Ecole Doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Spécialité

Biologie-Santé - Spécialité Microbiologie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

SARS-CoV-2,Modèles cellulaires,COVID-19,ACE2,variantes,

Keywords

SARS-CoV-2,Cellular models,COVID-19,ACE2,Variants,

Titre de thèse

Modèles cellulaires d'étude du SARS-CoV-2
Cellular models for studying SARS-CoV-2

Date

Vendredi 25 Novembre 2022

Adresse

19-21 Bd Jean Moulin, 13005 Marseille 08

Jury

Directeur de these M. Bernard LA SCOLA IHU – Méditerranée Infection
Rapporteur M. Patrice MORAND Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble
Rapporteur M. Bruno POZZETTO Centre Hospitalier Universitaire de Saint-Étienne
Examinateur Mme Valérie MOAL Assistance Publique - Hôpitaux de Marseille

Résumé de la thèse

L'émergence et la propagation du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV-2), responsable de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), ont amené de nombreuses équipes de recherche à se tourner vers les coronavirus. L'objectif était de répondre aux besoins de la société avec le risque imminent d'un effondrement du système de santé lors de la lutte contre la pandémie. Dès le départ, le développement de modèles d'infection et de pathogenèse était urgent. En laboratoires, les lignées cellulaires constituent la première ligne pour l’étude de la pathogénicité virale et l’essai des composés antiviraux. Dans ce travail, nous présentons une série d'approches in vitro conçues pour répondre aux questions qui ont émergé avec la pandémie de COVID-19. Afin de présenter l’importance des modèles in vitro pour l'étude des virus, nous présentons une revue bibliographique des modèles disponibles pour le SARS-CoV-2 suivant une approche qui aide les chercheurs à choisir le meilleur modèle cellulaire. Ensuite, nous avons utilisé l'un de ces modèles, les cellules Vero E6, pour caractériser l'effet des antagonistes des récepteurs de l'angiotensine (ARA), des antihypertenseurs couramment utilisés, sur l'expression de l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2), qui est le principal récepteur cellulaire utilisé par le SARS-CoV-2, et leur impact sur la réplication virale. Nous avons observé qu'un prétraitement de 72 heures avec 4 des 7 ARA testés augmentait l'expression de l'ACE2 et, par conséquent, la réplication virale dans les cellules Vero E6. Enfin, en observant la sélection de plusieurs variants du SARS-CoV-2, nous avons évalué le taux de réplication de ces variants dans les trois lignées cellulaires permissives au SARS-CoV-2. En outre, nous avons étudié la sensibilité et la perméabilité des cellules dérivées du poumon de vison au virus. En concluant qu'il existe une hétérogénéité significative dans les taux de réplication parmi les isolats, souvent du même génotype, les cellules de vison montrent une sensibilité limitée, produisant de nouvelles particules infectieuses uniquement au début de l'infection.

Thesis resume

The emergence and spread of a new coronavirus in the world, responsible for Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) initially reported in China in late 2019, made many research teams on infectious diseases turn their attention to the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). The objective was to meet the needs of the society with the imminent risk of a collapse in the health system caused by the virus pandemic and fast transmission. Initially, the development of infection and pathogenesis models was an urgent need. In laboratories, cell lines are the first-line tools to study viral pathogenicity and perform assays of screening for antiviral compounds. In this work, we present a series of in vitro approaches designed to answer questions that emerged with the emergence of the COVID-19 pandemic or throughout it. First, we present the importance of in vitro models for studying viruses and review the models available for SARS-CoV-2 in an approach that helps other researchers choosing the best cell model. Then, we used one of these models, Vero E6 cells, to characterize the effect of Angiotensin Receptor Blockers (ARBs), antihypertensive agents commonly used on a daily basis by several patients with COVID-19, on the expression of Angiotensin-Converting Enzyme 2 (ACE2), which is the main cell receptor used by the SARS-CoV-2, and its impact over the viral replication. We observed that 72h pre-treatment with 4 of 7 ARBs tested increased ACE2 expression and consequently viral replication in Vero E6 cells. Finally, by observing the selection of several SARS-CoV-2 variants, we evaluated the replication rate of these variants in the three main cell lines used in the SARS-CoV-2 studies. In addition, we investigated the permissibility of mink lung-derived cells to virus. Concluding that there is significant heterogeneity in replication rates among different isolates, often of the same genotype, mink cells have limited permissibility, producing new infectious particles only at early infection.