Highly pathogenic avian influenza viruses’ emergence : he host, microbiota and virus triad;Émergence de virus influenza aviaires hautement pathogènes : la triade hôte, microbiote et virus

Low pathogenic avian influenza viruses (LPAIV) of the H5 and H7 subtype have the capacity to evolve to highly pathogenic avian influenza viruses (HPAIV), following the acquisition of a multi-basic cleavage site (MBCS) at the hemagglutinin (HA) cleavage site.

This evolution allows the HA to be cleaved by intracellular ubiquitous proteases and the virus to spread systemically.

The acquisition of MBCS is a virus-dependent event that occurs in a bird infected with a parental LPAIV.

To emerge successfully, the newly formed HPAIV probably must become a predominant variant in order to overcome the transmission bottleneck between individuals.

We investigated the factors leading to HPAIV emergence and the PhD was divided in two parts: firstly, we investigated to what extent the microbiota could contribute to the control of HPAIV infection in ducks.

By treating ducks with a broad-spectrum antibiotic cocktail, we achieved a significant depletion of their microbiota.

Groups of non-treated and antibiotic-treated ducks were infected with an HPAIV.

We revealed that antibiotic-treated ducks had significantly higher viral excretion in the intestine, which correlated with an impaired intestinal antiviral immune response.

Secondly, to model the intra-host competition between a newly formed HPAIV and its parental LPAIV, we co-infected embryonated eggs, chickens and ducks with a H5N8 HPAIV as a minority variant and a LPAIV that differed from the HPAIV only at the level of the HA cleavage site, as a majority variant.

Our results demonstrate that chickens and ducks have opposite effects on the interaction between the H5N8 HPAIV and LPAIV and that HPAIV has a stronger selective advantage in chickens than in ducks.

This work provides new insights on HPAIV emergence, which has a major impact on animal health, economy, as well as on public health.

; Les virus influenza aviaires faiblement pathogènes (VIAFP) appartenant aux sous-types H5 et H7 sont capables d’évoluer en virus influenza aviaires hautement pathogènes (VIAHP), suite à l’obtention d’un site de clivage polybasique (SCPB) au niveau de leur hémagglutinine (HA).

HA peut alors être clivée par des protéases intracellulaires ubiquitaires et le virus est ainsi capable de se répliquer systémiquement.

L’acquisition d’un SCPB est un évènement virus-dépendant, ayant lieu au sein d’un animal infecté par un VIAFP parental.

Pour que l’émergence soit réussie, le VIAHP nouvellement formé doit probablement devenir un variant majoritaire, afin d’être transmis à d’autres individus.

Nous avons étudié les paramètres menant à l’émergence de VIAHP et cette thèse a été divisée en deux parties : premièrement, nous avons évalué les capacités régulatrices du microbiote sur l’infection par un VIAHP.

En administrant à des canards un mélange d’antibiotiques à large spectre, nous avons fortement déstabilisé leur microbiote.

Animaux sains et traités aux antibiotiques ont ensuite été infectés avec un VIAHP.

Nous avons montré que l’excrétion virale était significativement augmentée chez les animaux traités aux antibiotiques, ceci étant corrélé à une altération de la réponse immunitaire antivirale innée.

Deuxièmement, afin de modéliser la compétition intra-hôte entre un VIAHP nouvellement apparu et son précurseur VIAFP, nous avons réalisé des coinfections in vivo et in ovo chez le poulet et le canard, en utilisant un VIAHP comme variant minoritaire et un VIAFP, identique en tout point au VIAHP, à l’exception du site de clivage, comme variant majoritaire.

Nous avons montré que les interactions entre ces deux virus étaient radicalement différentes chez le poulet et chez le canard, et que le VIAHP avait un avantage sélectif moindre chez ce dernier.

Ces travaux apportent de nouvelles connaissances sur les conditions menant à l’émergence de VIAHP, dont les épizooties ont un impact majeur sur la santé animale, l’économie et la santé publique.