Projet ANR-13-JSV6-0004 – HeartVir : Virus ARN et maladies inflammatoires cardiaques chez l’homme: de la métagénomique virale au modèle animal
Programme : JCJC - SVSE 6 - Génomique, génétique, bioinformatique et biologie systémique (JCJC SVSE 6)
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame Christelle DESNUES (Unité de Recherche sur les Maladies Infectieuses et Tropicales Emergentes)
Partenaires : Unité de Recherche sur les Maladies Infectieuses et Tropicales Émergentes
Montant : 250120.0 euros
Date de début : 2014
Durée : 42 mois
Résumé : Virus ARN et maladies inflammatoires cardiaques chez l’homme: de la métagénomique virale au modèle animalCe projet vise à approfondir nos connaissances actuelles sur les causes de maladies cardiaques inflammatoires, sur les agents viraux impliqués et sur les mécanismes physiopathologiques de l’infection en combinant des outils de séquençage haut-débit, des expériences de culture cellulaire et des études épidémiologiques.
Améliorer le diagnostic et la compréhension de la physiopathologie des maladies inflammatoires cardiaques (MCI) chez l’hommeLes maladies cardiaques inflammatoires (péricardites, endocardites, myocardites et cardiomyopathies) sont responsables de 0,7% de la mortalité à l'échelle mondiale. Parmi les MCI,  la myopéricardite est une maladie potentiellement mortelle, touchant principalement des personnes jeunes et en bonne santé. Outre la forme aigue, la myopéricardite peut progresser vers une forme chronique ou récurrente élevant ainsi le cout sanitaire et social de cette pathologie. Parmi les causes connues de myopéricardites infectieuses dans les pays industrialisés, les infections virales sont le plus souvent citées. Cependant, la détection et le traitement des myopéricardites demeure un challenge avec toujours entre 40 et 85% des cas considérés comme idiopathiques une origine virale étant souvent suspectée. Dans ce contexte, il était urgent de développer de nouveaux outils afin d’améliorer le diagnostic et ainsi la prise en charge thérapeutique de cette maladie. Depuis quelques années, les progrès en matière de techniques de séquençage haut-débit et la diminution des coûts ont ouverts de nouvelles perspectives en matière de recherche clinique. Ce projet réunit une jeune équipe solide et complémentaire constituée de scientifiques et médecins, experts dans les domaines de la virologie, métagénomique virale, cardiologie et maladies infectieuses et poussés par un objectif commun à savoir une meilleure compréhension des maladies cardiaques inflammatoires et plus particulièrement des myopéricardites en apportant à la fois des informations capitales sur les agents étiologiques responsables et des connaissances approfondies sur l’épidémiologie et la physiopathologie de l’infection, connaissances qui ouvriront à leur tour de nouvelles perspectives thérapeutiques
Une approche reposant sur des outils à la pointe de la recherche et de l'innovation dans le domaine médicalAu cours des dix dernières années, les techniques de métagénomique qui reposent sur le séquençage massif d’un ensemble de génomes sans à priori initial sur la séquence ou l’agent ciblé, se sont imposées comme un outil puissant dans la découverte des nouveaux virus dans le domaine médical. Dans le cadre de ce projet, nous utilisons une approche de métagénomique à grande échelle afin de rechercher et de caractériser les virus associés à des myopéricardites idiopathiques. Une fois ces virus identifiés et que leur présence a été validée dans l’échantillon initial, nous étudions leur prévalence sérologique et moléculaire à travers une étude épidémiologique exhaustive sur une cohorte de patients atteints de myopéricardites idiopathiques au cours des trois dernières années. Un effort collectif est en outre porté sur l’isolement de ces virus par culture en se basant sur les récents travaux publiés dans le domaine afin de produire du virion en quantité suffisante pour pouvoir générer un modèle animal dans le but de mieux mieux comprendre la physiopathologie de l’infection.
