Soutenance de thèse de Céline BOSCHI

Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Maladies Infectieuses
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
SARS-CoV-2,Culture virale,Anticorps monoclonaux,Anticorps neutralisants,Covid-19,In vitro
Keywords
SARS-CoV-2,Viral culture,Monoclonal antibodies,Neutralizing antibodies,Covid-19,In vitro
Titre de thèse
Etude phénotypique des variants du SARS-CoV-2 et de leur sensibilité aux anticorps neutralisants et monoclonaux
Phenotypic study of SARS-CoV-2 variants and their sensitivity to neutralizing and monoclonal antibodies
Date
Vendredi 25 Novembre 2022 à 10:00
Adresse
IHU Méditerranée infection
salle 8
Jury
Directeur de these M. Philippe COLSON IHU méditerranée infection
Rapporteur Mme Sylvie PILLET CHU Saint Etienne - Hopital Nord
Rapporteur M. Vincent FOULONGNE CHU de Montpellier - Hôpital Saint ELoi
Examinateur M. Anthony LEVASSEUR IHU Méditerranée Infection

Résumé de la thèse

Depuis son apparition en décembre 2019 en Chine, le nouveau coronavirus humain SARS-CoV-2 a été responsable d’une pandémie avec plus de 600 millions de cas et 6 millions de décès. A l’IHU Méditerranée Infection à Marseille, nous avons réalisés le diagnostic et la caractérisation des infections dès l’émergence du virus dans notre région en février 2020. De plus, nous avons dès le début inoculé les prélèvements positifs sur des cellules Vero-E6 pour la culture virale conduisant à l’isolement de plus de 6000 souches virales. Ceci a permis d’isoler les différents variants qui ont ponctué depuis l’été 2020 cette pandémie afin de les caractériser au cours d’études in vitro. Dans le cadre de ma thèse, je me suis rapidement impliquée dans cette activité afin de tester l’activité antivirale de différentes molécules in vitro par une approche de repositionnement de médicaments, puis de réaliser des tests de séroneutralisation des souches virales, technique de référence en virologie. En utilisant un témoin d’inhibition virale pour nos tests in vitro, nous avons observé que son effet était différent selon les souches de variants testées. De plus, nous avons pu établir une corrélation entre le taux d’isolement viral en culture et le cycle seuil (Ct) des qPCR du diagnostic permettant d’évaluer la contagiosité des patients. J’ai ensuite étudié l’effet sur la réplication virale in vitro de différents paramètres : cliniques (patients symptomatiques ou asymptomatiques), vaccinaux suite à l’introduction de la vaccination en France en janvier 2021 et de la diversité virale au travers des différents variants. J’ai observé des taux d’isolement en culture plus élevés pour les patients asymptomatiques et pour les patients vaccinés. Par ailleurs, l’émergence des différents variants a été associée à des différences dans les Ct des qPCR au diagnostic, puisque des Ct inférieurs ont été mesurés pour les variants Alpha et Delta par rapport à ceux mesurés pour les mutants descendant de l’isolat Wuhan. Ceci suggère des modifications de la contagiosité des patients. De plus, grâce à notre collection de souches SARS-CoV-2, nous avons pu tester la réplication des différents variants sur différentes lignées cellulaires en plus de celle utilisée en routine (incluant les cellules Calu-3 et Caco-2), et nous avons mis en évidence des différences en terme de réplication virale entre certains variants. Une deuxième partie de mes travaux s’est axée sur la séroneutralisation virale. Nous avons d’abord testé 55 sérums de patients infectés par différents variants ou vaccinés vis-à-vis de différents isolats pour évaluer les taux protecteurs d’anticorps. Cette étude a permis de mettre en évidence que les patients infectés par les souches des variants B.1.160 et Beta étaient peu protégés contre les variants ayant circulé postérieurement, et surtout qu’il existait une grande hétérogénéité entre tous les groupes étudiés. Ensuite, en collaboration avec le centre de néphrologie et transplantation rénale des hôpitaux publics de Marseille, j’ai testé par la technique de séroneutralisation l’efficacité de six anticorps monoclonaux (seul ou en combinaison) à visée prophylactique ou curative, commercialisés et administrés aux patients immunodéprimés (notamment les transplantés rénaux), risquant de développer une forme sévère de la maladie. Ceci a mis en évidence l’importance de tester chacun de ces médicaments sur les variants viraux circulants car certains ont totalement perdu leur efficacité notamment contre le variant Omicron BA.1 qui a circulé au moment de l’étude, entrainant l’adaptation des traitements selon le variant. Enfin, nous avons testé également en collaboration avec le service de néphrologie des hôpitaux publics de Marseille l’efficacité des sérums de patients transplantés rénaux vaccinés par 3 ou 4 doses vis-à-vis des variants Delta et Omicron BA.1, BA.2, BA.4 et BA.5, en complétant ce travail par l’étude des anticorps monoclonaux.

