Investigating novel approaches to the detection of virus neutralising antibodies to rabies and Rift Valley fever virus

Serosurveillance is a powerful tool fundamental to understanding infectious disease dynamics. The presence of virus neutralising antibody (VNAb) in sera is considered the best evidence of infection, or indeed vaccination, and the gold standard serological assay for their detection is the virus neutralisation test (VNT). However, VNTs are labour intensive, costly and time consuming. In addition, VNTs for the detection of antibodies to highly pathogenic viruses require the use of high containment facilities, restricting the application of these assays to the few laboratories with adequate facilities. As a result, robust serological data on such viruses are limited. In this thesis I develop novel VNTs for the detection of VNAb to two important, highly pathogenic, zoonotic viruses; rabies and Rift Valley fever virus (RVFV). The pseudotype-based neutralisation test developed in this study allows for the detection of rabies VNAb without the requirement for high containment facilities. This assay was utilised to investigate the presence of rabies VNAb in animals from a variety of ecological settings. In this thesis I present evidence of natural rabies infection in both domestic dogs and lions from rabies endemic settings. The assay was further used to investigate the kinetics of VNAb response to rabies vaccination in a cohort of free-roaming dogs. The RVFV neutralisation assay developed herein utilises a recombinant luciferase expressing RVFV, which allows for rapid, high-throughput serosurveillance of this important neglected pathogen. In this thesis I present evidence of RVFV infection in a variety of domestic and wildlife species from Northern Tanzania, in addition to the detection of low-level transmission of RVFV during interepidemic periods. Additionally, the investigation of a longitudinal cohort of domestic livestock also provided evidence of rapid waning of RVF VNAb following natural infection. Collectively, the serological data presented in this thesis are consistent with existing data in the literature generated using the gold standard VNTs. Increasing the availability of serological assays will allow the generation of robust serological data, which are imperative to enhancing our understanding of the complex, multi-host ecology of these two viruses.

Étude de la reconstitution de l’immunité spécifique au cytomégalovirus et au virus de la varicelle suite à la transplantation de sang de cordon ombilical

La transplantation de sang de cordon ombilical (TSCO) constitue un traitement de choix pour une multitude de pathologies hématologiques malignes et non malignes chez l’enfant et dans certains cas l’adulte. La TSCO est associée à certaines complications, dont une reconstitution immunitaire plus lente et une incidence élevée d’infections opportunistes, notamment celles reliées au cytomégalovirus (CMV) et au virus varicella-zoster (VZV). Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes intéressés dans un premier temps à la caractérisation de la reconstitution immunitaire spécifique au CMV et au VZV. Nos résultats ont démontré que la reconstitution de l’immunité cellulaire ne requiert ni un statut séropositif pré-transplantation ni le développement de la maladie. De plus, des reconstitutions spontanées ont été détectées chez certains patients séronégatifs vis-à-vis du CMV ou du VZV. Outre le fait qu’elle se manifeste surtout à partir de 6 mois post-transplantation, ladite reconstitution mérite le qualificatif de « protectrice » en termes de réactivations virales et du développement de signes cliniques lorsqu’une fréquence de 150 cellules produisant l’IFN-γ/million est dépassée. Toutefois, moins de 5% des patients développent une réponse T anti-VZV et anti-CMV au cours 100 premiers jours suivant la TSCO. Il est donc possible que les lymphocytes CD8+ T provenant du SCO, comparativement à leurs homologues provenant de la moelle osseuse (MO), présentent un défaut de fonctionnalité, communément appelé « épuisement clonal ». La caractérisation du répertoire de récepteurs inhibiteurs exprimés par les cellules T CD8+ suivant la TSCO ou la transplantation de moelle osseuse (TMO) a révélé une augmentation significative de la fréquence des cellules exprimant PD-1 tôt suivant la transplantation. Cette population, caractérisée majoritairement par un phénotype effecteur-mémoire (EM), démontre une perte significative de la capacité proliférative et exprime moins d'IFN-γ, d'IL-2, de TNF-α et de CD107a. Une meilleure caractérisation de la reconstitution immunitaire après TSCO permettrait, d'une part de sélectionner des biomarqueurs en vue d’une meilleure gestion des patients à risques de développer des infections virales et/ou de rechuter, et d'autre part d'améliorer leur pronostic.