L’assemblage et la sécrétion des particules virales

L’assemblage des virions du HCV nécessite la présence de l’ARN génomique et des différentes protéines virales structurales et non structurales au niveau du site d’assemblage, notamment les gouttelettes lipidiques (Miyanari et al., 2007), où elles seront regroupées d’une manière très organisée (Lindenbach, 2013). Ce n’est que depuis la mise au point d’un système de réplication pour le HCV (HCVcc) qu’il est possible d’étudier l’étape d’assemblage viral (Wakita et al., 2005). Une des particularités des virus de la famille des Flaviviridae incluant le HCV est l’implication des protéines virales non structurales dans le processus d’assemblage viral. De plus, la morphogenèse du HCV est intimement liée au métabolisme des lipides cellulaires.

La protéine core est le composant principal de la particule virale et qui après interaction avec l’ARN viral forme la nucléocapside. Après sa synthèse et son repliement, la protéine core forme des homodimères qui seront ultérieurement transportées aux gouttelettes lipidiques (Barba et al., 1997 ; Moradpour et al.,1996) (Figure 31). L’interaction de la protéine core via son domaine C-terminal hydrophobe avec les gouttelettes lipidiques est une étape cruciale pour le recrutement des autres composants de la particule virale au cours de l’assemblage (Miyanari et al., 2007), notamment, l’interaction core-NS5A assure le recrutement de l’ARN dans la particule virale au cours de l’assemblage (Masaki et al., 2008). L’interaction core- gouttelettes lipidiques conduit à des changements dans la localisation cellulaire de celles-ci. Généralement, dans les cellules non infectées, les gouttelettes lipidiques se trouvent réparties dans le cytoplasme, alors qu’après infection par le HCV, ces gouttelettes ont une distribution péri-nucléaire (Boulant et al., 2008). L'interaction core-gouttelettes lipidiques peut être influencée par des protéines cellulaires. En effet, il a été montré que la DGAT1 (pour diacylglycérol acyltransférase-1), une enzyme impliquée dans la morphogenèse des gouttelettes lipidiques, interagit avec la protéine core et facilite l'interaction entre la protéine core et les gouttelettes lipidiques ainsi que la production de virus (Herker et al., 2010). Le recrutement de la protéine core aux gouttelettes lipidiques nécessite également le PLA2G4 (pour MAPK-regulated cytosolic phospholipase A2) (Menzel et al., 2012). De plus, l’IKK-α (pour IjB kinase-α) a également été montré comme facteur essentiel pour l'assemblage de HCV (Li et al., 2013).

Parmi les protéines virales non structurales, la protéine NS5A est impliquée dans le processus d’assemblage, même si son rôle exact est mal connu. L’équilibre entre les formes hyperphosphorylée et hypophosphorylée de NS5A semble réguler la transition de la réplication vers l’assemblage. Ainsi, la forme hyperphosphorylée est associée à l’assemblage en diminuant l’interaction entre NS5A et l’ARN viral (Masaki et al., 2014). Cette forme de NS5A est capable d’une part d’interagir avec la protéine core via son domaine C-terminal et d’autre part de s’associer au complexe p7-NS2 (Masaki et al., 2008, 2014). D’une manière très intéressante, NS5A est aussi capable d’interagir avec l’ApoE, une apolipoprotéine clé dans l’assemblage et la sécrétion du HCV (Benga et al., 2010 ; Cun et al., 2010).

