Les LAT (Latency Associated Transcripts)

Formation et structure

L’importance des LAT dans la balance latence / réactivation a été évoqué dans de nombreux travaux, sans toutefois que le mécanisme central de la régulation ne soit complètement élucidé. Le gène codant pour les LAT sont à l’origine d’un premier transcrit de 8,3 kb, rapidement épissé pour générer le LAT2kb (intron résultant de l’épissage, Figure 7). Sa stabilité inhabituelle dans une structure en lasso (lariat) est expliquée par la présence d’une séquence non consensus au site de branchement [76]. Un mécanisme d’épissage alternatif aboutit aussi au LAT1,5kb, de structure semblable au LAT2kb. Si ce dernier peut être produit dès la phase de réplication active et dans toutes les cellules, le LAT1,5kb n’a jusqu’à présent été observé que dans les neurones pendant la période d’infection latente.

Figure 7, d’après [77] : Organisation schématique du génome de HSV-1 au niveau du locus LAT, d’après. Le gène codant les LAT est à l’origine d’un transcrit primaire instable de 8,3kb, qui s’épisse pour générer un intron stable, le LAT2kb ou le LAT1,5kb.

Fonctions des LAT

Si les LAT ne sont pas essentiels pour l’établissement de l’infection latente, son maintien ou la réactivation virale, des études in vivo ont montré que les virus mutants LAT- présentent une capacité réduite d’établir la latence et de réactiver [78 79], et l’intervention des LAT dans plusieurs aspects de l’infection latente a été bien démontrée. Plus précisément, les LAT sont associés : i) à la régulation de l'apoptose, ii) à la modulation de l’immunité de l’hôte, iii) au maintien de l’infection latente en agissant comme précurseurs de miARN et iv) à la régulation épigénétique de l'expression des gènes lytiques.

- Régulation de l'apoptose

Les mutants LAT- ont une capacité diminuée à entrer en latence et à se réactiver, ainsi qu’une majoration de la neuro-virulence, en comparaison aux souches sauvages [79]. Les LAT joueraient donc un rôle dans la neuroprotection lors de l’infection aiguë, qui pourrait être liée à leurs fonctions de régulation de l’apoptose. En effet, les LAT inhibent l’apoptose in vitro (protection de l’apoptose des cellules transfectées avec le gène du LAT) mais également in vivo (neuroprotection dans les TG de souris et de lapin) [80-82]. L’expression des LAT est capable d’inhiber les caspase 8 et caspase 9 induites lors de l’apoptose, mais également plusieurs composant de la voie JAK/STAT (Janus kinase / STAT) impliqués dans l’apoptose [80 82 83]. Cette fonction anti- apoptotique du LAT favorise la survie des neurones infectés lors de la phase aiguë, et permet ainsi d’augmenter le nombre de neurones infectés de façon latente ainsi que la capacité de réactivation des virus latents.

- Modulation de l’immunité de l’hôte (cf. 4.3)

L’infection par HSV-1 s’accompagne d’une sélection de clones de lymphocytes T CD8+

(LTCD8+_{) spécifiques résidant dans les TG infectés de façon latente, qui jouent un rôle clef dans le}

contrôle de la réactivation virale. Durant la latence, les LTCD8+ _{retenus dans les TG de lapins}

infectés par une souche d’HSV-1 exprimant le LAT (LAT+) présentent une grande quantité́ de marqueurs d’épuisement tels que PD-1 (programmed cell death-1), TIM-3 (T-cell immunoglobulin

and mucin-domain containing-3) et CTLA-4 (cytotoxic T-lymphocyte antigen 4) [84]. Ces marqueurs

ont une diminution de leur capacité de cytotoxicité, de production d’IFN-γ et de TNF-α [85]. En revanche, ils reconnaissent une plus large sélection d’épitopes viraux [84]. Les LAT permettent donc de construire un plus large répertoire de LTCD8+ _{mais en contrepartie, ces LTCD8}+ _spécifiques

s’épuisent, et sont donc moins cytotoxique sur les neurones, mais plus « permissifs » pour les réactivations virales.

- Les LAT encodent des microARN (miARN) maintenant la latence

En effet, les LATs codent pour plusieurs miARN identifiés in silico, et dont l’expression a été confirmée in vivo (analyse à partir de TG de souris infectées de façon latente et de TG humains prélevés post-mortem) [86 87]. Ces miARN sont codés au sein du LAT primaire de 8,3kb. Des études

in vitro ont montré que certains miARN de HSV-1 sont impliqués dans la diminution de l’expression

de deux protéines virales IE : ICP0 et ICP4 [86], toutes deux considérés comme de puissants activateurs transcriptionnels. Leur répression par ces miARN pourrait faciliter l’établissement et/ou le maintien de la latence.