Résumé de la soumission : Le projet HeartVir a pour objectif principal d’approfondir nos connaissances actuelles sur les causes de maladies cardiaques inflammatoires, les agents viraux impliqués et les mécanismes physiopathologiques de l’infection en combinant des outils de séquençage haut-débit, des expériences de culture cellulaire et des études épidémiologiques. Au sein des maladies cardiaques inflammatoires du cœur, nous nous intéresserons plus spécifiquement aux péricardites et aux myocardites qui sont souvent associées et respectivement caractérisées par une inflammation du péricarde et du myocarde. Les manifestations cliniques de la myopéricardite sont variables et peuvent se présenter sous forme aigue ou chronique, asymptomatique ou très sévère mettant dans certains cas en péril le pronostic vital du patient. Parmi les agents infectieux responsables de myopéricardites identifiés à ce jour, les virus (en mono ou en coinfections) sont majoritaires. Cependant, dans plus de 50% des cas les myopéricardites restent classées comme idiopathiques ce qui signifie que malgré le prodrome viral et l’armada de tests diagnostic mise en place, l’agent étiologique n’est pas identifié. Les tests diagnostic utilisés actuellement en routine permettent uniquement de détecter des virus connus pour la pathologie et s'avèrent souvent inefficaces concernant la découverte de nouveaux agents viraux.  Ceci s’explique principalement par la difficulté à isoler certains virus en culture cellulaire classique et par l’absence de gènes conservés entre les différents génomes viraux qui pourraient être ciblés par réaction de polymérisation en chaine (PCR). Au cours des dix dernières années, les techniques de métagénomique qui reposent sur le séquençage massif d’un ensemble de génomes sans à priori initial sur la séquence ou l’agent ciblé, se sont imposées comme un outil puissant dans la découverte des nouveaux virus. Dans le cadre de ce projet, nous proposons d’utiliser une approche de métagénomique à grande échelle afin de rechercher et de caractériser les virus ARN associés à des myopéricardites idiopathiques. Une fois ces virus identifiés et leur présence validée dans l’échantillon initial, nous étudierons leur prévalence à travers une étude épidémiologique exhaustive sur une cohorte de patients atteints de myopéricardites idiopathiques au cours des trois dernières années. Un effort collectif sera en outre porté sur l’isolement de ces virus par culture en se basant sur les récents travaux publiés dans le domaine et dans le but (i) de produire des anticorps qui seront utilisés rétrospectivement dans l’études épidémiologiques rétrospective et prospective et (ii) de générer un modèle murin afin de mieux comprendre la pathophysiologie de l’infection. Le projet HeartVir réunit une jeune équipe solide et complémentaire constituée de scientifiques et médecins, experts dans les domaines de la virologie, métagénomique virale, cardiologie et maladies infectieuses et poussés par un objectif commun à savoir une meilleure connaissance des maladies cardiaques inflammatoires.
Résultats : La première étape de ce projet a consisté en en la mise au point, validation et publication d'un protocole robuste permettant de purifier des particules virales qui restent infectieuses (ce qui est nécessaire pour des essais ultérieurs d'isolement et de production par culture cellulaire) tout en limitant la contamination par les acides nucléiques de l'hôte en vue du séquençage. Ce développement méthodologique a été repris dans un article récemment publié dans le journal PLoS One (Temmam S. et al. 2015 Host-associated metagenomics: a guide to generate infectious RNA viromes. 2;10(10):e0139810). Ce protocole est actuellement utilisé pour générer des métagénomes viraux ARN/ADN sur des prélèvements de patients atteints de myopéricardites idiopathique qui ont fait l'objet d'une sélection rigoureuse par l'équipe médicale impliquée dans le projet.
Dans un deuxième temps, nous avons découvert la présence d'un nouveau gemycircularvirus chez un jeune patient (14 ans) présentant une récidive de péricardite. Une étude de la prévalence moléculaire et sérologique de ce virus chez des patients atteints de (myo)-péricardites est en cours ainsi que des tentatives de mise en culture permettant une production suffisante pour étudier la physiopathologie de cette infection virale dans un modèle animal.
Perspectives : D’un point de vue scientifique, ce projet apportera des informations capitales sur les causes des myopéricardites et des connaissances approfondies sur l’épidémiologie et la physiopathologie de l’infection, connaissances qui ouvriront à leur tour de nouvelles perspectives thérapeutiques. D’un point de vue technique, ce projet repose sur les dernières innovations en matière d’obtention d’acides nucléiques viraux purifiés, de séquençage haut-débit et d’analyses de séquence. Le protocole développé au sein de ce projet pourra ainsi être transposé plus généralement à d’autres pathologies pour la recherche de virus ARN et ADN (et notamment dans le cadre des maladies virales émergentes). Enfin, de nombreuses retombées socio-économiques peuvent découler de ce projet. La myopéricardite aigue étant à la fois une maladie potentiellement mortelle et évoluant fréquemment en forme récidivante voire chronique, son cout économique à l’échelle de la société est significatif. A travers une meilleure connaissance à la fois des agents étiologiques responsables de myopéricardites et de la physiopathologie de l’infection, les résultats de ce projet aideront les équipes médicales à définir la meilleure prise en charge possible et la stratégie thérapeutique la plus adaptée à un patient donné. Ceci aura pour conséquence une amélioration du pronostic et ainsi une réduction des coûts médicaux.
Publications et brevets : - Temmam S., Monteil-Bouchard S., Robert C., Pascalis H., Blanc-Tailleur C., Jardot P., Charrel R., Raoult D., and Desnues C. (2015) Host-associated metagenomics: a guide to generate infectious RNA viromes. PLoS One 2;10(10):e0139810