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Chessa Céline

Activités antivirales et immunomodulatrices des peptides antimicrobiens au cours de l'infection de kératinocytes primaires humains par le virus West Nile

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Index

École doctorale :

  • SBS - Sciences Biologiques & Santé

UFR ou institut :

  • UFR de médecine et de pharmacie

Secteur de recherche :

  • Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Section CNU :

  • Bactériologie - virologie ; hygiène hospitalière (2opt.)

Résumé

  • Français
  • English
 

Français

Activités antivirales et immunomodulatrices des peptides antimicrobiens au cours de l'infection de kératinocytes primaires humains par le virus West Nile

Le Virus West Nile (WNV) est un flavivirus neurotrope émergent contre lequel il n’existe ni traitement ni vaccin. Transmis à l’Homme lors du repas sanguin du moustique vecteur, le virus est inoculé dans la peau où il infecte les kératinocytes de l’épiderme. L’arsenal défensif du kératinocyte humain inclut la synthèse de 9 peptides antimicrobiens dont l’activité contre le WNV n’a jusqu’ici jamais été étudiée. Au cours de ce travail, nous avons évalué les propriétés antivirales et immunomodulatrices de la cathélicidine humaine LL-37, de la bêta-défensine humaine de type 3 (hBD-3) et de deux peptides de la famille S100, la psoriasine S100A7 et la calprotectine S100A8/A9. Nos résultats ont montré une activité antivirale directe de la LL-37, à forte concentration (10 µg/mL), se traduisant par une réduction de la charge virale dans le surnageant des kératinocytes infectés et du titre infectieux d'un inoculum viral incubé en présence du peptide. En revanche, le traitement par hBD-3 n’a pas eu d’impact significatif sur l'infection par le WNV aux concentrations testées. Par ailleurs, une augmentation significative de l’expression de plusieurs marqueurs inflammatoires aux niveaux transcriptomique et protéique a été observée en présence de chacun des deux peptides par rapport aux cellules stimulées par un ARN bicaténaire de synthèse, le poly (I:C), ou infectées par le WNV en leur absence. Dans la seconde partie de ce travail, les expérimentations menées avec les peptides S100A7 et S100A8/A9 se sont révélées décevantes. L’apport exogène des peptides au cours de l’infection de kératinocytes ou le recours à des cellules génétiquement modifiées pour surexprimer les peptides d’intérêt n’a montré aucun impact significatif sur la réplication du WNV. En complément, aucun effet virucide des peptides S100 à la concentration de 10 µg/mL ni immunomodulateur n’a été observé. En conclusion, ces résultats suggèrent un effet antiviral indirect de la LL-37 et d’hBD-3 par potentialisation de la réponse immunitaire innée du kératinocyte à l’infection. Ces propriétés immunomodulatrices viendraient s’ajouter, pour la LL-37, à une action directe par altération de la particule virale. En revanche, les peptides de la famille S100 ne semblent pas avoir de rôle antiviral majeur dans la réponse antivirale du kératinocyte à l’infection par le WNV. De façon générale, ce travail souligne les potentialités antivirales, encore méconnues, des molécules produites par la peau et les kératinocytes à la porte d'entrée et au site initial de réplication du WNV et des arbovirus dans l'organisme.

Mots-clés libres : Kératinocytes, peau, peptides antimicrobiens, WNV, virus, antiviral, immunomodulation, inflammation .

    Rameau (langage normalisé) :
  • Virus West Nile
  • Peptides antimicrobiens
  • Peau
  • Immunomodulation
  • Inflammation

English

Study of antiviral and immunomodulatory properties of antimicrobial peptides during West Nile Virus infection in primary human keratinocytes

West Nile Virus (WNV) is an emerging neurotropic flavivirus for which there is no treatment nor vaccine. Transmitted to humans during the blood meal of the vector mosquito, the virus is inoculated into the skin where it infects the keratinocytes of the epidermis. The defensive arsenal of the human keratinocyte includes the synthesis of 9 antimicrobial peptides whose activity against WNV has never been studied so far. In this work, we evaluated the antiviral and immunomodulatory properties of human cathelicidin LL-37, human beta-defensin type 3 (hBD-3), and two S100 family peptides, psoriasin S100A7 and calprotectin S100A8/A9. Our results showed a direct antiviral activity of LL-37, at high concentration (10 µg/mL), resulting in a reduction of the viral load in the supernatant of the infected keratinocytes and of the infectious titer of a viral inoculum incubated in presence of the peptide. In contrast, hBD-3 treatment did not have a significant impact on WNV infection at the concentrations tested. In addition, a significant increase in the expression of several inflammatory markers at the transcriptomic and protein levels was observed in the presence of each of the two peptides compared to cells stimulated by a synthetic double-stranded RNA, poly (I:C), or infected with WNV in their absence. In the second part of this work, the experiments carried out with the S100A7 and S100A8/A9 peptides proved to be disappointing. Addition of the peptides during the infection of keratinocytes or the use of genetically modified cells to overexpress the peptides of interest showed no significant impact on the replication of WNV. Moreover, no virucidal effect of S100 peptides at a concentration of 10 µg/mL nor immunomodulatory properties was observed. In conclusion, these results suggest an indirect antiviral effect of LL-37 and hBD-3 by potentiation of the innate immune response of the keratinocyte to infection. These immunomodulatory properties would be added, for LL-37, to a direct action by altering the viral particle. In contrast, S100 family peptides do not appear to have a major antiviral role in the keratinocyte antiviral response to WNV infection. In general, this work underlines the still little-known antiviral potential of molecules produced by the skin and keratinocytes at the entry point and initial site of replication of WNV and arboviruses in the organism.

Keywords : Keratinocytes, skin, antimicrobial peptides, WNV, virus, antiviral, immunomodulation, inflammation.

Notice

Diplôme :
Doctorat d'Université
Établissement de soutenance :
Université de Poitiers
UFR, institut ou école :
UFR de médecine et de pharmacie
Laboratoire :
Laboratoire Inflammation, tissus épithéliaux et cytokines - LITEC (Poitiers)
Domaine de recherche :
Aspects moléculaires et cellulaires de la Biologie
Directeur(s) de thèse :
Nicolas Lévêque, Magali Garcia
Date de soutenance :
21 juin 2022
Président du jury :
Marie-Édith Lafon
Rapporteurs :
Marie-Édith Lafon, Sébastien Hantz
Membres du jury :
Nicolas Lévêque, Magali Garcia

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