Implication des protéines EHD4 et EHD1 dans le cycle de réplication du VIH-1
Implication of EHD4 and EHD1 in the HIV-1 replication cycle
par Pacini Grégory sous la direction de Janvier Katy
Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire
École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité

Soutenue le Tuesday 28 June 2016 à Sorbonne Paris Cité

Sujets
  • Immunologie expérimentale
  • Infections à VIH
  • Protéines virales
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Mots clés
VIH, Trafic, BST2, EHD4, EHD1, Enveloppe
Resumé
L'assemblage et la propagation du Virus de l'Immunodéficience Humaine de type 1 (VIH-1) met en jeu des évènements moléculaires et cellulaires impliquant des interactions entre protéines virales et co-facteurs cellulaires, tels que les régulateurs du trafic vésiculaire des protéines. Le virus doit notamment échapper aux mécanismes de défense de l'hôte afin de se disséminer dans l'organisme. La protéine BST2 « Bone marrow STromal antigen 2 » (Tetherin/CD317/HM1.24) appartient à une famille de médiateurs de l'immunité intrinsèque de l'hôte : les facteurs de restriction. BST2 inhibe la libération des particules virales néo-formées en les séquestrant à la surface des cellules infectées. La protéine virale Vpu permet de lever cette restriction en excluant BST2 des zones de bourgeonnement viral. Les mécanismes exacts par lesquels Vpu contrecarre l'activité anti-virale de BST2 au site de bourgeonnement ne sont pas complètement élucidés, mais résultent d'une altération du trafic intra-cellulaire du facteur de restriction. Une caractérisation précise des fonctions cellulaires de BST2, encore mal définies, et des mécanismes moléculaires et cellulaires régulant cette protéine et son activité permettrait de mieux appréhender son rôle au cours de l'infection, ainsi que les mécanismes développés par Vpu pour contrecarrer son activité anti-virale. Dans cette optique, nous avons entrepris un crible protéomique dans le but d'identifier des co-facteurs cellulaires de BST2. Compte tenu de l'importance des machineries de régulation du trafic intra-cellulaire dans la biogenèse virale et les contre-mesures par lesquelles Vpu contrecarre BST2, nous nous sommes essentiellement focalisés sur deux protéines de la famille EHD (Eps15 Homology Domain) : EHD4 et EHD1, deux GTPases impliquées dans la régulation du trafic vésiculaire des protéines au niveau des endosomes précoces et de recyclage respectivement. EHD4 en particulier a précédemment été décrite comme étant un régulateur de la biogenèse de virions VIH-1 infectieux selon des modalités qui restent à définir. Les objectifs de mon projet de thèse ont été (i) d'analyser / valider le rôle d'EHD4 dans la régulation du trafic intra-cellulaire de BST2 en conditions non-infectieuses, (ii) d'évaluer le rôle d'EHD4 dans l'activité anti-virale de BST2 et son antagonisme par la protéine virale Vpu, et finalement (iii) de documenter la contribution des protéines EHD4 et EHD1 dans le de cycle de réplication du VIH-1. Nous avons pu montrer qu'EHD4 interagit avec BST2 et régule son trafic intra-cellulaire au niveau des endosomes précoces. La déplétion d'EHD4 induit une altération majeure du trafic de BST2, caractérisée par une rétention de BST2 au niveau des endosomes précoces, associée à un ralentissement de son adressage vers les compartiments de dégradation lysosomale. Dans un contexte infectieux, EHD4 ne semble pas requise pour la dégradation de BST2 induite par Vpu, ni pour l'antagonisme de son activité anti-virale par la protéine virale. Cependant, nous avons révélé une implication majeure d'EHD4 et d'EHD1 dans le cycle de réplication du VIH-1 : en effet, leur déplétion respective aboutit à un ralentissement drastique de la propagation virale. EHD4 et EHD1 favorisent le déroulement d'une étape précoce de l'infection antérieure à la rétro-transcription du génome virale dans la cellule nouvellement infectée. De plus, EHD4 et EHD1 contribuent à la biogenèse de virus infectieux : leur déplétion respective perturbe le trafic intra-cellulaire des constituants viraux, l'intégrité des zones de bourgeonnement viral et l'incorporation de la glycoprotéine d'enveloppe dans les virions nouvellement produits. Ces altérations se traduisent par une diminution de l'infectivité des virions produits en l'absence des protéines EHD4 et EHD1.