Les fonctions de ces miARN ont été étudiées in vivo. Pour cela, des souris ont été infectées avec des souches de HSV-1 délétées dans le promoteur du gène LAT. Kramer et al. constataient une réduction considérable de l’accumulation des miARN dérivés du LAT dans les TG de souris infectées à la phase de latence. Toutefois, ces souches mutantes se répliquaient de manière comparable au virus sauvage dans les tissus infectés et pouvaient établir une latence dans les TG [88]. Ces miARN ne semblent donc pas indispensables pour l’établissement de la latence.

- Régulation épigénétique de la latence et de l’expression des gènes lytiques

Comme vu plus haut, la latence et la réactivation sont régulées par des modifications épigénétiques dont certaines sont directement sous le contrôle des LAT.

En effet, en agissant comme un régulateur épigénétique de type ncARN (ARN non codant), les LAT remodèlent la chromatine virale pour la maintenir dans un état répressif défavorable à la transcription. Ils sont impliqués dans la mise en place de modifications post-traductionnelles au niveau des histones, induisant ainsi la répression de l’expression de gènes lytiques [73 75]. Des études de l’infection latente dans un modèle murin ont montré que les virus HSV-1 mutants LAT- présentent une diminution de l’association d’hétérochromatine facultative et constitutive sur les

promoteurs des gènes lytiques. Le LAT faciliterait ainsi l’assemblage de l’hétérochromatine sur ces promoteurs lors de l’entrée en latence [73 75]. En outre, la comparaison de la capacité́ de réactivation d’une souche sauvage d’HSV-1 avec une souche délétée pour le promoteur du LAT révèle que l’expression du LAT limite la capacité́ de réactivation de HSV-1 (en plus de réduire sa capacité à entrer en latence), via un mécanisme de répression transcriptionnelle des gènes lytiques du virus [89].

En revanche, les études sur le lapin suggèrent un rôle opposé des LAT. En effet, chez le lapin, le LAT interagit avec le génome viral pour le maintenir dans un état transcriptionnel actif [90].

S’il semble clair que le LAT exerce un rôle important dans la régulation épigénétique de la latence virale, il est toutefois difficile de porter des conclusions définitives à partir de ces deux modèles, d’autant plus qu’HSV-1 est un pathogène humain strict (le lapin et la souris ne sont pas des hôtes naturels) (cf. 2.5).

- La balance latence/réactivation est dynamique

La répression de l’expression des gènes lytiques n’est pas absolue pendant la latence : des transcrits lytiques sont en effet retrouvés en faible quantité dans les ganglions sensitifs qui hébergent l’infection latente, tels que ICP0 [61], ICP4 [91] ainsi que ICP27, gD et ICP8 [92]. La traduction de ces transcrits lytiques n’a en revanche pas encore été détectée dans les ganglions sensitifs infectés de façon latente. La présence de nombreux LTCD8+ _{activés spécifiques d’HSV-1, dans ces tissus,}

suggère que ces transcrits pourraient, au moins en partie, être traduits [93].

Les mécanismes expliquant la présence de transcrits lytiques dans les neurones infectés par le virus latent restent encore débattus. Ils pourraient être résiduels de réactivations complètes mais associées à une production virale trop faible pour être détectée [94], ou encore résulter de réactivations contrôlées par l’hôte [95]. Enfin, ils pourraient provenir d’une expression stochastique à bas bruit, mais continue, de gènes lytiques. Dans tous les cas, cela incite à définir la latence comme une balance dynamique entre un maintien par le système immunitaire de l’hôte et la réactivation « spontanée ». Kumar et al. ont d’ailleurs montré dans une étude portant sur 45 volontaires sains, sans antécédent herpétique labial ou oculaire, soumis à une recherche d’HSV-1 par PCR sur les larmes et la salive matin et soir pendant 30 jours, qu’un de ces 60 prélèvements

était positif dans 86% pour les larmes et dans 79% sur la salive, traduisant une excrétion asymptomatique épisodique, mais finalement fréquente… [35].

- La latence est hétérogène au niveau tissulaire

Au sein d’un même ganglion sensitif, le nombre de génomes viraux par neurone infecté varie de 1 à plus de 1000 copies, avec une moyenne de 10 à 100 copies de génome viral [96]. Cette disparité influence également la capacité de réactivation virale au sein de chaque neurone : les neurones hébergeant un plus grand nombre de copies de génome viral sont plus aptes à réactiver [97].