25/05/2022

UMR Virologie du laboratoire de santé animale

Chef d’unité : Stéphan Zientara

Directeurs adjoints : Jennifer Richardson (Inrae), Nicole Pavio (Anses) et Bernard Klonjkowski (ENVA).

L'Unité mixte de recherche (UMR) Virologie, créée en janvier 2002, est régie par trois tutelles : l’Anses, l'Institut national de la recherche agronomique (Inrae) et l'École nationale vétérinaire d'Alfort (EnvA).

Les recherches menées au sein de l’UMR concernent principalement trois grandes orientations stratégiques : la biologie des infections virales et notamment la transmission inter-espèces ; la détection et l’épidémiologie des infections virales émergentes et ré-émergentes et le développement de vaccins et de thérapies antivirales. L’UMR Virologie développe une approche globale de la recherche en santé publique vétérinaire, dont les objectifs vont de l'appliqué au fondamental.

Activités de référence

L’UMR Virologie a plusieurs mandats de laboratoires nationaux de référence (LNR) : ceux du virus de la fièvre aphteuse (FMDV), du virus de la peste équine et du virus de la fièvre catarrhale ovine (BTV), de la stomatite vésiculeuse et du virus de la fièvre du Nil occidental.

Elle est également détentrice de deux laboratoires de référence de l'Union européenne (LRUE) pour la fièvre aphteuse et les maladies équines (virus de la fièvre du Nil occidental (WNV), virus de l'encéphalite équine orientale, occidentale, vénézuélienne et japonaise et virus de la stomatite vésiculaire).

Au niveau international, l’unité est laboratoire de référence de l'OIE (Organisation mondiale de la santé animale) pour le virus de la fièvre aphteuse et pour la maladie hémorragique épizootique du cerf. Enfin elle est centre de collaboration de la FAO sur le virus de la fièvre aphteuse.

Activités de surveillance

L’unité, en tant que LNR, est impliquée dans l’animation de réseaux d’une soixantaine de laboratoires régionaux au niveau national. Au niveau international, elle participe à la surveillance de maladies transfrontalières.

Activités d’expertises

L’UMR Virologie exerce des activités d’expertises auprès d’organisations internationales telles que l’OIE, la FAO, la commission européenne pour le contrôle de la fièvre aphteuse (EuFMD), l’Autorité européenne de sécurité des aliments (Efsa). Des scientifiques de l’unité sont membres du conseil scientifique du Friedrich-Loeffler-Institut.

Activités de recherche

L’unité étudie les virus zoonotiques (transmissibles à l’humain) ou épizootiques (épidémie animale) ayant une importance majeure pour la santé humaine et animale. Ses activités de recherche comprennent des questions fondamentales concernant la biologie des agents viraux mais aussi des recherches appliquées sur l'épidémiologie, la vaccinologie et les mécanismes d'interactions entre le virus et la cellule hôte. À titre d'exemple, l’UMR évalue des outils de diagnostic originaux pour la surveillance épidémiologique et les études phylogéniques des virus animaux. Un accent particulier est mis sur les groupes de virus orbivirus et picornavirus, ainsi que sur les virus entériques, la neurovirologie des zoonoses (infection du système nerveux par les virus), le passage des barrières d'espèces, les vecteurs dérivés des adénovirus et les vaccins.

Parmi les thématiques étudiées à l’UMR Virologie, on peut citer :

  • développement de nouvelles méthodes de diagnostic et de prévention des viroses animales majeures (virus de la fièvre aphteuse, de la fièvre catarrhale ovine, viroses équines, etc.) ;
  • animation de réseaux en épidémiologie (virus West Nile, autres virus équins, virus FCO, etc.) ; 
  • analyse du risque de transmission de l'animal à l'Homme (virus West Nile, virus Borna, coronavirus, picornavirus, virus hépatite E, etc.) ;
  • analyse des risques potentiels pour la santé publique liés à des virus animaux : interactions virus/hôte, transmissions inter espèce ;
  • travail générique en vaccinologie : développement de nouveaux vecteurs associés à des gènes codant pour des antigènes majeurs de différents virus d'importance économique ;
  • développement d’outils moléculaire de surveillance de l’infection des tiques par des arbovirus zoonotiques.

