Détection et impact potentiel des tobamovirus chez l’homme

Abstract

A current paradigm in virology is that plant viruses cannot affect vertebrates and are not pathogenic for humans. However, several recent findings challenge this paradigm.Thus, plant viruses can be present in invertebrates, but also in vertebrates, and that this presence may be non neutral. First, sorne plant and animal viroses belong to same viral families, and can harbor almost identical gene repertoires. Second, there are many examples of plant viroses that circulate and multiply in insects. Third, plant viroses have been detected in vertebrates, including humans. Indeed, recent metagenomic studies showed that plant viruses were predominant RNA viruses in human stools. Fourth, immune responses against plant viroses have been detected in animals and humans. Finally, the presence of plant viroses in animais and humans may be non neutral, and some works have suggested their pathogenicity for insects and humans. The aim of this thesis was to investigate whether tobamoviruses may be pathogenic in humans. The first part of my work is a review of the literature of the reasons why plant viruses may cross the border from plants to vertebrates and on the presence and possible impact of these viruses in animals including humans. The second part focuses on exposure to tobamoviros and possible effects of these viroses for humans. In the Marseille geographical area, we showed the presence of Pepper mild mottle virus (PMMoV) in 7.2% of stools from patients tested and in 57% of food products containing hot peppers. In addition, PMMoV from food items was still infectious for plants and the presence of PMMoV in the stools of patients could be significantly associated with a specific immune response and clinical symptoms including fever, abdominal pain and pruritus. Then, we showed that TMV was present in the tobacco of all cigarettes tested and was infectious from half of the cigarettes. In addition, TMV RNA was detected in 45% of smokers' saliva that we tested. The third part of this manuscript focuses on the study of a possible pathogenic role of tobamoviroses, in particular TMV, for vertebrate animais through the use of mouse and cellular experimental models. We inoculated TMV by the intra-tracheal way to mice to mimic exposure to TMV-infected tobacco and TMV was also inoculated to murine macrophages. The results showed the persistence until 14 days of viroses in the lung tissue and in lung alveolar macrophages of mice. In addition, we detected TMV in the cytoplasm of murine macrophages up to 15 days after inoculation. In summary, our results suggest that the boundary between plant viroses and animal viroses is not as strict as it is commonly accepted and prompt to reassess the potential pathogenicity of these plant viroses for humans, especially in prospect of the use of vaccines with recombinant plant viroses.Un paradigme actuel en virologie est que les virus de plantes ne peuvent pas affecter les animaux vertébrés et ne sont pas pathogènes pour 1'homme, qui est pourtant exposé quotidiennement à ces virus. Cependant, plusieurs éléments remettent en question ce paradigme. Ainsi, les virus de plantes peuvent être présents chez les invertébrés, mais aussi chez des vertébrés, et cette présence pourrait ne pas être neutre. Premièrement, certains virus végétaux et animaux appartiennent à de mêmes familles et peuvent posséder des répertoires de gènes quasi-identiques. Deuxièmement, il existe de nombreux exemples de phytovirus qui circulent et se multiplient chez les insectes. Troisièmement, des virus de plantes ont été détectés chez les animaux vertébrés, y compris chez l'homme. En particulier, des études récentes de métagénomique portant sur le virome intestinal humain ont mis en évidence que des virus de plantes étaient très majoritaires dans les selles. Quatrièmement, des réponses immunitaires contre des virus de plantes ont été détectées chez des animaux et chez l'homme. De plus, la présence des virus de plantes chez les animaux et l'homme pourraient ne pas être neutre, et des travaux ont suggéré leur pathogénicité chez les insectes et l'homme. L'objectif de cette Thèse a été d'étudier si les tobamovirus peuvent être pathogènes chez l'homme. La première partie de mon travail correspond à une revue de la littérature portant sur la présence et l'impact potentiel des virus de plantes chez les animaux dont l'homme. La seconde partie porte sur l'exposition aux tobamovirus et les effets possibles de ces virus des tobamovirus chez l'homme. Dans la région de Marseille, nous avons montré la présence du Pepper mild mottle virus (PMMoV) dans 7.2% des selles de patients et dans 57% des produits alimentaires à base de piment. De plus, le PMMoV peut rester infectieux dans les aliments et la présence du PMMoV dans les selles de patients a pu être associée de façon significative à une réponse immunitaire spécifique et des signes cliniques (fièvres, douleurs abdominales ou prurit). De plus, nous avons montré que le Tobacco mosaic virus (TMV) était présent dans le tabac de toutes les cigarettes testées et restait infectieux dans une cigarette sur 2. Par ailleurs, nous avons montré que ce virus était retrouvé dans 45% des salives de fumeurs testées. La troisième partie de ce travail porte sur l'étude d'un éventuel rôle pathogène des tobamovirus, notamment le TMV, pour les animaux vertébrés, via l'utilisation de modèles expérimentaux murin et cellulaire. Nous avons inoculé des particules virales de TMV à des souris par voie intra-trachéale afm de mimer l'exposition au TMV via le tabac de cigarette, et avons également inoculé du TMV à des macrophages murins. Les résultats ont montré chez la souris une persistance du virus jusqu'à 14 jours dans le tissu pulmonaire et les macrophages pulmonaires. De plus, nous avons détecté du TMV dans le cytoplasme des macrophages murins jusqu'à 15 jours après inoculation. En résumé, nos résultats suggèrent que la frontière entre virus de plantes et virus d'animaux n'est pas aussi stricte qu'il est communément admis et incitent à ré-évaluer l'éventuel pathogénicité des phytovirus pour l'homme, particulièrement dans la perspective d'une utilisation vaccinale de virus de plantes recombinants