Etapes du cycle viral

Bien qu’il ait été rapporté l’isolement de génomes viraux dans les cellules mononucléées circulantes (PBMC : peripheral blood mononuclear cell) [105] ainsi que dans le tissu cérébral de certains patients greffés [106], le VHC a un tropisme hépatique ; le foie et l’hépatocyte sont le lieu privilégié de sa réplication (Figure 11).

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Figure 11. Schéma du cycle réplicatif du VHC adapté de Manns, 2007 [107].

L’infection débute par l’entrée du VHC dans sa cellule cible, principalement l’hépatocyte. La particule virale est constituée de la nucléocapside entourée de l’enveloppe qui se compose de la membrane cellulaire issue de l’hôte, riche en VLDL, avec notamment l’apolipoprotéine E (ApoE), et dans laquelle sont enchâssées les protéines virales E1 et E2. L’attachement à la surface de la cellule cible (Figure 12) est initiée par les VLDL et surtout l’ApoE qui se lient à des molécules d’attachement telles que les glycosaminoglycans (GAG) et les LDL-R (low density lipoprotein receptor) [108]. Ensuite, les protéines d’enveloppe interagissent avec les récepteurs de surface CD81 et SR-BI (Human Scavenger Receptor-class B type 1) avec une haute affinité, le site de liaison à CD81 a clairement été localisé dans une boucle extracellulaire de la protéine E2 [24]. Ces liaisons permettent la translocation du complexe d’attachement vers des sites riches en protéines claudin-1 (CLDN-1) et occludin (OCLN), protéines de type jonction serrées qui induisent l’endocytose au niveau de puits de clathrine. Les protéines de type claudin CLDN-6 et CLDN-9 semblent aussi participer à cette étape d’attachement/internalisation. Les lectines L-SIGN et DC-SIGN seraient impliquées dans l’attachement à d’autres cellules cibles comme les cellules dendritiques et endothéliales [109]. L’endosome formé est ensuite acidifié dans le cytoplasme, cela entraine une fusion des membranes de l’enveloppe et de l’endosome suivie du relargage de la nucléocapside dans le cytoplasme [110, 111].

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Figure 12. Schéma de l’étape d’entrée du VHC dans l’hépatocyte, d’après Ploss, 2012 [112].

Le virus est décapsidé et l’ARN viral est libéré dans le cytoplasme. Ce génome de polarité positive sert à la fois d’ARN messager pour la synthèse protéique et de matrice pour la réplication virale. La traduction des protéines est sous le contrôle de l’IRES situé en 5’NC, la formation du complexe ribosomal 80S se réalise de façon cap-indépendante avec l’intervention de la région 3’NC [111]. Cette traduction, réalisée au niveau du réticulum endoplasmique permet la synthèse de la polyprotéine immature de 3010aa à 3033aa selon le génotype, elle est ensuite clivée par les protéases cellulaires et virales en protéines structurales et non structurales matures [89].

L’ensemble des protéines non structurales enchâssées dans les membranes du réticulum endoplasmique (RE) remaniées par l’intervention de NS4B forme le complexe de réplication viral, appelé le réseau membranaire (membranous web). L’ARN polymérase ARN dépendante synthétise un brin d’ARN de polarité négative qui sert ensuite de matrice à la synthèse de nombreux ARN de polarité positive, ils formeront les génomes des futurs virions [113, 114]. L’ARN viral nouvellement synthétisé est relargué du réseau membranaire par la protéine NS5A qui l’adresse vers les sites d’assemblage [115].

Les étapes ultimes d’assemblage des particules et de relargage sont encore mal connues car le modèle HCVcc permettant l’étude de ces phases est de mise au point récente.

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Cependant plusieurs processus semblent émerger et deux phases, l’une précoce, la seconde tardive, peuvent être distinguées [116] .

Concernant la formation de la nucléocapside qui correspond à la phase précoce de l’assemblage, deux hypothèses sont proposées. La première suggère que la protéine core est d’abord transférée du RE à la surface des LD puis à nouveau recrutée par la membrane du RE au niveau des sites d’assemblage où elle interagit avec le complexe NS5A-ARN viral (Figure 13a). Les LD servent alors au transport de la protéine core des sites de traduction et de réplication de l’ARN vers les sites d’assemblage. La seconde hypothèse propose que la formation de la nucléocapside débute à la surface des LD. Dans ce cas, l’ARN viral est apporté à la protéine core par la protéine NS5A, présente également en surface des LD (Figure 13b). Des travaux récents ont confirmé ce lien étroit entre les LD et la protéine NS5A en rapportant la nécessité de recrutement par NS5A de la lipid-droplet-binding protein TIP47, indispensable à la réplication et à l’assemblage viral [117]. La phase tardive de l’assemblage correspond à l’enveloppement de la nucléocapside et l’incorporation des lipides, elle semble très fortement liée à la voie de synthèse des VLDL en « détournant » en quelque sorte cette voie à son profit. En effet, cette phase se produirait au niveau de microdomaines du RE spécialisés dans la synthèse des précurseurs des VLDL (appelés LuLD pour Luminal LD). Lors de cette synthèse, l’incorporation des apoliporotéines apoB, apoC et apoE entraine la formation de particules sphériques [118]. La nucléocapside serait insérée dans ces luLD avec une probable intervention des protéines virales NS2 et p7 [62, 63, 119]. Les glycoprotéines membranaires E1 et E2 enchâssées dans les membranes du RE glisseraient vers ces microdomaines pour se trouver dans l’enveloppe virale en formation [120]. Pour terminer, les particules virales bourgeonnent à partir de la lumière du RE dans le cytoplasme et sont ensuite excrétées par un mécanisme d’exocytose et circulent alors sous forme de lipoviroparticules (LVP) [121].

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Figure 13. Modélisations de l’assemblage du VHC : (a) Initiation de l’assemblage par chargement de LD cytosoliques (cLD) avec de la protéine core et transport vers le « réseau membranaire » et le complexe de réplication ; (b) Initiation de l’assemblage sur les LD cytosoliques chargées des protéines core et NS5A, cette dernière recrutant le complexe de réplication (MT : microtubules transport). D’après Bartenschlager, 2011,[116].

2. Diversité génétique du VHC