Soutenance de thèse de Elif NURTOP

Depuis des décennies, plusieurs membres du genre Flavivirus ont été la cause d’épidémies majeures au sein des populations humaines des régions tropicales et subtropicales. Ces dernières années ont été particulièrement marquées par l’apparition d’épidémies massive de Zika Virus (ZIKV) dans le Pacifique et les Amériques, qui ont révélé de rares mais sévères symptômes d’infection à ce virus, en particulier des anomalies foetales chez les nouvaux-nés dont les mères ont été infectées durant leur grossesse, ainsi que des infections neurologiques sévères et des syndromes de Guillain-Barré chez les adultes. L’expansion géographique rapide de la maladie, les formes asymptomatiques fréquentes et des symptômes cliniques sévères récemment décrits ont augmenté l’intérêt des autorités de santé publique pour l’estimation des taux d’immunité des populations, afin d’évaluer à la fois les taux d’infection épidémiques et la probabilité de propagation du ZIKV dans des populations spécifiques. Cependant, des tests immunologiques largement utilisés et basés sur la détection d’anticorps IgG aboutissent à de nombreux résultats faux-positifs, notamment dans les zones où des flavivirus circulent de manière endémique. Ainsi, la confirmation de ces tests immunologiques par des tests de séro-neutralisation plus spécifiques est requise afin de distinguer la présence d’anticorps ZIKV dans la surveillance séro-épidémiologique. A cette fin, le test de séroneutralisation par réduction des plages de lyse (PRNT) est considéré comme la reference; cependant il n’est pas utilisable pour de grandes series d’échantillons et son temps d’exécution est encore trop long. A cet égard l’objectif principal de cette thèse était de décrire des tests de neutralisation alternatifs pouvant réduire les difficultés liées à l’utilisation du PRNT. En résumé, le travail effectué durant cette thèse peut être résumé en 2 parties : Dans la première partie est décrite une nouvelle technique de séroneutralisation basée sur la PCR quantitative en temps-réel (PCR-based VNT) permettant une détection du ZIKV sensible, rapide et automatisable. En parallèle, un test de séroneutralisation du virus basé sur l’effet cythopatique (CPE based VNT) a été adapté pour la détection sérologique des infections au ZIKV. La spécificité et la sensibilité des tests de séroneutralisation basés sur la PCR et l’effet cytopathique, seuls et combinés aux tests ELISA ciblant les IgG anti-protéine NS1 du Zika ont été comparés à la PRNT. En utilisant un panel de sérums obtenus à partir de populations humaines ayant différents antécédents d’immunité aux flavivirus, nous avons montré que la combinaison d’un criblage de première intention utilisant l’ELISA IgG anti-protéine NS1 du Zika associé à la confirmation des non-négatifs par les tests de séroneutralisation basés sur la PCR et l’effet cytopathique était très sensible et spécifique comparé à la PRNT. Dans la seconde partie, en utilisant la méthodologie combinant ELISA et test de neutralisation du virus basé sur l’effet cythopatique nous avons estimé la séroprévalence du ZIKV en Bolivie, en République du Congo et au Mali, où l’étendue de l’immunité contre le ZIKV n’était pas connue. Mis ensemble, ces résultats représentent une contribution significative aux études sérologiques sur le ZIKV, en apportant à la fois une methodologie efficace pour le criblage de séries comportant de nombreux échantillons et en révélant l’étendue de l’immunité contre le ZIKV dans plusieurs pays autour du monde en utilisant cette méthode.

For decades, various members of the genus Flavivirus have been causing major epidemics in human populations of tropical and subtropical regions. Notably, the past few years have seen massive Zika Virus (ZIKV) epidemics in the Pacific and the Americas, that revealed rare but severe presentations of ZIKV infection, in particular foetal abnormalities in babies born from women infected during pregnancy and, in adults, severe acute neurological infections and Guillain-Barré syndromes. The rapid geographic expansion of the disease, the frequent asymptomatic forms and the newly described severe clinical presentations have increased the interest of public health authorities in obtaining estimates of population immunity rate, for both evaluating epidemic attack rates and the probability of ZIKV spread in specific populations. Nevertheless, widely used immunological tests to detect IgG antibodies exhibit high false positive results, notably in the areas with endemic flavivirus circulation. Thus, the confirmation of the immunoassays with more specific virus neutralisation test is required for discriminative detection of ZIKV antibodies in seroepidemiological surveillance. For this purpose, plaque reduction neutralisation test (PRNT) is considered the gold standard technique; however, the test is not usable for large series of samples and the turnaround time is rather long. In this regard, the main objective of this dissertation was to describe alternate neutralisation tests that mitigate the difficulties of PRNT use. In summary, the work done in this thesis can be described mainly in two parts: In the first part, a sensitive, specific, rapid and automatable novel quantitative real-time PCR based virus neutralisation test (PCR-based VNT) for ZIKV was described. Concurrently, cytopathic effect based virus neutralisation assay (CPE-based VNT) was adapted for serological detection of ZIKV infection. The specificity and sensitivity of PCR- and CPE-based VNT, alone and combined with the NS1 protein-based Zika IgG ELISA as a first line of screening, were compared with PRNT. Using a panel of sera obtained from human populations with different flavivirus immunity background, we showed that the combination of a first-line screening using a NS1 protein-based Zika IgG ELISA with a confirmation of non-negatives using PCR- and CPE-based VNT was highly sensitive and specific compared with PRNT. In the second part, by using the (ELISA + CPE-based VNT) combination methodology, we estimated ZIKV seroprevalence in Bolivia, Republic of the Congo, and Mali where the extent of immunity against ZIKV was not known. Altogether, these results represent a significant contribution to ZIKV serological studies, both by providing an efficient methodology for screening large sample series and by revealing the extent of immunity against ZIKV in several countries around the world using this methodology.