Inhibition de l’autophagie par le VIH :

L’autophagie est un des mécanismes de défense contre les pathogènes intracellulaires, dont le VIH, qui a pour but, notamment par xénophagie d’entrainer la dégradation du virus (cf. 1^re partie III.B.3, p. 32). Les interactions entre les produits viraux, protéines et acides nucléiques, et les protéines impliquées dans l’autophagie peuvent également améliorer sa réplication.

Le VIH infecte les cellules CD4 + comme les LT, les monocytes/macrophages et les cellules dendritiques, mais il n’induit pas les mêmes réponses dans ces différentes cellules. Il bloque l’autophagie dans les cellules dendritiques et les macrophages, empêchant la présentation de l’Ag viral (Blanchet et Piguet 2010), permettant aussi au virus d’échapper au système immunitaire de l’hôte. Dans les LT CD4+ infectés qui répliquent le virus, l’autophagie est inhibée , alors que pour un LT CD4+ non infecté, le contact avec l’enveloppe induit une augmentation de l’autophagie conduisant à leur mort par apoptose (Espert et al. 2006).

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1) Contact avec les glycoprotéines de l’enveloppe virale :

Les glycoprotéines de l’enveloppe sont composées des deux glycoprotéines gp120 et gp41. La fixation de la gp120 se déroule en deux temps, et induit une transduction de signal, et une augmentation de l’autophagie. Mais c’est la glycoprotéine fusogénique gp41 qui est essentielle à l’induction de l’autophagie des cellules Bystander (Denizot et al. 2008). L’interaction entre une cellule exprimant à sa surface ces 2 glycoprotéines et une cellule exprimant le récepteur et le corécepteur conduit soit, à une fusion transitoire incomplète, ou hémifusion (également appelée « kiss and run »), soit à une fusion complète des membranes et à la formation d’un syncytium.

Quelle que soit la fusion, la fixation de l’enveloppe virale sur le récepteur CD4 et le corécepteur CXCR4 de la cellule cible induit une activation de l’autophagie, comme une augmentation du nombre de vésicules autophagiques, de LC3b, de bécline1. Mais sont aussi mises en évidence des activités liées à l’apoptose, comme la caspase-3 et l’augmentation du pourcentage de cellules positives à l’iodure de propidium et à l’annexine-V (Espert et al. 2006; Sagnier et al. 2015).

Les cellules présentes dans le syncytium montrent également une augmentation des vésicules autophagiques et des marqueurs de mort cellulaire (Denizot et al. 2008).

L’inhibition des caspases dans les cellules non infectées conduit malgré tout à leur mort, alors que l’inhibition de l’autophagie permet de préserver ces cellules de la mort. L’enveloppe induit donc une mort dépendante ou non des caspases, et l’autophagie est nécessaire pour induire cette mort (Espert et al. 2006).

L’augmentation de l’autophagie est transitoire : elle atteint un pic, in vitro, après 4 h de contact, mais elle est rapidement inhibée après 48 h. De plus, l’autophagie est inversement corrélée au pourcentage de cellules infectées, ce qui suggère que l’autophagie est induite pendant la phase précoce de l’infection, pour être complètement inhibée pendant la phase tardive, permettant ainsi la réplication du virus (Sagnier et al. 2015).

2) Les protéines virales Tat, Vif et Nef : a) La protéine Tat (Trans Activating Factor) :

Le Trans-activateur Tat est une petite protéine nécessaire à la transcription de l’ADN viral dans les régions LTR (cf. Figure 23, p68). Elle peut être sécrétée par la

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cellule et capturée par la suite par des cellules Bystander, ce qui induira leur mort par apoptose. Elle peut également moduler l’expression de protéines, notamment des cytokines pro-inflammatoires (Sagnier et al. 2015). Suite à l’induction de l’autophagie dans les cellules in vitro, Tat se trouve être dégradée, alors que Gag, Vif et Nef ne le sont pas et on observe une diminution de production virale. La dégradation de Tat est notamment due à son interaction avec p62, Tat étant d’ailleurs la seule protéine virale capable d’interagir avec p62 (Sagnier et al. 2015).

En conclusion, la protéine Tat, nécessaire à la réplication virale, est dégradée par autophagie. Le virus a donc mis aux point différentes stratégies afin d’inhiber l’autophagie induite par son entrée dans la cellule, pour ainsi permettre sa réplication.

b) La protéine Vif (Viral Infectivity Factor) :

La protéine Vif est une petite protéine virale, qui permet de favoriser l’infection. En effet, Vif interagit simultanément avec la protéine antivirale de la cellule hôte, APOBEC3 (apolipoprotein B mRNA editing enzyme, catalytic polypeptide-like 3G), et une E3-Ligase. Cette E3-ligase permet l’ubiquitination et la dégradation d’APOBEC3, par le système ubiquitine protéasome, grâce au rapprochement de ces deux éléments via Vif. Vif se lie également à LC3b mais de façon LIR-indépendante. De plus, elle interagit avec d’autres membres ATG8, comme LC3c, et ces interactions interfèrent avec leurs rôles physiologiques (Borel et al. 2015). Vif, en fixant sur LC3b, la séquestre, bloquant la formation des autophagosomes, et inhibe ainsi l’autophagie, même déclenchée par un inducteur. Cette interaction n’entraine pas la dégradation de LC3b (Borel et al. 2015), mais sa séquestration, ce qui a notamment été mis en évidence dans le complexe Gag où on retrouve Vif et LC3. Vif peut interagir avec LC3b tout le long de sa chaine de conjugaison et donc inhiber l’autophagie de façon durable, et sa concentration dans les cellules infectées permet à la fois d’inhiber l’autophagie, et également de dégrader APOBEC3 (Borel et al. 2015).

