Caractérisation de l'effet des inhibiteurs allostériques de l'interaction IN-LEDGF/p75 (INLAIs) sur la réplication du VIH-1 et du SIV
Characterization of the effect of allosteric inhibitors of the IN-LEDGF/p75 interaction (INLAIs) on the replication of HIV-1 and SIV
par Amadori Céline sous la direction de Emiliani Stéphane
Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire
École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Wednesday 23 November 2016 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Antirétroviraux
  • Aspect génétique
  • VIH (virus)

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Mots clés
VIH-1, SIV, Integrase, LEDGF, Inhibiteur allostériques, Activité antirétrovirale
Resumé
Le virus de l'immunodéficience humaine (VIH-1) est l'agent causal de la pandémie du syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA). Les rétrovirus ont la capacité de rétro-transcrire leur génome ARN en ADN afin qu'il soit intégré dans celui de l'hôte. Les traitements antirétroviraux (ART) actuels combinent plusieurs classes d'antirétroviraux (ARV) ciblant majoritairement les enzymes virales nécessaires à la réplication du VIH-1: la reverse transcriptase (RT), la protéase (PR) et l'intégrase (IN). L'émergence et la transmission de virus multirésistants à l'ensemble des ARV illustrent la nécessité de développer de nouveaux mécanismes thérapeutiques. Les inhibiteurs catalytiques d'IN (INSTIs) utilisés dans les ART ciblent le site actif de l'enzyme et empêchent ainsi la réaction de transfert de brin de l'intégration du VIH-1. La protéine cellulaire Lens Epithelium-Derived Growth Factor (LEDGF/p75), liée à la chromatine, est l'un des principaux cofacteurs de IN. En permettant le ciblage de l'intégration dans des régions actives du génome de l'hôte, l'interaction IN-LEDGF joue un rôle crucial pour la réplication effective du VIH-1 ce qui en fait une cible de premier ordre pour de nouvelles thérapies. Au cours de ces dernières années, des inhibiteurs allostériques de l'interaction IN-LEDGF (INLAIs encore appelés LEDGINs ou ALLINIs) ont été développés afin d'inhiber l'étape d'intégration. De manière inattendue, ces molécules exercent de fait une double activité antirétrovirale. En effet les INLAIs ciblent l'intégration mais possèdent également une seconde activité plus efficace sur les étapes tardives de la réplication du VIH-1. Celle-ci se traduit par la production de virions présentant un défaut d'infectivité. Mon projet de thèse, réalisé en partenariat avec la société biopharmaceutique Mutabilis, s'est intéressé à la caractérisation de l'activité antirétrovirale d'une nouvelle classe d'INLAIs selon deux axes: (1) l'approfondissement des mécanismes d'action de ces INLAIs sur les étapes tardives de la réplication du VIH-1 ; (2) l'appréciation de leur spectre d'activité sur la réplication du virus de l'immunodéficience simienne (SIV). J'ai pu montrer que les virions produits en présence d'INLAIs développées par Mutabilis présentent un défaut de transcription inverse lors de l'infection des cellules cibles, qui les rend non infectieux. Ces molécules n'influencent pas les étapes tardives de maturation protéique et d'empaquetage de l'ARN du VIH-1 dans les virions. De façon intéressante, ces virions non infectieux sont efficacement reconnus par un panel d'anticorps neutralisants spécifiques de l'enveloppe virale du VIH-1 et conservent la capacité d'induire une réponse immunitaire T CD4+ de type Th1 dans des cellules de patients infectés. Nous avons également évalué l'effet des INLAIs sur la réplication du SIV. Des expérimentations in vitro ont permis de montrer que certaines INLAIs inhibent efficacement l'interaction IN-LEDGF mais n'induisent pas la multimérisation anormale de IN SIV contrairement à ce que nous observons pour IN VIH-1. Ces résultats ont été confirmés in vivo et indiquent que si certaines INLAIs de seconde génération montrent une activité antirétrovirale au cours des étapes précoces, elles ne sont pas capables d'inhiber efficacement les étapes tardives de la réplication du SIV. De fait, la production de virions SIV en présence de ces INLAIs n'entraîne qu'une faible diminution de leur infectivité. Mes travaux ont donc permis de mettre en évidence que les virions "inactivés" par ces INLAIs pourraient représenter un nouveau type d'immunogènes pour l'établissement d'une réponse immunitaire anti VIH-1. Cependant l'étude du spectre d'activité suggère que bien que la capacité de certaines INLAIs à inhiber l'interaction IN-LEDGF/p75 semble relativement bien conservée entre le VIH-1 et SIV, elles sont peu efficaces sur les étapes tardives du cycle de réplication du SIV.