Collection Mémoires et thèses électroniques
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Chapitre II. Hypothèses et objectifs de recherche

Table des matières

Ce projet de doctorat se divise en deux parties générales. La première concerne la description de la pathogenèse associée à l’infection par le hMPV, alors que la deuxième aborde le développement de traitements et vaccins contre cette infection virale.

Le hMPV est un important virus respiratoire qui n’a été identifié pour la première fois que très récemment [387]. Au début de mes études de doctorat en janvier 2003, très peu d’information sur ce virus était disponible. Les premières publications parues en 2001-2002 décrivaient principalement les manifestations cliniques associées à l’infection et les caractéristiques observées entre les différents génotypes du virus [32, 183, 292, 295, 357, 386]. D’ailleurs, aucune publication se rapportant à la pathogenèse de ce virus chez l’humain n’avait été publiée lors de l’élaboration de ce projet et aucun modèle expérimental n’avait été rapporté, mis à part le macaque [387]. Des lacunes majeures subsistaient en ce qui a trait à la compréhension de l’infection; le développement d’un modèle expérimental d’infection pour le hMPV chez le petit animal de laboratoire s’avérait donc d’une importance primordiale afin d’étudier la pathogenèse et la réponse immune associée à l’infection virale.

Des études antérieures ont démontré que la souris Balb/c et le «cotton rat» pouvaient expérimentalement être infectés par certains virus respiratoires, tels que l’influenza A et B [228, 266], le virus de la rougeole [270, 428] et le VRS [309, 360, 391]. Ces deux rongeurs ont d’ailleurs fréquemment été utilisés afin d’étudier différents aspects de la pathogenèse virale et de vérifier l’efficacité de différents traitements contre l’infection. À partir de ces travaux, nous avons donc suggéré l’hypothèse globale de cette première partie du projet sous la forme des questions suivantes :

L’hypothèse énoncée se base principalement sur des études antérieures effectuées chez le VRS. La souris Balb/c et le «cotton rat» sont des modèles expérimentaux efficaces pour représenter cette infection virale. Selon ces observations, ces animaux devraient être aussi susceptibles à l’infection par le hMPV. De plus, comme le VRS et le hMPV causent des infections respiratoires similaires dont le diagnostic différentiel est pratiquement impossible à effectuer, il est suggéré que la pathogenèse associée à l’infection par le hMPV ressemble à celle du VRS et qu’elle soit principalement caractérisée par une forte réponse inflammatoire entraînant une dysfonction des voies respiratoires.

Le hMPV est un pathogène relativement important auquel on doit s’attarder. Les infections causées par ce dernier peuvent être parfois très sévères et le développement d’un traitement efficace est de mise. De plus, la prévention de cette infection virale auprès des groupes cibles (jeunes enfants, patients aux prises avec des maladies pulmonaires obstructives chroniques et personnes âgées), basée sur le développement d’un vaccin ou l’administration prophylactique d’anticorps monoclonaux neutralisants, est l’une des approches les plus convoitées.

Des agents antiviraux sont souvent utilisés afin de traiter une infection virale [79, 116, 170, 172, 344], alors que d’autres composés sont parfois administrés afin de seulement apaiser les symptômes associés à l’inflammation provoquée par l’infection [14, 127]. De plus, des études ont démontré que les préparations d’immunoglobulines [283, 374] et les vaccins [53, 306, 336] consistent en d’excellents traitements prophylactiques pour prévenir le développement d’infections et d’en empêcher la transmission [263]. En nous basant sur ces informations, nous avons suggéré l’hypothèse globale de cette deuxième partie du projet selon les questions suivantes :

Ces hypothèses sont principalement fondées sur des études antérieures effectuées chez le VRS et d’autres virus respiratoires. La ribavirine possède une activité antivirale efficace contre le VRS et contre une vaste gamme de virus dont le génome est composé soit d’ADN soit d’ARN. De plus, son activité contre le hMPV a été démontréein vitro. Les glucocorticoïdes sont de puissants immunosuppresseurs permettant de diminuer l’inflammation lors de maladies inflammatoires chroniques, telles que l’asthme. Selon ces informations, la ribavirine devrait aussi démontrer une activité antivirale contre le hMPV dans un modèle expérimental d’infectionin vivoet l’utilisation de glucocorticoïdes devrait diminuer l’inflammation, puisque celle-ci est l’une des caractéristiques principales de cette infection virale.

