Le cycle de vie du HCV est similaire à celui des autres membres de la famille des
Flaviviridae. Les progrès réalisés dans la compréhension du cycle viral complet ont été grandement améliorés par la disponibilité d’un système de culture cellulaire qui produit un virus infectieux. Les virions extracellulaires du HCV interagissent avec les facteurs de l'hôte à la surface cellulaire, subissent une endocytose dépendante de la clathrine et l’ARN viral est libéré dans le cytoplasme. L’ARN génomique est traduit pour générer une polyprotéine qui est maturée en 10 protéines du HCV. Les protéines non structurales du HCV répliquent le génome ARN et une partie de ce nouvel ARN synthétisé est encapsidé dans des nucléocapsides et associé aux glycoprotéines d’enveloppe, conduisant à un bourgeonnement dans le RE. Les virions suivent la voie de sécrétion cellulaire et, au cours de ce transit, la maturation des particules se produit. Les virions matures sont libérés de la cellule, ce qui traduit l’achèvement du cycle viral.
1. Attachement et entrée
L’entrée du HCV est un processus lent et complexe en plusieurs étapes, impliquant les glycoprotéines d’enveloppe E1 et E2 et plusieurs facteurs d’entrée cellulaires. La fixation initiale
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du HCV aux cellules hôte implique l'HS, le LDLR et SR-BI. Cette interaction se fait probablement en partie par l’intermédiaire des lipoprotéines associé aux virions du HCV. Cependant, on ne peut exclure un contact direct entre les protéines de l’enveloppe et ces protéines cellulaires. Après l'attachement, la particule virale interagirait plus sélectivement avec les quatre facteurs d’entrée: SR-BI, CD81, CLDN1 et OCLN (pour revue (Zeisel et al., 2011b)). Bien que la séquence d’interaction du HCV avec ces facteurs d’entrée n’ai pas été déterminée sans équivoque étant donné que l'interaction du HCV avec CD81, SR-BI et CLDN1 a lieu à des temps très proches au cours de l'entrée virale (Zeisel 2007, Krieger 2010, Zahid 2012) et que CD81 et CLDN1 forment un complexe de récepteur nécessaire à l'entrée virale (Harris et al., 2008), il a été suggéré que le premier contact avec SR-BI pourrait être nécessaire à l’interaction avec CD81 (Helle and Dubuisson, 2008) et que CLDN1 et OCLN pourraient agir en même temps que cette interaction (Krieger et al., 2010) ou à un stade plus tardif du processus d’entrée (Evans et al., 2007; Ploss et al., 2009). Puis, le HCV est internalisé par endocytose dépendante de la clathrine et de la dynamine vers les endosomes précoces (Blanchard et al., 2006; Codran et al., 2006; Meertens et al., 2006; Tscherne et al., 2006). Le processus d’entrée se produit d’une manière dépendante du pH (Blanchard et al., 2006; Haid et al., 2009; Lavillette et al., 2006; Tscherne et al., 2006), comme précédemment démontré pour d’autres Flaviviridae (Hsu et al., 2003). La diminution de l’expression de CLDN1 et d’OCLN entraîne une diminution de la fusion virale, ce qui suggère un rôle possible dans le processus de fusion pour ces protéines jonctionnelles (Benedicto et al., 2009; Evans et al., 2007). Le virus est ensuite décapsidé, et l’ARN génomique du HCV est utilisé à la fois pour la traduction de la polyprotéine et la réplication dans le cytoplasme.
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Figure 8: Modèle d’entrée du HCV. La liaison du virus à la surface cellulaire impliquerait l’héparane sulfate (HS) et le récepteur scavenger de classe B type I (SR-BI), la tétraspanine CD81 et les protéines jonctionnelles claudine-1 (CLDN1) et occludine (OCLN) seraient responsables de l'entrée du virus. Les facteurs de l’hôte récemment découverts tels que les récepteurs à tyrosine kinases (RTKs) et le NPC1L1 peuvent également contribuer au processus d’entrée. L’internalisation dépend de l’endocytose à la clathrine. La fusion entre les membranes du virus et les endosomes résulte en une libération de l’ARN génomique dans le cytoplasme où la traduction et la réplication prennent place. La transmission de cellule à cellule est une voie alternative de l’infection par le HCV. (Adapté de: (Zeisel et al., 2012)).
