La cellule infectée virtuelle : Un rationnel de biologie systémique pour la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques antivirales

Abstract

L’infection par des agents pathogènes est à l’origine, chez l’homme, de plusieurs millions de décès chaque année. La connaissance exhaustive des interactions entre les pathogènes et leurs hôtes (l’infectome) est un défi majeur pour le développement de nouvelles stratégies diagnostiques, thérapeutiques et de prévention. L’émergence de méthodes analytiques à haut débit et leur application à l’étude des agents pathogènes révolutionnent notre manière de suivre et de mesurer les modifications moléculaires et physiologiques induites chez l’hôte lors de l’infection. La compréhension globale du fonctionnement du système pathogènes-hôte repose par ailleurs sur le développement de modèles de biologie moléculaire systémique prenant en compte l’ensemble des molécules et leurs interactions. Dans cette optique, nous avons reconstruit un prototype d’une « cellule infectée virtuelle » humaine en passant en revue plus de trente années de recherche en virologie moléculaire. Ce modèle concerne plusieurs centaines de virus (dont les virus des hépatites C et B, de l’herpès et du cancer du col de l’utérus et le VIH) et nous a permis de dégager de nouvelles hypothèses pour le développement de stratégies antivirales innovantes basées sur le contrôle de fonctions cellulaires.

Infection caused by pathogens kills millions of people every year. Comprehensive understanding of molecular pathogen-host interactions, i.e. the infectome, is one of the key steps towards the development of novel diagnostic, therapeutic and preventive strategies. In this quest, progress in high-throughput « omics » technologies applied to pathogens, i.e. infectomics, opens new perspectives toward systemic understanding of perturbations induced during infection. Deciphering the pathogen-host system also relies on the analytical and predictive power of molecular systems biology and by developing in silico models taking into account the whole picture of the molecules and their interactions. In this context, we have reconstructed a prototype of the human virtual infected cell based on 30 years of intensive research in the field of molecular virology. This model contains more than one hundred viral infectomes, including major human pathogens (HCV, HBV, HIV, HHV, HPV) and has led to the generation of novel systemslevel hypotheses that could be suitable for the development of innovative antiviral strategies based on the control of cellular functions.