Malgré le fait qu’aucun vaccin ne soit commercialement disponible afin de prévenir les infections par le VRS, il a été démontré que des immunisations avec les protéines de surface F et G conféraient une protection complète contre l’infection virale. Il est donc indiqué de postuler que des immunisations avec l’antigène de surface majeur du hMPV favoriseraient le développement d’une réponse immune protectrice efficace.

Le développement d’un modèle expérimental chez un petit rongeur (souris ou rat) permettant de caractériser la pathogenèse associée à l’infection par le hMPV constitue l’objectif principal de la première partie de ce projet de doctorat. Trois objectifs spécifiques ont été élaborés afin d’atteindre le but fixé.

Objectif 1.Évaluer la susceptibilité de la souris Balb/c et du «cotton rat» à l’infection par le hMPV.

Objectif 2.Caractériser la réponse inflammatoire aiguë et chronique associée à l’infec-tion virale.

Objectif 3.Évaluer les conséquences de l’infection par le hMPV sur les fonctions pulmonaires à court et à long terme.

L’évaluation de l’efficacité de modalités thérapeutiques et prophylactiques contre l’infection par le hMPV dans le modèle expérimental de la souris Balb/c constitue l’objectif principal de la seconde partie de ce projet. De ce dernier, deux objectifs plus spécifiques ont été élaborés.

Objectif 1.Évaluer l’effet de la ribavirine et des glucocorticoïdes sur les titres viraux et l’inflammation pulmonaire lors de l’infection par le hMPV.

Objectif 2.Évaluer le potentiel de différentes préparations d’antigènes utilisées comme candidats vaccinaux afin de prévenir l’infection virale.

Nos premiers travaux ont permis de démontrer que la souris Balb/c et le «cotton rat» sont tous deux susceptibles à l’infection par le hMPV. L’administration de la souche virale par voie intranasale engendre une forte réplication du virus au niveau pulmonaire et d’importants changements histopathologiques caractérisés par de l’inflammation alvéolaire et interstitielle chez les souris et le «cotton rat». Les souris sont de plus dyspnéiques et présentent une perte de poids importante suite à l’infection, alors qu’aucun signe clinique n’est observé chez le «cotton rat». De plus, l’infection par le hMPV induit une obstruction significative des voies respiratoires, une hyperproduction de mucus et de l’hyperréactivité bronchique chez la souris Balb/c. Le hMPV semble persister au niveau pulmonaire sur une longue période de temps suite à l’infection, puisque l’ARN viral et l’inflammation pulmonaire peuvent être encore observés six mois après l’infection. Les articles décrivant ces résultats s’inscrivent aux chapitres III et IV de cette thèse.

La deuxième partie du travail a permis de vérifier l’efficacité de la ribavirine et des glucocorticoïdes comme traitements contre l’infection par le hMPV. Les données obtenues démontrent que la ribavirine diminue de façon très efficace la réplication du virus et, par conséquent, réduit l’inflammation pulmonaire associée à l’infection. Or, les glucocorticoïdes administrés trois jours après l’infection diminuent légèrement l’inflammation alvéolaire et interstitielle sans augmenter la réplication virale. Ces résultats sont présentés sous forme d’article au chapitre V.

La partie des travaux destinée au développement de candidats vaccinaux a permis de constater le développement d’une réponse immune aberrante suite à des immunisations avec le hMPV complet inactivé. Lors de l’infection virale, les souris Balb/c préalablement immunisées avec le virus couplé à l’adjuvant de Freund incomplet présentent d’importants signes cliniques et 26 % d’entre elles décèdent au jour 1 post-infection, comparativement à aucune dans le groupe contrôle infecté, mais non immunisé. L’inflammation pulmonaire est très prononcée et une réponse immune fortement déviée Th2 associée à une infiltration d’éosinophiles dans les lavages broncho-alvéolaires est notée. L’article correspondant se retrouve au chapitre VI. Un autre protocole expérimental de vaccination a permis de démontrer que la partie extracellulaire F2 de la protéine de fusion semble être faiblement impliquée dans la protection contre l’infection virale. Des immunisations avec ce fragment peptidique diminuent très peu les titres viraux et l’inflammation pulmonaire. Ces données sont inscrites au chapitre VII de la thèse et ne sont pas encore publiées.

© Marie-Ève Hamelin, 2007