Résumé
Le virus Chikungunya (CHIKV) est un pathogène transmis par les moustiques de la famille Aedes pouvant provoquer une infection sévère chez l'Homme. Cette dernière décennie, une explosion de cas a été rapportée dans le monde entier, favorisée par le réchauffement climatique qui engendre une présence accrue du moustique dans les régions tempérées, faisant du CHIKV un problème de santé publique en l'absence de thérapie antivirale efficace.Le génome du CHIKV est constitué d'un ARN simple brin de polarité positive de 11,8 kb, avec une coiffe à son extrémité 5’ et une queue polyadénylée 3’, et code pour deux polyprotéines. Ces précurseurs sont clivés en quatre protéines non structurales (nsP1-4), et cinq protéines structurales (la protéine de capside (CP) et les glycoprotéines d’enveloppe (E3, E2, E1, 6k, et TF).Les Alphavirus, dont CHIKV, sont connus pour leurs capacités à remodeler la membrane cellulaire et engendrer notamment des déformations de type filopodes. De plus, comme tous les virus à simple brin d'ARN positif, la réplication virale se déroule dans des compartiments isolés de l’environnement cellulaire, appelés organelles de réplication (ORs), qui restent étroitement reliés à la cellule. Cette stratégie de réplication permet au virus de se répliquer en échappant aux mécanismes de dégradation des ARN et autres senseurs cellulaires de l’immunité innée. Dans les cellules infectées par CHIKV, ces ORs se forment au niveau de la membrane plasmique, où les protéines non-structurales de CHIKV et l'ARN viral forment ensemble le complexe de réplication (CR). La mise en place des CR est orchestrée par la protéine virale nsP1 et des récents travaux ont proposé des modèles préliminaires de leurs assemblages. Dans ce contexte, nous avons étudié l'architecture tridimensionnelle des ORs de CHIKV in-situ par cryo-tomographie électronique afin de confirmer les études précédentes, pour la première fois, en conditions infectieuses. L’identification exacte de ces acteurs de la réplication virale pourrait apporter de nouvelles cibles thérapeutiques.Nous avons dans un premier temps déterminé les conditions expérimentales permettant d’observer et de confirmer la localisation des ORs en cellules humaines par microscopie confocale et électronique (ME). Par la suite, l’analyse de cellules infectées par cryo-ME nous a permis de visualiser à la fois les ORs, les particules virales de CHIKV, mais aussi les régions cytoplasmiques adjacentes. Ces différentes études ont mis en évidence que les ORs sont préférentiellement à la membrane plasmique des corps cellulaires, mais aussi au niveau de structures de type filopodes. La formation des RO s’est révélée être très dynamique, avec plusieurs degrés de maturation et où différents facteurs cellulaires et/ou viraux ont semblés être impliqués. L’analyse tomographique ORs a permis de mettre en évidence la présence d’une base protéique présente, semblant assurer une connexion entre les ORs et le cytoplasme. Nos résultats démontrent aussi que contrairement aux postulats de base, les ORs peuvent être internés dans des vacuoles cytopathiques de type I et II (CPV-I et -II). De plus, et de façon importante, des approches de sommation de sous-volumes de cryo-tomogrammes ont permis de caractériser la connexion entre les ORs et la cellule hôte, confirmant ainsi les modèles précédemment publiés qui proposaient une organisation en anneau de la protéine virale nsP1. Ces résultats offrent donc une meilleure compréhension de l'agencement moléculaire du CR et nous permettent de proposer un modèle fonctionnel reliant réplication virale et modifications membranaires de la cellule hôte.Par conséquent, nos travaux apportent de nombreuses informations quant au déroulement de la réplication virale du CHIKV, et permettent de visualiser pour la première fois en contexte infectieux des structures et étapes essentielles à la réplication virale laissant désormais place à une meilleure compréhension du cycle viral du CHIKV.