Les projets de recherche

Étude des interactions protéines-protéines des virus de l’anémie infectieuse équine et de la peste équine avec leur hôte équin

Financement : Anses (AMI transversalités inter-laboratoires et autres directions)

L’objectif de ce projet est de réaliser la cartographie des interactions entre protéines (protein-protein interaction, PPI) pour les protéines non structurales et accessoires des virus EIAV (anémie infectieuse équine) et AHSV (peste équine) avec leur hôte équin par la méthode du double-hybride en levure. Il s’agit d’identifier les PPI qui sont susceptibles d'être essentielles pour la réplication, la persistance et/ou la dissémination de ces virus. Le décryptage et la caractérisation de ces interactions moléculaires virus-hôtes ouvrent de nouvelles perspectives pour prévoir et simuler les émergences futures et mettre au point des contre-mesures efficaces de lutte contre ces maladies, comme de nouveaux composés anti-infectieux à large spectre et des souches atténuées pour ces agents pathogènes.

Stratégies antivirales contre trois virus équins, AVE, WNV et HVE-1 : étude pharmaco-toxicologique sur quatre molécules candidates chez le cheval

Financement : IFCE

L’objectif du projet Save Satellite est de réaliser chez le cheval une étude pharmaco-toxicologique de quatre composés susceptibles d’être efficaces contre trois maladies virales : l’artérite virale équine (AVE), le virus du Nil occidental (WNV) et la rhinopneumonie équine (HVE-1). Ce travail est une étape préliminaire indispensable à la réalisation d’une étude d’efficacité chez l’animal pour laquelle un financement spécifique sera demandé ultérieurement. Les résultats qui seront obtenus dans le cadre de ce projet seront importants pour déterminer si des contacts peuvent être pris avec des industriels.

Identification de molécules antivirales pour le traitement des encéphalites virales équines par une approche combinant l’imagerie à haut débit et les cellules neurales dérivées de cellules souches pluripotentes induites.

Financement : Inrae

Les objectifs du projet sont de développer un nouveau modèle d’infection des cellules neurales équines par le virus West Nile, d’identifier des molécules antivirales par une approche de criblage sans a priori et de caractériser leur mécanisme d’action.

Les inhibiteurs des cyclophylines, des molécules à large spectre pour le traitement des infections virales du système nerveux ? 

Financement : Domaine d’intérêt majeur DIM1Health

Le projet vise à identifier des molécules antivirales à large spectre pour le traitement des infections virales du système nerveux. Ces molécules, en plus de permettre le traitement des très nombreuses infections connues à ce jour, seront d’une importance cruciale lors de prochaines émergences. Les objectifs spécifiques sont de cribler une banque de molécules inhibitrices des cyclophylines pour leur potentiel antiviral sur quatre modèles pathologiques d’infection du système nerveux (cellules neuronales-gliales infectées par les virus zika, de la méningoencéphalite à tiques, de l'encéphalite équine de l'Est et du Sars-CoV2) pour identifier et sélectionner une ou des molécules d’intérêt. 

L’efficacité de ces molécules sera testée sur des modèles d’infection in vitro 3D du système nerveux (minibrains) afin de comprendre leur mécanisme d’action.

Analyse du transcriptome de cellules neurales humaines infectées par méningoencéphalite à tiques

Financement : Inrae

L’objectif du projet est de comprendre les modulations du transcriptome (ensemble des ARN issus de la transcription du génome) induites par la méningoencéphalite à tiques (TBEV) dans les cellules du système nerveux central humain. Plus particulièrement, il s’agit d’identifier des voies de signalisation cellulaire impliquées dans la mort neuronale, la réponse immunitaire innée et la réplication du virus.

