Thèse Tentatives d'Isolements et de Détection des Egovirus chez l'Homme Nouvelle Famille de Virus Géants du Microbiote Humain Détectés par Métagénomique H/F - 13

Établissement : Aix Marseille Université
École doctorale : Recherches Biomédicales
Laboratoire de recherche : MEPHI - Microbes Evolution Phylogénie et Infections
Direction de la thèse : Bernard LA SCOLA ORCID 0000000180067704
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-24T23:59:59

Les virus géants du phylum Nucleocytoviricota ont profondément modifié notre compréhension du monde viral depuis la découverte du Mimivirus en 2003 par l'équipe du directeur de thèse. Cette découverte a révélé l'existence d'un « monde viral » jusque-là inconnu, composé de virus possédant des génomes exceptionnellement grands et des caractéristiques biologiques complexes. Les chercheurs de l'IHU Méditerranée Infection ont notamment décrit plusieurs éléments associés à ces virus, dont les virophages, les transpovirons, ainsi qu'un appareil de traduction partiel proche de celui des procaryotes. Ils ont également identifié des mécanismes de défense utilisés par les virus géants contre les virophages et ont récemment montré que certains virus géants pourraient participer à des processus de production d'énergie, une propriété inattendue pour des virus. Ces découvertes ont été synthétisées dans un article de revue publié en 2019.
La pandémie de COVID-19 et le recentrage des recherches vers les virus respiratoires ont temporairement ralenti les travaux sur les virus géants. Néanmoins, l'équipe poursuit ses recherches et prépare actuellement un manuscrit décrivant le plus grand virus connu à ce jour, dont le génome atteint environ 4 Mb.
Les recherches ont également repris sur les virus géants infectant des protozoaires associés à l'homme, en particulier Naegleria fowleri, une amibe responsable d'encéphalites humaines sévères. Des études récentes ont montré que ces amibes peuvent être infectées par des virus géants appelés Catovirus. À partir de souches locales de Naegleria isolées au laboratoire, l'équipe a réussi à isoler de nouvelles souches de Catovirus et, pour la première fois, le virophage associé. Ces résultats apportent de nouvelles informations sur les interactions entre virus géants et protozoaires et pourraient contribuer à réduire la présence ou la virulence de ces amibes dans les réservoirs aquatiques environnementaux, qui constituent les principales sources d'infections humaines.
Parallèlement, un ancien doctorant de l'équipe, Morgan Gaïa (Genoscope, Ivry), a récemment prépublié la découverte d'un nouvel ordre viral appelé Egovirales, identifié par métagénomique. Ces virus ont été détectés principalement dans le microbiote digestif de vertébrés, dont environ 2 % des humains, et sont phylogénétiquement proches des Poxviridae et des Asfarviridae.
Les protéines prédites des Egovirus présentent des similitudes génétiques avec plusieurs espèces de Trichomonas, suggérant des interactions anciennes et un possible rôle de ces protistes comme hôtes ou vecteurs. Trichomonas vaginalis, responsable de la trichomonose (environ 270 millions de cas par an), ainsi que d'autres espèces associées à l'homme telles que Trichomonas tenax, Dientamoeba fragilis et Pentatrichomonas hominis, pourraient constituer des modèles cellulaires pertinents pour isoler ces virus encore inconnus expérimentalement. Ces protistes anaérobies, appartenant aux Parabasalia, existent principalement sous forme de trophozoïtes et se multiplient par scissiparité. L'équipe possède déjà une grande expérience dans la culture de ces organismes et dispose d'une importante collection de souches.
Cependant, les données génomiques disponibles pour ces organismes restent limitées dans les bases publiques. La thèse proposée vise donc à développer des cultures de différentes espèces et souches de Trichomonas afin d'isoler, caractériser et analyser les Egovirus, en combinant génomique, transcriptomique, protéomique et microscopie électronique. Ce travail s'appuiera sur les plateformes technologiques de l'IHU Méditerranée Infection, au sein du laboratoire MEPHI UR-D 258 (Aix-Marseille Université), et sur des méthodes reconnues de co-culture et de tri par FACS. Ce projet permettra de mieux comprendre l'écologie de ces virus, leurs interactions avec les protistes et leur rôle potentiel dans la santé humaine.