Vif permet donc au virus d’initier une autre voie d’inhibition de l’autophagie à une étape très précoce de son déroulement. Elle permet également la dégradation de la protéine antivirale APOBEC3, en utilisant, cette fois, le système ubiquitine protéasome de l’hôte.

81 c) La protéine Nef (Negative Regulatory Factor) :

La protéine Nef est une des protéines essentielles à la réplication virale. Elle a de multiples fonctions, comme la régulation négative de l’expression du récepteur CD4 à la surface de la cellule infectée, afin d’éviter un nouveau contact avec la protéine de l’enveloppe gp120 par une cellule infectée ou un nouveau virus. Elle initie également une régulation négative de l’expression à la membrane du CMH de classe I, par la cellule infectée. Cette diminution du CMH-I protège la cellule abritant le virus de la mort induite par un lymphocyte T cytotoxique, mais elle rend les cellules infectées plus sensibles aux cellules NK, qui tuent normalement les cellules dès lors qu’elles perdent le CMH-I (Fackler et Baur 2002).

La protéine Nef peut donc jouer sur l’expression à la surface cellulaire de récepteur pouvant entrainer la mort de la cellule, mais elle interagit également avec la machinerie autophagique.

Dans les macrophages, Nef induit une augmentation du nombre d’autophagosomes, et inhibe leur fusion avec les lysosomes : elle permet donc d’améliorer le rendement de la production virale, en inhibant leur dégradation. Ainsi, l’autophagie basale, son induction et l’inhibition de la dégradation, dans les macrophages, améliorent la réplication virale. De plus, Nef co-localise avec les protéines ATG7 (activation LC3-I), ATG12 et Bécline (complexe PI3K), et avec le complexe protéique HIV-Gag et LC3 au niveau des virus bourgeonnant à la membrane cellulaire (Kyei et al. 2009). Nef interagit avec Bécline au niveau des aa 267-284 qui correspondent à une zone très conservée au cours de l’évolution. Cette séquence permet en effet à Bécline d’interagir avec GAPR-1 (Golgi-associated plant pathogenesis-related protein 1) (Shoji-Kawata et al. 2013), une protéine associée aux radeaux lipidiques du feuillet cytosolique de l’appareil de Golgi. Cette association GAPR-1-Bécline séquestre Bécline au niveau de l’appareil de Golgi. La protéine Nef agit donc au niveau de Bécline comme un régulateur négatif de l’autophagie, par blocage de la maturation des autophagosomes, en séquestrant Bécline (Kyei et al. 2009; Shoji-Kawata et al. 2013;

Kang et al. 2011).

De plus, dans une cellule au repos, mTORC1 est actif, et inhibe ainsi l’autophagie par séquestration des kinases ULK, et par la phosphorylation du facteur

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de transcription TFEB (Transcription Factor EB) (cf. 1^re partie.III.B.3, p. 32). Ceci conduit à son inhibition, par sa séquestration dans le cytoplasme. En effet, ces phosphates induisent un recrutement de protéines qui vont masquer le signal d’adressage nucléaire de TFEB. Lorsque mTORC1 est inactif, une déphosphorylation de TFEB permet son exportation dans le noyau et ainsi l’activation transcriptionnelle des gènes de protéines autophagosomales et lysosomales (Martina et al. 2012). Lorsque le VIH entre dans la cellule, il induit une déphosphorylation de TFEB et donc sa translocation nucléaire : l’autophagie est alors activée, comme cela a déjà été décrit pour un grand nombre de virus. Mais Nef, en ciblant Bécline, induit une activation de mTORC1, qui va pouvoir phosphoryler et induire la séquestration de TFEB dans le cytosol, et donc inhiber l’autophagie (Campbell et al. 2015).

Nef est une protéine essentielle pour la réplication virale et la progression de maladie, en agissant à la fois sur les récepteurs de surface cellulaire, sur la maturation des autophagosomes, et sur l’expression des protéines impliquées dans l’autophagie.

Nef permet ainsi d’éviter, la réinfection d’une cellule infectée, et d’échapper au système immunitaire.

En conclusion, le virus a mis au point différentes stratégies, lui permettant de se répliquer, de maintenir la survie de la cellule infectée et d’échapper au système immunitaire, en utilisant la machinerie cellulaire de l’hôte. L’inhibition de l’autophagie par le virus après son entrée dans la cellule est une des étapes capitales, ce qui entrainera sa dissémination dans l’organisme. L’inhibition du processus d’autophage nous a conduits à nous intéresser à la quantification de l’expression du gène GALIG et de ses différents partenaires dans le cas de l’infection par le VIH.

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