Integrative pathobiology of tick-borne flaviviruses

Financement : Agence nationale pour la recherche (AAPG2019)

Les virus de l’encéphalite à tique et de louping ill sont des flavivirus génétiquement proches et transmis par des tiques. Ils sont respectivement responsables d’encéphalites chez l’humain et l’ovin. La survie et la réplication des virus dépendent de leur capacité à bloquer la réponse antivirale et à asservir les fonctions cellulaires, notamment par des interactions entre protéines virales et cellulaires (IPP), qui perturbent le réseau d’interactions protéiques (RIP) de la cellule. Pour comprendre les mécanismes de détournement des fonctions cellulaires par les protéines virales, le projet vise à mesurer l’impact des IPP sur la réplication virale, définir les processus moléculaires sous-jacents et d’évaluer leur rôle dans la neuropathologie. La perturbation du RIP chez l’Homme sera également appréhendée. Cette étude comparative apportera des informations quant aux différences de pathobiologie de ces deux virus, et plus largement des virus vectorisés, en termes de spectre d’hôtes, de potentiel zoonotique et de neurovirulence.

Virus de l’Hépatite E : dynamique d’exposition et de partage dans les milieux et les filières

Financement : Inrae, Métaprogramme SYALSA

L’objectif de ce projet est de rassembler un consortium interdisciplinaire d’institutions (Inrae, Cirad, Anses, Inserm-UCPP) afin d’étudier la dynamique d’exposition et de partage du virus de l’hépatite E (HEV) dans les milieux et les filières d’élevage en Corse, zone d’hyper-endémicité du HEV. Le projet repose sur une approche en épidémiologie moléculaire (analyse de la proximité génotypique des souches du virus) et un ensemble d’approches visant à comprendre les pratiques des acteurs (pratiques d’élevage, de chasse, de transformation des produits, de consommation).

From proteogenomic host response signatures of persistent foot-and-mouth disease virus (FMDV) infection to diagnostic markers and therapeutic control

Financement : ERA-NET ICRAD

Ce projet coordonné par l’Anses implique quatre autres partenaires : le Friedrich Loeffler Institute (Allemagne), l’université suédoise des Sciences agricoles, Sciensano (Belgique) et le SAP Institute (Turquie). Il a pour but de déterminer les mécanismes moléculaires permettant l’établissement et le maintien d’une infection persistante par le virus de la fièvre aphteuse chez les ruminants, afin d’améliorer le diagnostic et le développer des outils thérapeutiques. Le projet vise plus précisément à :

  • découvrir les altérations de la réponse de l'hôte au cours de l'infection persistante par le virus de la fièvre aphteuse chez les ruminants ;
  • évaluer les gènes fortement régulés au cours de la persistance du virus de la fièvre aphteuse en tant que marqueurs candidats de l'hôte de l'infection persistante ;
  • identifier les voies qui pourraient être ciblées pour empêcher l'établissement de la persistance du virus de la fièvre aphteuse ou mettre fin à l'infection.

Preparedness and response in an emergency context to patho-gens of medical and veterinary importance

Financement : ANR franco-allemand

Partenaires : Institut Friedrich Loeffler, Bernhard Nocht Institute for Tropical Medicine, unité GVB du Laboratoire de Ploufragan (Anses), Université d’Aix-Marseille.

L’objectif général est de mettre en place une plateforme de séquençage et de diagnostic portable, capable de livrer dans un contexte cliniquement pertinent des informations critiques au début d'une situation épidémique. Le consortium a pour objectif de développer un protocole standard qui pourrait être appliqué sur site à l’aide de plateformes de séquençage portables de nouvelle génération (type Minion ou autre) et de suites de logiciels d’analyse de séquences. Ces logiciels seraient capables de fournir à des utilisateurs non spécialistes des informations pertinentes pour comprendre les modes de transmission des agents infectieux, la génomique des agents pathogènes, ainsi que l’évolution et l’origine possible de ces agents infectieux. L’identification des agents pathogènes s’accompagnera de la production et de la validation de tests de détection faciles à utiliser et qui pourront être aisément stockés, transportés et livrés aux utilisateurs finaux pour une utilisation facile selon les différents scénarios d'épidémie possibles. Le projet PREPMedVet regroupe des partenaires français et allemands pertinents à la fois dans le domaine de la santé humaine et animale, dans une approche One Health et associe aussi des utilisateurs finaux, acteurs de terrain en cas de crise.

Decoding a virus Achilles heel: the African swine fever virus interactome.

