Fieure I.IO; Latences pré-intégrationnelle et post-intégrationneile
Classe 1 Classe II Classe III Classe IV Membres
1.5.3.4. Rôle de la structure chromatinienne et des modifications épigénétiques dans la régulation transcriptionnelle du virus épigénétiques dans la régulation transcriptionnelle du virus
HIV-1
Etant donné que le provirus est intégré dans le génome humain et que l’expression génique
cellulaire est contrôlée en partie par la structure chromatinienne au niveau du gène, la transcription
virale peut aussi être contrôlée par cette dernière. L’établissement d’une structure chromatinienne
répressive au niveau du LTR5’ a été suggéré comme étant un obstacle important pour une initiation et
une élongation efficace de la transcription du HIV-1 [36, 37]. Notre laboratoire a précédemment
déterminé la structure nucléosomale du provirus HIV-1 intégré par des études d’hypersensibilité de
l’ADN à des nucléases (DNAse I et nucléase de microcoque) dans des lignées CD4^ T-lymphoïdes et
monocytaires infectées de manière latente par le virus HIV-1. Ces recherches ont démontré que les
nucléosomes sont positionnés de manière précise et reproductible dans la région promotrice, et que
leur positionnement semble être dicté par la séquence du génome rétroviral et être indépendant du site
d’intégration [36, 230, 231]. Les deux nucléosomes positionnés dans le LTR5’, nuc-0 et nuc-1, sont
situés au niveau des nucléotides 40 à 200 et 465 à 610, respectivement (Fig.1.20) [36]. 24
ARNm ATG
U3 R UÊ_____ région leader
HDAC1
1 100 200 300 400 500 600 700 800
I__________ I__________ I__________ I__________ I__________ I__________ I__________ I__________ I
nucléotides
Figure L20: Représentation schématique de l’organisation nucléosomale du promoteur du HIV-1 et du recrutement de HDAC 1 par différents facteurs.
Les deux nucléosomes positionnés dans le LTR5’, nuc-0 et nuc-1, sont situés au niveau des nucléotides 40 à 200 et 465 à 610 respectivement. Le nucléosome nuc-1, localisé juste en aval du site d’initiation de la transcription est spécifiquement remodelé lors de l’activation transcriptionnelle. En conditions de latence, plusieurs facteurs peuvent recruter HDAC 1 à proximité de nuc-1.
I-lntroduction
Le nucléosome nuc-1, localisé juste en aval du site d’initiation de la transcription semble jouer
un rôle majeur dans la régulation transcriptionelle du virus HIV-1. En effet, en conditions basales,
celui-ci empêche la liaison de certains facteurs de transcription, bloque le site d’initiation [25, 36, 58]
et représente un obstacle à la progression de l’ARNPn [25, 36, 232], P^u■ contre, le traitement de lignées infectées de manière latente par des activateurs de l’expression virale tels que le TNFa,
inducteur de NF-kB, permet le remodelage spécifique de nuc-1 [36, 37]. Le remodelage du nucléosome nuc-1 est insensible à l’a-amanitine, un inhibiteur de l’élongation transcriptionnelle par
l’ARNPII, ce qui indique que ce remodelage n’est pas une conséquence de la transcription [36, 37]. De
manière similaire, des inhibiteurs d’histone-désacétylases (HDACIs) tels que le butyrate de sodium
(NaBut), l’acide valproïque (VPA) ou la trichostatine A (TSA) entraînant une hyperacétylation
permettent également le remodelage spécifique de nuc-1 et l’activation de l’expression virale [37, 233,
234]. L’activation transcriptionnelle du promoteur du HTV-1 par des inhibiteurs d’histone-
désacétylases a été mise en évidence à la fois sur des constructions rapportrices transitoirement ou
stablement transfectées [59, 70, 186, 234-238], sur des cellules infectées de manière latente [37, 234,
239] et également dans le contexte d’infection de novo [234]. La seule modification détectable au niveau de la chromatine du HTV-1 suite au traitement par des HDACIs, entraînant pourtant une
hyperacétylation globale, est le remodelage de nuc-1, tandis que les autres nucléosomes ne sont pas
affectés [36, 37, 240], suggérant une certaine spécificité dans ce système. Des expériences
d’immunoprécipitation de la chromatine ont montré une augmentation du niveau d’acétylation des
histones au niveau de nuc-1 suite au traitement par des HDACIs [217, 236, 239, 241-243], ou suite à
l’activation de l’expression virale par Tat [236] ou par des esters de phorbol [69].