Un autre composant majeur de la particule virale est le complexe formé par les glycoprotéines d'enveloppe. Les glycoprotéines E1 et E2 du HCV forment un hétérodimère non covalent, qui est retenu dans le RE (Dubuisson et al., 1994). Par la suite, ce complexe glycoprotéique migre à proximité des gouttelettes lipidiques où l'assemblage a lieu (Miyanari et al., 2007). Il a été montré que NS2 interagit avec E1, E2 et p7 et ces interactions sont essentielles pour la migration de l'hétérodimère E1E2 vers le site de l’assemblage des virions (Jirasko et al., 2010 ; Ma et al., 2011 ; Popescu et al., 2011 ; Stapleford et al., 2011). Il a également été montré que l’hétérodimère E1E2, NS2 et p7 forment une unité fonctionnelle qui migre vers les gouttelettes lipidiques (Popescu et al., 2011). La protéine p7 une fois oligomérisée permettrait, par ses propriétés de transport de cations, d’équilibrer le pH dans le compartiment de sécrétion des particules virales et donc d’éviter des changements conformationnels précoces, induits par un pH acide (Wozniak et al., 2010).

En plus des protéines NS5A, p7 et NS2, les autres protéines virales non structurales sont également impliquées dans le processus d'assemblage et de sécrétion. Le complexe NS3/NS4A est également impliqué dans l’encapsidation de l’ARN viral (Ma et al., 2008 ; Yi et al., 2006). Il a été montré que des mutations au niveau du domaine hélicase de NS3 ainsi que dans le domaine C-terminal de NS4A aboutiraient à un défaut dans l’assemblage de la particule virale (Phan et al., 2011 ; Pietschmann et al., 2009). De plus, des études biochimiques ont montré que des interactions entre le domaine hélicase de NS3 et la protéine core sont essentielles pour l’assemblage du virus (Jones et al., 2011 ; Mousseau et al., 2011). Enfin, Il a été montré que les protéines NS4B et NS5B sont également impliquées dans le processus de l’assemblage mais on ne sait pas si elles sont impliquées d’une façon direct ou indirect dans la morphogenèse des virions (Gouklani et al., 2012 ; Jones et al., 2009).

La biogenèse du virion HCV est étroitement liée à la voie d'assemblage des VLDL (figure 31). En effet, les inhibiteurs de la MTTP (pour Microsomal Triglyceride Transfer Protein),

une protéine impliquée dans la biogenèse des VLDL, bloquent la production des particules virales (Gastaminza et al., 2008 ; Huanget al., 2007 ; Nahmias et al., 2008). De plus, l’ACSL3 (pour long chain acyl-CoA synthetase 3), un enzyme impliqué dans l’assemblage des VLDL et le HNF4a (pour hepatocyte nuclear factor 4a), un facteur de transcription qui module la voie de sécrétion des VLDL, sont également responsables de la régularisation de la production des virions, ce qui renforce l’idée que les virions suivent la voie de sécrétion des VLDLs (Li et al., 2014 ; Yao & Ye, 2008). Plusieurs apolipoprotéines (ApoE, ApoB …) ont été trouvées en association avec la particule virale mature (Bartenschlager et al., 2011 ; Catanese et al., 2013). L’apolipoprotéine ApoE est impliquée dans l’assemblage et la maturation des particules virales (Da Costa et al., 2012 ; Hueging et al., 2014 ; Jiang & Luo, 2009). Des études ont montré que parmi les apolipoprotéines, seule l’apoE est capable d’induire la sécrétion de particules virales infectieuses (Da Costa et al., 2012 ; Hueging et al., 2014). La voie d’ESCRT (pour Endosomal-Sorting Complex Required for Transport), est impliquée dans le processus de bourgeonnement de la particule virale au niveau du RE mais son rôle est mal connu (Ariumi et al., 2011 ; Corless et al., 2010 ; Tamaiet al., 2012). Cette voie est également responsable de la sécrétion des exosomes, contenant de l’ARN virale, à partir des hépatocytes infectées (Dreux et al., 2012). Enfin, après l’assemblage et le bourgeonnement au niveau du RE, les particules virales sont sécrétées par la voie de sécrétion des VLDLs (Coller et al., 2012). Durant cette étape, l’association des particules virales avec différentes apolipoprotéines permet à ces particules d’acquérir leur faible densité avant qu’elles soient sécrétées par exocytose (Gastaminza et al., 2006 ; 2008).