJD), more than 99% of contaminations may remain clinically silent. These data highlight a risk of secondary transmission through blood transfusion. In parallel to the classical vCJD forms, our experimental models in mice and macaques revealed another group which avoids the current diagnostic criteria, including the absence of abnormal prion protein (PrPres).The main goal of our work was to experimentally assess the risk of blood through retransmission studies and characterization of the abnormal replication of classical and atypical strains examined at peripheral and central levels.We observed a high heterogeneity of the distribution of the abnormal PrP in the lymphoid tissues of vCJD transfused macaques. The global level of contamination in lymphoid tissues seems proportional to the blood infectivity in these animals and to the risk of in vivo transmission of the disease. Regarding atypical forms, despite an absence of replication in lymphoid tissues, these phenotypes are experimentally transmissible. Transmissions to immunodeficient mice reveal that atypical strains are transmissible through peripheral routes in the absence of functional immune system.An alternative to animal testing has been achieved using to "mini-brains" mimicking the complexity of the human nervous system. These organoids cultured in three dimensions are sensitive to at least one prion isolate associated with human sporadic forms. Thus, mini-brains could constitute a new tool for studying prion diseases and improve the characterization of atypical strains.