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| Caractérisation de la réponse immune innée du testicule humain : exemples du virus des oreillons et du virus Zika (Characterization of human testis innate immune response: examples of Mumps and Zika viruses) Kuassivi, Oniniba Nadège - (2022-04-25) / Universite de Rennes 1 - Caractérisation de la réponse immune innée du testicule humain : exemples du virus des oreillons et du virus Zika
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Langue : Français, Anglais Directeur(s) de thèse: Dejucq-Rainsford, Nathalie Discipline : Immunologie Laboratoire : IRSET Ecole Doctorale : Biologie-Santé Classification : Médecine et santé Mots-clés : virus, persistance, immunité innée antivirale, interférons, IRF3, testicule, inflammation
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Résumé : Le testicule humain est un organe immuno-privilégié qui peut être la cible de différents virus y compris des virus émergents tel que le virus Zika (ZIKV). Certaines infections virales peuvent conduire à une inflammation du parenchyme testiculaire (appelée orchite) et aboutir à l’élimination du pathogène via l’immunité systémique, avec toutefois le risque de compromettre les fonctions de l’organe et d’entrainer une stérilité comme c’est le cas lors des infections par le virus des Oreillons (MuV). A l’inverse, d’autres infections virales comme celle par ZIKV par exemple, sont capables d’être « silencieuses » et sont associées à une persistance dans le testicule du virus qui peut être excrété dans le sperme plusieurs mois après la guérison du patient. Les mécanismes moléculaires qui sous-tendent ces deux conséquences distinctes des infections virales du testicule humain sont inconnus. Dans ce contexte, mon projet de thèse a eu pour objectif de comparer la réponse immunitaire innée induite suite aux infections par MuV et ZIKV dans le testicule humain, afin d’investiguer son implication dans la persistance virale. Pour cela j’ai utilisé le modèle de culture organotypique de testicule humain qui a été développé par le laboratoire. Dans un premier temps, j’ai étudié l’infection du testicule par le MuV qui de façon surprenante, a été très peu caractérisée chez l’Homme. Mes résultats montrent que le MuV se réplique de façon très efficace dans le testicule ex vivo et infecte plusieurs types de cellules testiculaires dont les cellules péritubulaires et les cellules germinales isolées. Dès 4h post-exposition, MuV induit une réponse immunitaire innée pro-inflammatoire probablement médiée par l’activation du récepteur TLR2 dans les explants testiculaires et les cellules péritubulaires. A l’inverse, les cellules germinales répondent peu (voire pas) à l’infection par MuV. L’infection MuV ex vivo altère la stéroïdogenèse ainsi que la production d’inhibine B par les cellules de Sertoli. Concernant l’infection ZIKV, j’ai montré que la faible réponse immune innée du testicule à ce virus ex vivo, était similaire à celle induite par le PolyIC qui est un analogue d’ARN viral double brin. Aussi, contrairement au virus MuV, cette réponse immune innée induite par ZIKV est quasiment dépourvue de composante pro-inflammatoire. Il est important de noter que dans les cellules germinales qui constituent un réservoir pour ZIKV, aucune réponse antivirale n’a été détectée malgré l’infection ZIKV ou les stimulations par PolyIC. Mes résultats indiquent une absence d’activation du facteur de transcription IRF3 et un niveau d’expression élevé de répresseurs de la signalisation des récepteurs impliqués dans la reconnaissance des ARN viraux (les PRRs) dans ces cellules. L’absence de l’induction des interférons de type I et des effecteurs antiviraux dans les cellules germinales, pourrait contribuer à la persistance de ZIKV dans ces cellules qui sont en plus, protégées en partie de l’immunité acquise par la barrière hémato testiculaire. Enfin, mes expérimentations d’inhibition avec un apport exogène d’IFNβ, montrent une baisse de la réplication du virus Zika dans les explants testiculaires. Ces résultats suggèrent que les interférons de type I pourraient être un traitement de choix pour prévenir la persistance de ZIKV dans le testicule humain. Abstract : The human testis is an immune-privileged organ infected by various viruses, including emerging viruses such as the Zika virus (ZIKV). Viral infections can lead to inflammation of the testicular parenchyma (orchitis) and elimination of the pathogen by systemic immunity, with the risk of compromising the functions of the organ and causing sterility, as in the case of mumps virus (MuV). However, some viruses such as ZIKV persist silently in the testis and are excreted in semen several months after recovery. The molecular mechanisms underlying these distinct consequences are unknown. In this context, my thesis project aimed to compare the innate immune response of the human testis to MuV and ZIKV in order to investigate its involvement in viral persistence. For this I used the organotypic culture model of the human testis developed in the laboratory and initially studied the infection of the testis by MuV, which surprisingly has been very little characterized in humans. My results show that MuV replicates very efficiently in the testis ex vivo and infects several categories of cells including peritubular cells and isolated germ cells. MuV induces a pro-inflammatory innate immune response as early as 4 h post-exposure in testicular explants and peritubular cells, probably mediated by TLR2 activation. Conversely, germ cells respond little or not at all to MuV infection. MuV infection ex vivo impairs steroidogenesis as well as inhibin B production by Sertoli cells. Regarding ZIKV, I showed that the weak innate immune response of the testis to this virus ex vivo was similar to that induced by PolyIC, a double-stranded viral RNA analog, and unlike MuV, almost devoid of pro-inflammatory component. No antiviral response was detected in germ cells, which are a reservoir for ZIKV, after ZIKV infection or PolyIC stimulation. My results show the absence of activation of the transcription factor IRF3 in these cells and a high level of expression of repressors of viral RNA recognition receptor (PRR) signaling. The lack of stimulation of the expression of type I interferons and antiviral effectors in germ cells could contribute to the persistence of ZIKV in these cells, all the more since they are protected from acquired immunity by the blood-testis barrier. Finally, the inhibition of ZIKV replication in testicular explants by the exogenous supply of IFNβ suggests that type I interferons would be a treatment of choice to prevent the persistence of ZIKV in the human testis. | |||