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Chikungunya : une nouvelle banque de cellules pour étudier l’infection par le virus

Le virus du Chikungunya transmis à l’Homme par la piqûre des moustiques est responsable de nombreuses épidémies ces dernières années. Il représente un risque important pour la santé publique. A ce jour il n’existe aucun traitements, ni vaccins spécifiques et peu de données sont connues sur la biologie du virus. Les chercheurs de l’unité IVPC* et leurs partenaires ont créé une nouvelle banque de cellules à l’aide d’une technologie récente, en vue d’identifier des éléments clés pour l’infection par le virus du Chikungunya.

Femelle du moustique tigre (Aedes albopictus). © Inra, James Gathany
Par Marie Cresson
Mis à jour le 14/08/2018
Publié le 31/05/2018

Le virus du Chikungunya, une menace transmise par les moustiques

Plusieurs épidémies de maladies dues à des arbovirus tels que les virus du Chikungunya, de la Dengue, de Zika ont été observées ces dix dernières années. Ces virus, retrouvés sur la quasi-totalité du globe, sont transmis à l’Homme et aux animaux par la piqûre des femelles moustiques, notamment par le moustique tigre (Aedes albopictus). Chez l’Homme, le virus du Chikungunya cause une maladie avec des douleurs articulaires aigües pouvant persister pendant des mois à des années. Dans le corps, ce virus est capable d’infecter de nombreux types cellulaires différents et en particulier les cellules de muscle. Lors de l’infection, le virus entre dans la cellule via un récepteur membranaire qui lui sert de porte d’entrée. Il utilise ensuite les composants de la cellule qu’il infecte pour se multiplier et libérer de nouveaux virus qui à leur tour vont infecter d’autres cellules, puis induit la mort de la cellule infectée. Relativement peu de données sont publiées sur le cycle viral. Quels éléments clés de la cellule le virus utilise-t-il lors de l’infection ? Les chercheurs de l’unité IVPC* et leurs partenaires ont généré une nouvelle banque de cellules dont le génome a été modifié par la technique  CRISPR/Cas9**. L’utilisation de ces cellules permettra aux chercheurs de répondre à cette question.

Utilisation de la technique CRISPR/Cas9 pour générer une banque de cellules…

Les chercheurs de l’unité IVPC* et leurs partenaires ont choisi de travailler avec une lignée de cellules de muscle humaines afin de mimer au mieux une infection par le virus du Chikungunya dans le corps humain. En utilisant la technique CRISPR/Cas9** pour inactiver des gènes, ils ont généré une banque de cellules dans lesquelles ils ont inactivé un à un tous les gènes du génome de la cellule musculaire.
Au total plus de 120 000 cellules différentes ont été générées et correspondent à 19 050 gènes inactivés. La banque ainsi constituée comporte une multitude de cellules qui ne diffèrent que par un seul gène inactivé de leur génome.

…en vue d’identifier des éléments clés pour l’infection par le virus du Chikungunya

Les chercheurs ont ensuite infecté toutes les cellules de la banque par le virus du Chikungunya.
Dans la majorité des cas, les cellules meurent suite à l’infection par le virus. Le virus est entré, s’est multiplié puis a induit la mort. Le gène inactivé ne code donc pas un élément cellulaire important pour le virus.
Dans certains cas, des cellules de la banque vont survivre à l’infection. Dans ces survivantes, le virus n’a pas pu soit entrer dans la cellule, soit se multiplier, soit induire sa mort. Le gène inactivé dans ces cellules survivantes code donc un élément cellulaire essentiel pour le cycle viral.  
En analysant les cellules survivantes à l’infection, les chercheurs ont pu établir une liste de gènes codant des éléments cellulaires potentiellement importants pour le virus. Sur les 19 050 gènes inactivés, plus de 150 gènes cellulaires ont été identifiés comme essentiels pour l’infection par le virus. Actuellement, le potentiel rôle de ces gènes  dans les différentes étapes de l’infection est en cours d’identification. Ce travail devrait permettre d’apporter des pistes pour des futures applications thérapeutiques.
    

Ces recherches s’inscrivent dans une collaboration entre l’INRA, l’université Lyon 1, l’EPHE et l’Institut Pasteur de Shanghai-CAS.

*IVPC : unité mixte de recherche INRA - Université Lyon l – EPHE, Infections Virales et Pathologie Comparée

En savoir plus

** CRISPR/Cas9, des ciseaux pour couper l'ADN

La technique CRISPR/Cas9 est une technique qui permet de couper précisément l’ADN pour inactiver un gène ou le modifier.

CRISPR Cas9. © Inra
CRISPR Cas9 © Inra

Cette technique est basée sur deux éléments : le guide ARN (en rose) et l’enzyme Cas9 (en bleu).
Le guide ARN joue le rôle de détecteur, il va rechercher sa séquence complémentaire sur l’ADN génomique. Une fois fixé au bon endroit sur l’ADN, il va recruter l’enzyme Cas9. L’enzyme Cas9 joue le rôle de ciseaux et va couper l’ADN génomique à l’endroit précis où l’ARN guide l’a recrutée. La cellule va essayer de réparer cette coupure mais des erreurs vont être générées durant cette réparation conduisant à l’inactivation du gène et ainsi à la perte de la fonction correspondante dans la cellule.

Ma thèse en 3 500 signes. © Inra, Véronique Gavalda

Ma thèse en 3 500 signes

Initiée en 2016, « Ma thèse en 3 500 signes » est une action destinée aux doctorants et jeunes docteurs ayant préparé leur thèse dans une unité du département Santé Animale de l’Inra.
Elle vise à développer les capacités des jeunes chercheurs à communiquer vers le grand public et s'intègre dans la formation par la recherche des doctorants. Ils sont accompagnés dans la rédaction d’une actualité web présentant leurs travaux de recherche en 3 500 signes (environ). Destinée au grand public, l’actualité est ensuite publiée sur le site web du département santé animale, avec le nom des jeunes chercheurs qui apparaissent comme rédacteurs.

Marie Cresson

A PROPOS DE

Marie Cresson est rédactrice de cette actualité web. Les recherches qu’elle présente sont réalisées dans le cadre de la thèse de doctorat qu’elle prépare dans l’unité IVPC*, en partenariat avec l’Institut Pasteur de Shanghai et l'université of Chinese Academy of Sciences (CAS). Elle s’intitule : « Mécanisme d'entrée des Alphavirus et rôle de l'apoptose dans l'infection ». Marie Cresson est doctorante en dernière année de thèse à l’Ecole doctorale E2M2 de l’Université de Lyon, Evolution Ecosystème Microbiologie Modélisation.