Ces observations suggèrent qu’en conditions de latence, le promoteur viral est réprimé par la
présence du nucléosome nuc-1. Le fait que l’inhibition des HDACs soit suffisante pour l’activation
transcriptionnelle suggère que nuc-1 est constitutivement maintenu désacétylé par des HDACs ciblées
dans cette région. Cette hypothèse est supportée non seulement par le fait que des HDACs sont
recrutées sur le promoteur du HTV-l en absence d’activation [146] mais également par le fait que des
HATs y sont recrutées en conditions d’activation transcriptionnelle, telles que p300/CBP, p/CAF et
GCN5 [69, 244, 245]. En effet, en conditions de latence, plusieurs facteurs pouvant se lier sur les sites
présents dans la région libre de nucléosomes, localisée au niveau de l’enhancer et du promoteur,
peuvent recruter HDAC 1 à proximité de nuc-1^ (Fig.I.20). Il s’agit du facteur c-myc, recruté au LTR
^ Il est à noter que certains des facteurs liés en conditions de latence au LTR5’ et participant au recrutement de HDACs, tels que NF-kB et Spl, sont capables de changer totalement d’activité et de médier l’activation transcriptionnelle, suivant l’environnement cellulaire ou la composition de l’hétérodimère. En effet l’homodimère p50/p50 complexé avec HDAC 1 peut être déplacé des sites kB par l’hétérodimère p50/p65 permettant l’expression virale (F). Non seulement l’hétérodimère p50/p65 déplace HDAC 1 mais il recrute également des HATs au niveau du LTR5’ (G, H). De même Spl joue un rôle dans la répression par le recrutement d’HDACs (I, Jj et d’un autre coté, permet l’activation transcriptionnelle (K).
I-Introduction
par l’intermédiaire de Spl [243]; de l’homodimère p50/p50 [232]; de YYl recruté au LTR via son
interaction avec LSF [236, 246]; de AP4 [238]; de CBF-1 [247]; ou encore de CTIP2 recruté au niveau
du LTR via son interaction avec Spl dans les cellules microgliales [237]. Vu le nombre de facteurs
différents capables de recruter HDAC 1 au LTR5’ du HIV-1 en conditions de latence, cette HDAC
semble jouer un rôle très important dans la répression médiée par la chromatine du HIV-1. D’ailleurs,
l’inhibition spécifique du recrutement de HDAC 1 par des molécules se liant à l’ADN permet la
réactivation de l’expression du HFV-l de 6 des 8 cultures de PBMCs (Peripheral Blood Mononuclear
Cells) testées provenant de patients traités par HAART et présentant une charge virale indétectable
[248]. Le fait que l’expression virale ne soit pas réactivée dans l’entièreté des échantillons testés
suggère que d’autres HDACs pourraient également jouer un rôle dans la répression transcriptionnelle
du HIV-1, telles que HDAC 2 et HDAC 3, également recrutées au LTR du HFV-l [237, 249, 250].
D’autres modifications épigénétiques que l’acétylation des histones pourraient jouer un rôle
important dans la répression transcriptionnelle du HIV-1 médiée par la chromatine. La triméthylation
de la lysine 9 de l’histone H3 (H3K9me3), catalysée par l’histone méthyltransférase Suv39Hl, est
associée à la formation de l’hétérochromatine et à la répression transcriptionnelle des gènes
euchromatiques [251, 252]. En fait, H3K9me3 peut servir de marqueur pour le recrutement de HPl
(Heterochromatin Proteinl) au niveau de promoteurs [253]. Chez l’homme, 3 isoformes différentes
des protéines HPl existent qui diffèrent par leurs localisations nucléaires [254]. Tandis que HPl a et P
sont associées à l’hétérochromatine péricentrique, HPly est associée à l’hétérochromatine mais
également à l’euchromatine [255, 256]. Donc Suv39Hl pourrait initier la conversion de
l’euchromatine en hétérochromatine par recrutement de HPl [257]. La propagation et la maintenance
de rhétérochromatine par ces deux protéines se ferait d’une manière circulaire : Suv39Hl triméthyle
H3K9, ce qui permet le recrutement de HPl qui, à son tour, recrute plus de molécules de Suv39Hl
[253]. Une des conséquences du recrutement de HPl est donc la formation d’une structure
chromatinienne répressive qui mène à la répression génique [251, 254]. L’équipe de Benkirane a
montré l’importance des rôles de H3K9me3, de Suv39Hl et de HPly dans la répression
transcriptionnelle du HFV-l médiée par la chromatine, dans différents systèmes cellulaires [258]. Une
inhibition de l’expression de HPly, par interférence d’ARN, permet d’ailleurs une réactivation de
l’expression virale dans une lignée cellulaire latente et dans des PBMCs provenant de patients sous
HAART dont la charge virale est indétectable [258]. Une autre étude menée sur une lignée cellulaire
latente montre, in vivo, Suv39Hl et HPly associés à la région proximale du LTR en conditions de latence et leur déplacement suite à l’activation transcriptionnelle par un ester de phorbol [237].
Ces modifications épigénétiques au niveau du promoteur du HFV-l ont également été
suggérées comme étant à l’origine de la latence [259]. Le modèle envisagé consiste en une répression
progressive de l’initiation de la transcription par l’établissement d’une structure chromatinienne
m w 0> ç 'a> O k. O. NF-KB1/p50 NF-KB2/p52 NF-KB1/p105 NF-KB2/p100
Rel Homology Trans-Activation Domain (RHD) Domain (TAD)
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