2. Traduction et réplication
Comme le HCV est composé d’un ARN de polarité positive, l’ARN viral se comporte comme un ARN messager et est donc directement traduit. La traduction de l’ARN du HCV est initiée à travers l’IRES présent dans la partie 5’UTR du HCV (Wang et al., 1993) et se produit au niveau du RE rugueux. En effet, la réplication du HCV prend place dans des membranes intracellulaires spécialisées appelées «membranous web» (Gosert et al., 2003; Huang et al., 2007). L’ARN du HCV est synthétisé par un complexe de réplication associé aux membranes qui comprend l’ARN du HCV, la polymérase ARN-dépendante NS5B, la plupart des autres protéines virales non-structurales et des protéines cellulaires (Berger and Randall, 2009; Gosert
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et al., 2003). En effet, il a été démontré que la plupart des protéines du HCV, y compris NS3, NS4A, NS4B, NS5A, et NS5B, peuvent interagir les unes avec les autres, directement ou indirectement (Gao et al., 2004). Malgré les travaux effectués par plusieurs groupes, la cinétique de la formation du complexe de réplication, la composition exacte et ses fonctions sont en grande partie inconnus. Cependant, certains facteurs importants ont été identifiés, il s’agit des protéines qui régulent l’organisation du cytosquelette d’actine, le trafic des endosomes ou l’organisation des lipides membranaires (Berger and Randall, 2009).
D’autres facteurs protéiques comme des molécules chaperones ou des kinases pourraient être impliquées dans le complexe de réplication. Par exemple, les kinases cRaf (Burckstummer et al., 2006) et PI4KIIIα (phosphatydil inositol 4-kinase III alpha) sont des facteurs de l’hôte essentiels pour la réplication du HCV en permettant l’altération des membranes cellulaires (Berger et al., 2009) De plus, les cyclophilines sont des facteurs de l’hôte important pour la réplication virale comme la cyclophiline A (CypA) qui intéragit avec NS5A (Kaul et al., 2009). Récemment, des analogues de la cyclosporine sans activité immunosuppressive inhibant les cyclophilines et démontrant une forte activité antivirale in vitro ont été développés (alisporivir/Debio 025, SCY-635). L’alisporivir est maintenant en étude clinique de phase 3 (Flisiak et al., 2009). De plus, le SCY-635 est un nouvel agent antiviral potentiel qui permet une sécrétion accrue de l’IFN de type I et III et qui augmente l'expression des ISG dans des cellules répliquant le HCV. Les résultats suggèrent que la restauration de la réponse immunitaire innée de l'hôte contre l'hépatite C chronique peut représenter un mécanisme important par lequel les inhibiteurs de la cyclophiline exercent leur activité antivirale (Hopkins et al., 2012). Récemment, une étude montre que la CypA se lie à un composant majeur de la réponse IFN – le facteur IRF9 (IFN regulatory factor 9). De manière intéressante, la protéine NS5A, qui est connue pour moduler la réponse IFN, est en compétition avec IRF9 pour sa liaison avec la CypA et peut empêcher la formation du complexe IRF9-CypA. La CypA se lie donc spécifiquement à un composant de la voie de signalisation JAK / STAT. Et donc une occasion nouvelle du HCV de moduler la réponse IFN via NS5A (Bobardt et al., 2012).
3. Assemblage et sécrétion des virions
L’assemblage viral commence probablement par l’interaction de l’ARN viral et de la protéine de capside néosynthétisée liée à des gouttelettes lipidiques. Une fois la nucléocapside du HCV formée dans le cytoplasme, elle acquiert une enveloppe par bourgeonnement à travers
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les membranes intracellulaires. La voie d’assemblage des VLDL (qui se produit dans la lumière du RE) a été identifiée comme contributeur majeur de la cellule à l’assemblage des virions (Jones et al., 2010) et la maturation des particules virales infectieuses (Gastaminza et al., 2008) (pour revue (Bartenschlager et al., 2011)). La sécrétion se fait par transfert de particules naissantes à travers la membrane du RE pour permettre l’accès aux voies de sécrétion dans les hépatocytes. La protéine core recrute les protéines non structurales et les complexes de réplication au niveau des gouttelettes lipidiques et ce recrutement est essentiel pour la production de virus infectieux (Miyanari et al., 2007).
4. Transmission de cellule à cellule
En plus de l'infection des hépatocytes par le virus libre décrite ci-dessus, il a été démontré qu’une autre voie d’infection existe: la transmission de cellule à cellule, appelée «cell to cell transmission» (Marsh and Helenius, 2006; Timpe et al., 2008). En effet, il a été démontré que le HCV peut être transmis directement d’une cellule infectée à une cellule adjacente par un mécanisme nécessitant également les facteurs d’entrée: SR-BI, CD81, CLDN1, OCLN, EGFR, EphA2 et probablement NPC1L1 (Brimacombe et al., 2011; Lupberger et al., 2011; Sainz et al., 2012b; Schwarz et al., 2009; Timpe et al., 2008; Zahid et al., 2012). Tandis que l’entrée du HCV est strictement dépendante de CD81, la transmission de cellule à cellule indépendante de CD81 a aussi été décrite (Brimacombe et al., 2011; Jones et al., 2010; Timpe et al., 2008; Witteveldt et al., 2009). La transmission de cellule à cellule du HCV permet au virus d’échapper aux nAb (Brimacombe et al., 2011; Timpe et al., 2008; Witteveldt et al., 2009). Ces données suggèrent un rôle de la transmission de cellule à cellule dans la persistance du virus dans le foie.