Thesis resume

Since its emergence in December 2019 in China, the new human coronavirus SARS-CoV-2 has been responsible for a pandemic with over 600 million cases and 6 million deaths. At the IHU Méditerranée Infection in Marseilles, we have carried out the diagnosis and characterisation of infections since the emergence of the virus in our region in February 2020. In addition, we have from the beginning inoculated positive samples on Vero-E6 cells for viral culture, leading to the identification of the virus. cells for viral culture, leading to the isolation of more than 6000 viral strains. This allowed us to isolate the different variants that have punctuated this pandemic since the summer of 2020 in order to characterise them during in vitro studies. As part of my thesis, I quickly became involved in this activity in order to test the antiviral activity of different molecules in vitro using a drug repositioning approach, and then to carry out serum neutralisation tests of viral strains, a reference technique in virology. By using a viral inhibition control for our in vitro tests, we observed that its effect was different depending on the variant strains tested. In addition, we were able to correlate the rate of viral isolation in culture with the threshold cycle (Ct) of the diagnostic qPCR to assess the infectiousness of patients. I then studied the effect on in vitro viral replication of different parameters: clinical (symptomatic or asymptomatic patients), vaccine following the introduction of vaccination in France in January 2021 and viral diversity through the different variants. I observed higher isolation rates in culture for asymptomatic patients and for vaccinated patients. Furthermore, the emergence of the different variants was associated with differences in qPCR Ct at diagnosis, as lower Ct values were measured for the Alpha and Delta variants compared to those measured for mutants descended from the Wuhan isolate. This suggests changes in patient infectivity. Furthermore, thanks to our collection of SARS-CoV-2 strains, we were able to test the replication of the different variants on different cell lines in addition to the one used routinely (including Calu-3 and Caco-2 cells), and we highlighted differences in terms of viral replication between certain variants. A second part of my work focused on viral seroneutralisation. We first tested 55 sera from patients infected with different variants or vaccinated against different isolates to evaluate the protective levels of antibodies. This study showed that patients infected with the B.1.160 and Beta variants were poorly protected against the later circulating variants, and above all that there was considerable heterogeneity between all groups studied. Then, in collaboration with the nephrology and renal transplantation centre of the public hospitals of Marseille, I tested the efficacy of six monoclonal antibodies (alone or in combination) for prophylactic or curative purposes, marketed and administered to immunocompromised patients (notably renal transplant recipients), at risk of developing a severe form of the disease, using the serum neutralisation technique. This highlighted the importance of testing each of these drugs against the circulating viral variants, as some of them have completely lost their efficacy, particularly against the Omicron BA.1 variant that was circulating at the time of the study, leading to the adaptation of treatments according to the variant. Finally, in collaboration with the nephrology department of the Marseille public hospitals, we also tested the efficacy of sera from kidney transplant patients vaccinated with 3 or 4 doses against the Delta and Omicron BA.1, BA.2, BA.4 and BA.5 variants, completing this work by studying monoclonal antibodies.