Chikungunya, Alphavirus, NsP3, Complexes de réplication, Facteurs cellulaires, FHL1

Les alphavirus, tels que le virus du chikungunya (CHIKV), constituent un groupe de virus transmis par des arthropodes et d'importance en santé publique. Le CHIKV est l'alphavirus le plus prévalent. Il a ré-émergé au cours des dernières décennies, provoquant de multiples épidémies à travers le monde. Chez l'homme, l'infection par CHIKV peut conduire à une arthrite très invalidante et à des maladies musculosquelettiques, qui peuvent persister de quelques semaines à plusieurs mois après l'infection aiguë. En dépit des efforts considérables pour développer des traitements, aucun antiviral ou vaccin approuvé n'existe. Comprendre les mécanismes fondamentaux régissant le cycle infectieux du CHIKV représente en enjeu important dans le développement de stratégies antivirales nouvelles. Le CHIKV, comme tous les alphavirus, codent sept protéines qui sont indispensables au bon déroulement de son cycle de vie. Parmi elles, la protéine nsP3 est la protéine la plus énigmatique. Celle-ci joue un rôle essentiel dans la synthèse de l'ARN viral, dans la régulation de la réponse immunitaire et permet le recrutement de nombreux facteurs cellulaires importants pour la pathogénèse virale. Une particularité de nsP3 est de former dans les cellules infectées des granules cytoplasmiques dont l'organisation structurale et la fonction sont à ce jour inconnues. L'objectif général de cette thèse est d'explorer la fonction de nsP3 pendant le cycle infectieux du CHIKV. La première partie de ce travail décrit la structure de la nsP3 purifiée en cryo-microscopie électronique (cryo-EM) à une résolution de 2,35 Å (en collaboration avec le Dr Juan Reguera, ASMB, Marseille). Nos résultats montrent que nsP3 s'assemble en structures tubulaires induite par l'arrangement hélicoïdal de son domaine central AUD, qui agit comme un module d'oligomérisation. La pertinence de ces oligomères a été validée dans le contexte infectieux sur plusieurs lignées cellulaires. Nous avons montré que les assemblages tubulaires de nsP3 sont une caractéristique des alphavirus. La perturbation de l'oligomérisation de nsP3 par mutagenèse des résidus d'AUD a des conséquences majeures sur la formation des complexes de réplication, la synthèse de l'ARN et la production de particules infectieuses. Nous avons également montré que les tubes de nsP3 accumulent l'ARN génomique viral et les protéines de capside, suggérant que ces structures pourraient être essentielles dans les étapes ultérieures du cycle viral. La deuxième partie de cette thèse vise à fournir des perspectives fondamentales sur la fonction de FHL1, une protéine cellulaire interagissant avec nsP3, importante pour le tropisme et la pathogenèse du CHIKV. En collaboration avec l'équipe du Pr Félix Rey, nous avons déterminé la structure du complexe FHL1-nsP3 en résonance magnétique nucléaire (RMN) et identifié la région précise de nsP3 liant FHL1. Les études fonctionnelles ont montré que les virus dépourvus du domaine de liaison à FHL1 présentent d'importants défauts de réplication dans les cellules de mammifères. De plus, nous avons constaté que les souches de CHIKV provenant de lignées distinctes utilisent FHL1. De manière intéressante, nous avons remarqué que les souches de CHIKV associées à des maladies musculosquelettiques sévères dépendent fortement de l'expression de FHL1, soulignant un potentiel lien entre l'utilisation de FHL1 et la gravité de la maladie due au CHIKV. Dans l'ensemble, les résultats obtenus au cours de cette thèse fournissent des informations essentielles sur la fonction de nsP3 du CHIKV lors de l'infection. La découverte majeure est une organisation moléculaire inattendue dépendante de nsP3, requise pour l'infection par les alphavirus, ouvrant la possibilité de cibler ce processus pour le développement de futures thérapeutiques.