Evolution et adaptation du virus chikungunya vis-à-vis des ses hôtes vecteurs

Abstract

Les arbovirus se caractérisent par un taux de mutation élevé mais leur cycle de transmission nécessitant à la fois une réplication chez un vertébré et un invertébré tend à limiter leur évolution. Un changement d hôtes peut favoriser l émergence de nouveaux variants. Ainsi, lors de l émergence du virus chikungunya (CHIKV) dans l Océan Indien en 2004, un nouveau variant épidémique portant un changement d acide aminé dans la glycoprotéine E1, a été associé à une meilleure transmission par le vecteur secondaire, Aedes albopictus. Nous avons montré que lorsque le variant d origine et le variant épidémique sont proposés à proportions égales dans un même repas sanguin, le variant épidémique était préférentiellement transmis chez Ae. albopictus. En revanche, lorsque les deux variants ont été inoculés par voie intrathoracique, permettant de court-circuiter la barrière intestinale, ce variant n était plus sélectionné chez Ae. albopictus. Ceci met en évidence le rôle clé de cette barrière dans la sélection du variant épidémique. D autres mutations pourraient être favorisées par le changement d hôtes. Nous avons donc évalué si l alternance d hôtes pouvait limiter l évolution du CHIKV compromettant sa fitness. Le variant épidémique du CHIKV a été passé en série ou en alternance sur des cellules de mammifère et de moustique. Après 30 passages, les souches virales ont été caractérisées génétiquement et phénotypiquement. Dans ces conditions expérimentales l alternance d hôtes ne limite pas l évolution du CHIKV. Par contre, nous avons identifié de nouvelles substitutions d acides aminés dans la glycoprotéine E2 qui pourraient moduler la compétence vectorielle du moustiqueArboviruses are characterized by high rates of mutation. However, it has been assumed that their evolution is constrained by requirement for alternate replication in vertebrate and invertebrate hosts. Host change would favor the emergence of new viral variants pre-existing in the viral population. Indeed, during the 2004 outbreak of chikungunya virus (CHIKV) in the Indian Ocean, a newly emerged epidemic variant harboring a single amino-acid substitution in the E1 glycoprotein was highly transmitted by an unusual mosquito vector, Aedes albopictus. We showed that when the original and the newly emerged epidemic variants were provided at equal titers in blood-meals, the epidemic variant was preferentially transmitted by Ae. albopictus. Interestingly, when inoculating both variants into mosquitoes bypassing the midgut barrier, the epidemic variant was no longer selected in Ae. albopictus. Our findings suggest that the midgut barrier plays a key role in the selection of the epidemic variant. Subsequent adaptive mutations in the CHIKV genome are likely to emerge questioning on the evolution of CHIKV. We evaluated if host alternation can limit CHIKV evolution and results in fitness trade-offs. To test this hypothesis, the newly emerging variant of CHIKV was serially or alternately passaged in mammalian or mosquito cells. After 30 passages, obtained CHIKV strains were genetically and phenotypically characterized. Our results were not in line with the general assumption stating that host alternation constrains CHIKV evolution. However, our experimental approach suggested that new amino-acid substitutions in the E2 glycoprotein could modulate the vector competence in mosquitoesPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF