Thèse Caractérisation Structurale et Fonctionnelle de la Capside du Virus de l'Immunodéficience Féline H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : EDISS - Interdisciplinaire Sciences-Santé Laboratoire de recherche : MMSB - MICROBIOLOGIE MOLECULAIRE ET BIOCHIMIE STRUCTURALE Direction de la thèse : Christophe GUILLON ORCID 0000000163783303 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-03T23:59:59 Le projet de thèse portera sur la caractérisation structurale des formes oligomériques de la protéine p24 de la capside du virus de l'immunodéficience féline, indispensables à l'architecture de la particule virale mais aussi à certaines étapes du cycle viral comme l'import du génome viral dans le noyau de la cellule infectée. Cette caractérisation permettra de comprendre les bases moléculaires de l'assemblage de la capside du FIV et son interaction avec les protéines des pores nucléaires. Par ailleurs, la zone de fixation sur p24 de ces protéines des pores nucléaires est une cible thérapeutique connue contre le VIH. Or notre équipe a pu identifier une molécule, 696, se fixant à cette zone à la fois sur p24 FIV et p24 VIH. Une telle molécule a un double intérêt : d'une part, il n'existe aucun inhibiteur connu du FIV alors que l'infection au FIV est un problème vétérinaire important ; d'autre part, ce composé pouvant se fixer à la fois aux p24 de VIH et de FIV, qui n'ont que 20% d'homologie de séquence, pourrait s'accommoder des mutations de résistance susceptibles d'apparaître lors des traitements. La résolution de la structure des oligomères de FIV permettra de pouvoir faire des criblages virtuels de molécules et/ou permettre de développer des dérivés de 696 optimisés. Les composés ainsi identifiés seront validés expérimentalement par des tests d'interaction et des tests d'inhibition de l'assemblage du FIV et du VIH in vitro et, si le projet est suffisamment avancé, par des tests d'inhibition de la réplication virale in cellulo. Le virus de l'immunodéficience féline (FIV) est un lentivirus infectant les chats domestiques et les espèces félines sauvages. La prévalence de l'infection FIV peut monter jusqu'à 30% des chats domestiques dans certaines zones géographiques, et jusqu'à 90% des lions dans certaines réserves africaines. Le FIV constitue donc un enjeu vétérinaire important, à la fois pour la pratique vétérinaire de ville que d'un point de vue de protection des espèces sauvages. Cependant, aucun traitement n'est disponible à ce jour contre cette infection, et le seul vaccin disponible montre une efficacité très limitée.
Le virus FIV est apparenté au virus de l'immunodéficience humaine (VIH) qui reste un enjeu pour la santé humaine, en particulier dans les pays où la prévalence de l'infection VIH est élevée. Récemment, une molécule ciblant la capside du VIH, le lenacapavir, a été une avancée majeure, puisqu'elle permet, en 2 prises par an, de contenir la réplication du VIH chez les patients infectés. Ceci a permis de valider l'intérêt de la capside comme cible thérapeutique des lentivirus.
La capside lentivirale a une forme de type fullerène et est composée d'oligomères (pentamères et hexamères) d'une seule protéine virale, p24, qui est la sous-unité centrale de la polyprotéine Gag. Lors de précédents travaux dans notre équipe et en collaboration avec l'équipe du Pr Alvarez (Paysandú, Uruguay), nous avons identifié des molécules à faible coût ciblant la protéine p24 du FIV (Sierra et coll, 2018 ; Long et coll, 2021). Chose intéressante, nous avons identifié une molécule (696) qui se fixe à la fois à la p24 du FIV et à celle du VIH, et qui inhibe la réplication du VIH in vitro (Long et coll, 2021, Alvarez et coll, 2022). La zone de fixation de 696, à l'interface de deux monomères dans la forme hexamérique de p24, est impliquée dans l'interaction de la capside virale avec les protéines des pores nucléaires de la cellule infectée et donc dans le transport du génome viral dans le noyau. Il s'avère que la zone de fixation de 696 dans l'hexamère de p24 VIH est aussi celle ciblée par le lenacapavir.
Ainsi, nous avons une molécule, 696, capable de se fixer à la même zone, fonctionnellement cruciale, de la capside du FIV et du VIH malgré une faible homologie de séquence (20%) entre les deux protéines, et qui inhibe la réplication du VIH in vitro. Ce composé peut donc s'accommoder de la présence de mutations dans sa poche de fixation, et donc potentiellement être moins impacté par des mutations de résistance qui pourraient se développer pendant le traitement d'un individu infecté. Les dérivés d'un tel inhibiteur auraient donc un intérêt vétérinaire majeur pour lutter contre l'infection FIV. De plus, ce composé pourrait être une tête de série pour le développement d'une nouvelle génération d'inhibiteurs de capside du VIH échappant aux mutations de résistance contre le lenacapavir, d'autant que son coût de synthèse est assez faible.
Cependant, le développement rationnel de molécules ciblant p24 FIV et/ou de molécules se fixant à la fois aux capsides du VIH et du FIV se heurte au fait que ni la structure des oligomères de capside du FIV, ni les bases moléculaires de leur interaction avec les protéines des pores nucléaires des cellules félines ne sont connues.
Le projet de thèse aura donc pour but de caractériser la structure des oligomères de la protéine p24 du FIV et leur interaction avec les protéines des pores nucléaires des cellules félines, afin de servir de base au développement de petites molécules ciblant la capside du FIV. Le projet de thèse s'articulera donc de la manière suivante :
1- Production et résolution de la structure des oligomères de la protéine de capside du FIV, par cristallographie aux rayons X et/ou cryomicroscopie électronique. La caractérisation de l'assemblage supramoléculaire des oligomères in vitro est également envisagée selon l'avancée du projet ;
2- Etudier l'interaction de ces oligomères avec des fragments de protéines nucléaires félines in vitro. Des expériences de biologie structurale seront ensuite menées sur les complexes entre les oligomères de p24 FIV et les fragments identifiés, afin de caractériser les bases moléculaires de l'interaction de la capside FIV avec les pores nucléaires de la cellule cible ;
3- Utilisation des données structurales obtenues sur les oligomères de p24 FIV, seuls ou en complexe, afin d'effectuer des criblages virtuels de la chimiothèque à bas coût de synthèse de nos collègues Uruguayens (~2000 molécules) et/ou de chimiothèques virtuelles (par exemple Zinc database). Les criblages virtuels seront effectués en parallèle sur les oligomères de capside du VIH afin d'identifier des molécules capables de se fixer aux deux virus et donc potentiellement moins sensibles aux mutations de résistance ;
4- Validation in vitro de l'interaction des composés identifiés avec les oligomères de p24 FIV et VIH par mesure d'affinité (thermophorèse, microcalorimétrie, ...). Une validation de l'interaction au niveau structural peut également être envisagée, par RMN sur un monomère (Long et al, 2021) ou par cristallographie ou cryomicroscopie électronique pour les hexamères de FIV ou VIH. Une collaboration pour valider ces composés dans le contexte de la protéine Gag entière du FIV est également en cours d'élaboration (Dr Bernacchi, Univ Strasbourg).
Selon l'état d'avancée du projet, les composés les plus prometteurs seront testés in cellulo par nos collaborateurs dans un modèle infectieux.
Tous les outils nécessaires à la réalisation de ce projet, c'est-à-dire de l'expression de la protéine p24 jusqu'aux études structurales et au criblage virtuel sont disponibles dans l'équipe (voir bibliographie) et seront utilisées par le candidat/la candidate.