Link between molecular composition, ultrastructure, and infectivity of Germiston viruses (GERV) derived from mammalian and mosquito cell lines | Lien entre la composition moléculaire, l'ultrastructure et l'infectivité des virus Germiston (GERV) dérivés de lignées cellulaires de mammifères et de moustiques

English. The Orthobunyavirus genus in the Peribunyaviridae family, Bunyavirales order is a large group of arthropod-borne viruses (arboviruses) with more than 100 members worldwide, including Western Europe, North and South America, and Asia. Many are emerging pathogens causing severe diseases – sometimes fatal – in humans and large ruminants. The fact that Orthobunyavirus (OBVs) like other arboviruses have a complex dual life cycle in both arthropods and vertebrates, implies fundamental differences in the molecular composition of viral particles whether produced from arthropod or mammalian cells. How the molecular features acquired by OBVs in arthropods influence infection of mammalian hosts remain largely to discover. In this study, I used Germiston virus (GERV), a neurotropic OBV transmitted by mosquitoes, as a virus model system to study OBV host switch and early steps of infection. I established a protocol to produce large amounts of purified GERV from both mosquito and mammalian cells. Using these viruses, I found that GERV derived from mosquito cells (mosGERV) are more infectious than produced in mammalian cells (mamGERV) when infect mammalian cells. In details, both GERV relies on intact late endosomal compartments for infectious entry, but viral binding however appeared more efficient and viral fusion faster when GERV was derived from mosquito cells rather than mammalian cells. The state of viral glycoproteins structural organization was analyzed by SDS-PAGE and WB. The results indicated that mosGERV have a higher level of fusion machinery at neutral pH. I also examined the molecular composition of GERV particles by OMICS approaches. Comparative lipidomics and proteomics methods revealed distinct molecular composition whether GERV was produced from mosquito or mammalian cells. Altogether my results indicate that mosGERV exhibit greater infectivity in mammalian cells than mamGERV, at least during the entry process. My systematic molecular and functional comparison between mosquito and mammalian cell-derived viral particles will open new horizons in the field of arthropod-borne diseases and, pave the way, not only for answering general questions in cell biology, immunology, and virology, but also for developing preventative and antiviral strategies against OBVs and related viruses.

French. Le genre Orthobunyavirus de la famille des Peribunyaviridae, de l'ordre des Bunyavirales, est un grand groupe de virus transmis par les arthropodes (arbovirus) qui compte plus de 100 membres dans le monde, notamment en Europe occidentale, en Amérique du Nord et du Sud et en Asie. Nombre d'entre eux sont des agents pathogènes émergents qui provoquent des maladies graves, parfois mortelles, chez l'homme et les grands ruminants. Le fait que les orthobunyavirus (OBV), comme d'autres arbovirus, aient un double cycle de vie complexe chez les arthropodes et les vertébrés, implique des différences fondamentales dans la composition moléculaire des particules virales, qu'elles soient produites à partir de cellules d'arthropodes ou de mammifères. La manière dont les caractéristiques moléculaires acquises par les OBV chez les arthropodes influencent l'infection des hôtes mammifères reste largement à découvrir. Dans cette étude, nous avons utilisé le virus Germiston (GERV), un OBV neurotrope transmis par les moustiques, comme système modèle de virus pour étudier le changement d'hôte de l'OBV et les premières étapes de l'infection. Nous avons établi un protocole pour produire de grandes quantités de GERV purifié à partir de cellules de moustiques et de mammifères. En utilisant ces virus, j'ai découvert que les GERV dérivés de cellules de moustiques (mosGERV) sont plus infectieux que ceux produits dans des cellules de mammifères (mamGERV) lorsqu'ils infectent des cellules de mammifères. En détail, les deux GERV s'appuient sur des compartiments endosomaux tardifs intacts pour l'entrée infectieuse, mais la liaison virale semble toutefois plus efficace et la fusion virale plus rapide lorsque le GERV est dérivé de cellules de moustiques plutôt que de cellules de mammifères. L'état de l'organisation structurale des glycoprotéines virales a été analysé par SDS-PAGE et WB. Les résultats indiquent que le mosGERV a un niveau plus élevé de machinerie de fusion à pH neutre. Nous avons également examiné la composition moléculaire des particules de GERV par des approches OMICS. Les méthodes comparatives de lipidomique et de protéomique ont révélé une composition moléculaire distincte, que le GERV soit produit à partir de cellules de moustiques ou de mammifères. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent que le mosGERV présente une plus grande infectivité dans les cellules de mammifères que le mamGERV, au moins pendant le processus d'entrée. Notre comparaison moléculaire et fonctionnelle systématique entre les particules virales issues de moustiques et de cellules de mammifères ouvrira de nouveaux horizons dans le domaine des maladies transmises par les arthropodes et ouvrira la voie, non seulement pour répondre à des questions générales en biologie cellulaire, en immunologie et en virologie, mais aussi pour développer des stratégies préventives et antivirales contre les OBV et les virus apparentés.