Partenaires : projet coordonné par L’anses. Implique l’inrae , le Friedrich Loeffler Institute (Allemagne), le Pirbright Institute (Royaume-Uni), le Instituto Ncl. Investigacion y Tecnologia Agraria y Alimentaria, Centro Naciona (INIA, Espagne) et l’Université de Tartu (Estonie).

Financement : ERA-NET ICRAD

La peste porcine africaine (PPA) est une maladie virale contagieuse, classée danger sanitaire de 1ère catégorie en France. Elle affecte tous les suidés domestiques ou sauvages et se caractérise par une forte mortalité chez les porcs domestiques et les sangliers européens.

Le projet ASFVint consiste à réaliser un vaste programme d’interactomique fonctionnelle pour le virus de la PPA : l’objectif est d’identifier des interactions entre protéines virales et cellulaires pour une souche sauvage et virulente du virus de la PPA. Ceci permettra d’identifier de nouveaux facteurs de virulence et de pathogénicité, ce qui constituerait des bases moléculaires importantes rendant compte du processus d’atténuation.

Molecular determinants governing Flavivirus tropism, host range and virulence in France and Europe

Financement : Inrae

Le projet étudie les virus West-Nile et Usutu infectant l’humain et les équidés. L’objectif est d'identifier et de comparer les interactions entre les protéines du virus et celles de l’hôte. Ceci permettra d’identifier des déterminants moléculaires essentiels impliqués dans le spectre d'hôtes, le potentiel zoonotique et la neurovirulence de ces deux flavivirus. Certains déterminants peuvent représenter des moteurs moléculaires de l'émergence virale.

Multi-scale eco-evolution of coronaviruses: from surveillance toward emergence prediction

Financement : ERA-NET ICRAD

L’objectif du projet  MuseCoV est de mieux comprendre la circulation globale des coronavirus (CoVs) animaux et leur dynamique d'évolution génétique dans différents contextes écologiques. Des échantillons collectés sur des chauves-souris, des carnivores domestiques, des ruminants, des volailles et des animaux sauvages au fil du temps dans différents endroits en Europe, permettront d'analyser leurs taux d'évolution génétique dans des conditions naturelles. Ces études seront complétées par des essais in vitro, qui évalueront la fréquence de recombinaison entre les différentes souches virales d’une même espèce animale (aviaire ou porcine) lorsque ces souches sont inoculées simultanément sur des cultures cellulaires. Le second objectif du projet sera d'évaluer la circulation du SRAS-CoV-2 chez les animaux de compagnie et les animaux domestiques et de réaliser des études in vitro qui analyseront son potentiel de réplication dans des cellules provenant d'animaux différents.

COVID-19 related anosmia recover

Financement : Agence nationale de la recherche (appel Resilience-Covid)

L'objectif principal du projet est de comprendre les événements cellulaires conduisant à l'anosmie et à sa récupération. Le hamster syrien doré sera utilisé comme modèle animal afin de tester l'efficacité d'un traitement visant à limiter le nombre d'anosmies à long terme chez l'Homme. Les infections expérimentales par le SARS-CoV-2 sur les hamsters s’effectuent au sein de l’UMR.

Partenaires propres à l’unité

En plus de collaborer avec plusieurs partenaires communs à l’ensemble du laboratoire, l’UMR a noué des partenariats spécifiques avec :

  • Les centres nationaux de référence sur les arboviruses (IHU, Marseille) et sur l’hepatitis E (CHU de Purpan, Toulouse)
  • Le CISA-INIA (Centre de recherche en santé animale-Institut national de recherche et de technologie agricole et alimentaire) (Espagne)
  • L’Istituto Zooprofilattico Sperimentale (Italie)
  • Kimron Veterinary Institute (Israël)
  • London School hygiene and tropical medicine (Royaume-uni)
  • National Veterinary Research Institute (Nigéria)
  • Pirbright Institute and Nottingham Veterinary School (Royaume-Uni)
  • Université complutense de Madrid (Espagne)
  • L’Université de Glasgow (Royaume-Uni)
  • Université de Pretoria (Afrique du sud)
  • Université suédoise des sciences agricoles (Suède)
  • FMD/SAP institute (Turquie).