Les virus géants du phylum Nucleocytoviricota ont profondément transformé la compréhension du monde viral depuis la découverte de Mimivirus en 2003 par l'équipe du directeur de thèse (1). Ces même auteurs de l'IHU Méditerranée Infection on depuis pu décrire un « monde » viral inconnu avec la découverte des virus au génome exceptionnel, virophages, des transpovirons, d'un appareil de translation propre proche des prokaryotes, du mécanisme de défense de ces virus géants contre les virophages et pour finir par la description de la production d'énergie par certains virus géants (2-7). Toutes ces découvertes ont été regroupées et présentées dans un article de revue en 2019 (8). Pour cause de pandémie Covid 19 et plus généralement de recentrage sur les virus respiratoires, l'activité de recherche sur les virus géants s'est fortement réduite même si l'équipe est en cours de rédaction d'un article sur le plus grand virus connu au monde avec un génome de 4 Mb. Par ailleurs, l'équipe a repris une activité de recherche sur ces virus, mais cette fois plus en lien avec les protozoaires associés à l'homme avec au premier titre Naegleria fowleri. En effet, il a été montré récemment que ces amibes, responsable d'encéphalites chez l'homme, pouvaient être infectées par des virus géants qui ont été dénommés Catovirus (9). A l'aide de souches locales de Naegleria isolées dans le laboratoire, il a été possible d'isoler de nouvelles souches originales de Catovirus et pour la première fois le virophage qui lui est associé, posant les bases d'une réduction de virulence/concentration dans les eaux environnementales qui sont le réservoir des infections humaines. L'article aussi est en cours de rédaction.
A côté de cette reprise d'activité sur ce sujet, un ancien doctorant de l'équipe (Morgan Gaïa, Génoscope, Ivry, France) ont poursuivi la thématique. Ce dernier a pré-publié en 2025 un travail sur la découverte par métagénomique d' un nouvel ordre viral, les Egovirales, détecté majoritairement dans le microbiote digestif de vertébrés, dont 2 % des humains (10). Phylogénétiquement proches des Poxviridae et Asfarviridae, ces virus présentent un intérêt particulier pour la santé humaine et l'évolution microbienne.
Les protéines prédites dans les Egovirus montrent un lien génétique entre ces virus et plusieurs espèces de Trichomonas, suggérant des interactions anciennes et un possible rôle d'hôte ou de vecteur (10). Trichomonas vaginalis, agent pathogène responsable de la trichomonose (270 millions de cas/an) (11), ainsi que les autres espèces de Trichomonas infectant les Humains pourraient ainsi représenter des modèles cellulaires pertinent pour l'isolement de ces virus encore inconnus expérimentalement. Les Trichomonas pourraient ainsi constituer un vecteur potentiel dans la dissémination de ces virus. Les Trichomonas sont des protistes anaérobies appartenant à la famille des Parabasalia. Ils se présentent le plus généralement sous la forme de trophozoïte et se multiplient par scissiparité. Quatre espèces sont notamment impliqués en pathologie humaine : Trichomonas vaginalis (humain strict), Trichomonas tenax (humain strict), Dientamoeba fragilis (humain et animal) et Pentatrichomonas hominis (humain et animal) (12). L'équipe a l'expérience de la culture de ces protozoaires pour avoir travaillé dessus dans le cadre d'un recherche sur le microbiote parodontal et possède déjà en collection un nombre important de souches (13)
Actuellement, les génomes disponibles sont limités dans les bases de données publiques avec cinq génomes pour T. vaginalis, trois pour T. tenax dont un ré&alisé par notre équipe (13), un pour Pentatrichomonas hominis et aucun génome pour Dientamoeba fragilis.
La thèse proposée vise à développer des cultures de diverses espèces et souches de Trichomonas afin d'isoler, caractériser et analyser les Egovirus dans une approche intégrée combinant génomique, transcriptomique, protéomique et microscopie électronique. Ce travail permettra de définir leurs cycles réplicatifs, leurs diversités, leurs hôtes naturels et leur rôle potentiel dans le microbiote humain, offrant ainsi un éclairage nouveau sur l'écologie virale et l'évolution des protistes.
Nous disposons de plusieurs souches de Trichomonas issues des collections internationales. Cela permettra d'identifier les souches susceptibles, et d'optimiser les stratégies de co-culture de ces protistes déjà bien maitrisées par l'équipe de même que la détection des virus géants associés partir de ces co-cultures, la méthodologie utilisée localement étant largement reconnue internationalement. Ainsi cette thèse s'appuiera sur les plateformes technologiques présentes à l'IHU méditerranée infection au sein de l'équipe 4 du laboratoire MEPHI UR-D 258 (Aix-Marseille Université). Cela permettra l'étude génomique, transcriptomique, protéomique, et en microscopie électronique de ces nouveaux virus isolés par co-culture et éventuellement triés par FACS comme décrit précedemment (14,15). Ces virus étant des entités nouvelles du microbiote Humain, de nombreuses thématiques émergent. Avec plusieurs questions comme quelle est leur place et quels sont leurs rôles dans le microbiote ? Quels est leurs impacts en recherche biomédicales ?
En somme ce projet s'inscrit dans un contexte émergent : comprendre l'écologie de ces virus, définir leur cycle infectieux, et explorer leur rôle potentiel dans la santé humaine.La thèse proposée vise à développer des cultures de diverses espèces et souches de Trichomonas afin d'isoler, caractériser et analyser les Egovirus dans une approche intégrée combinant génomique, transcriptomique, protéomique et microscopie électronique. Ce travail permettra de définir leurs cycles réplicatifs, leurs diversités, leurs hôtes naturels et leur rôle potentiel dans le microbiote humain, offrant ainsi un éclairage nouveau sur l'écologie virale et l'évolution des protistes.

Co-culture in vitro à partir d'échantillons de selles humaine sur des souches de Trichomonas de notre collection
Cytométrie-Facs pour détection puis tri des particules suspectes
Microscopie électronique pour caractériser ces particules
Séquençages NGS des virus isolés