INTEGRATIVE
Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer les mécanismes moléculaires de la latence post-intégrative au niveau transcriptionnel ou post-transcriptionnel (pour revues (Lassen et al., 2004a; Williams and Greene, 2005)) : initiation ou élongation inefficace de la transcription du génome viral ou export inefficace vers le cytoplasme des transcrits viraux
Introduction
64 codant les protéines virales tardives. L’importance relative de ces mécanismes a été étudiée in vivo, et il est apparu que la latence du VIH-1 est une phénomène multi-factoriel qui résulte notamment des différences entre les cellules T CD4+ quiescentes et activées.
5.1. Initiation absente ou inefficace de la transcription du génome viral
5.1.1. Inaccessibilité du provirus intégré à la machinerie de transcription cellulaire
Une des hypothèses est l’intégration du génome viral dans des régions chromosomiques répressives à la transcription (Jordan et al., 2003; Jordan et al., 2001). Jordan et collaborateurs ont analysé les sites d’intégration de l’ADN viral dans des cellules T CD4+ n’exprimant pas les gènes viraux après infection in vitro par le VIH-1 (Jordan et al., 2003). Ils ont montré une intégration préférentielle dans l’hétérochromatine des régions centromériques (Jordan et al., 2003).
Les sites d’intégration dans les cellules T CD4+ quiescentes ont été analysés in vivo (Han et al., 2004). L’intégration de l’ADN viral dans des régions centromériques n’a pas été observée. En revanche, l’intégration dans les régions introniques des gènes transcriptionnellement actifs est favorisée dans les lymphocytes T CD4+ quiescents (Han et al., 2004). Il semble donc que l’absence de production virale dans les lymphocytes T CD4+ quiescents ne soit pas due à une intégration du génome viral dans des régions chromosomiques inaccessibles à la machinerie de transcription cellulaire. Cependant, l’intégration de l’ADN viral dans des gènes transcriptionnellement actifs ne permet pas une infection productive des cellules T CD4+ quiescentes.
Une étude récente a permis de corréler la compétence du provirus pour la réplication avec son site d’intégration (Lewinski et al., 2005). Les provirus inductibles sont intégrés dans l’hétérochromatine des régions centromériques, dans les régions intergéniques et dans les
gènes cellulaires fortement exprimés (Lewinski et al., 2005). Un modèle d’interférence transcriptionnelle a été proposé pour expliquer la répression de la transcription des provirus intégrés dans les gènes transcriptionnellement actifs (Lassen et al., 2004a; Lewinski et al., 2005). L’interférence transcriptionnelle est observée lorsque la transcription initiée au niveau d’un promoteur en amont inhibe la transcription du promoteur situé en aval. Ce phénomène serait contrecarré dans les cellules T CD4+ activées en raison d’une concentration suffisante en facteurs de transcription nécessaires à l’expression des gènes viraux.
5.1.2. Absence de formes actives des facteurs de transcription nécessaires à l’expression des gènes viraux
L’absence ou l’inefficacité de l’initiation de la transcription du génome viral dans les cellules T CD4+ quiescentes serait provoquée par un défaut quantitatif ou qualitatif des facteurs de transcription nécessaires à l’expression des gènes viraux, comme NF-κB (Duh et al., 1989; Nabel and Baltimore, 1987) ou NF-AT (Kinoshita et al., 1997; Pessler and Cron, 2004).
L’obtention de lignées cellulaires infectées de façon chronique par le VIH-1, contenant une copie intégrée du génome viral, et pour lesquelles l’expression des gènes viraux peut être activée (Folks et al., 1989; Folks et al., 1987; Folks et al., 1988), a permis de fournir des modèles de latence post-intégrative in vitro. Dans ces lignées cellulaires, l’augmentation de l’expression des gènes viraux après traitement au TNF-α est médiée par NF-κB (Duh et al., 1989). Cependant, les lignées cellulaires utilisées comme modèle de latence ne reflètent pas l’état transcriptionnel des cellules quiescentes qui constituent le réservoir du VIH-1 in vivo. Dans les cellules T CD4+ quiescentes, le facteur NF-κB est séquestré dans le cytoplasme par IκB, et l’absence de NF-κB dans le noyau empêcherait la transcription des gènes viraux (Bohnlein et al., 1988; Tong-Starksen et al., 1987). Récemment, il a été montré que la protéine Murr1 empêche la dégradation de IκB par le protéasome dans les cellules T CD4+
Introduction
66 quiescentes (Ganesh et al., 2003). Enfin, l’activation du VIH-1 dans les cellules T CD4+ implique les facteurs NF-AT et NF-κB (Fortin et al., 2004).
5.1.3. Présence de facteurs de transcription répresseurs
La présence dans les cellules infectées de façon latente de facteurs de transcription ayant un effet répresseur pourrait expliquer l’inhibition de la transcription du génome viral. Le facteur de transcription YY1, qui inhibe la transcription du VIH-1 en recrutant l’HDAC1 sur le promoteur viral, pourrait être impliqué (Coull et al., 2000; He and Margolis, 2002) (cf. § 4.2.4.1).
Cependant, l’initiation de la transcription n’est pas totalement inhibée dans lymphocytes T CD4+ quiescents isolés de patients infectés par le VIH-1 (Lassen et al., 2004b). La latence post-intégrative n’est donc pas seulement régulée au niveau de l’initiation de la transcription.
5.2. Elongation inefficace de la transcription du génome viral
Un autre mécanisme de latence proposé est l’élongation inefficace de la transcription du génome viral en absence de la protéine Tat ou des protéines cellulaires associées à Tat (Adams et al., 1994; Kao et al., 1987).
Il a été montré que des mutations dans le gène tat et dans la séquence TAR étaient responsables de la latence dans les modèles de lignées cellulaires (Emiliani et al., 1998; Emiliani et al., 1996). Les variants de la protéine Tat générés in vivo pourraient faciliter l’établissement d’une latence post-intégrative (Reza et al., 2003).
Les protéines cellulaires du complexe P-TEFb interagissant avec la protéine Tat (Herrmann and Rice, 1995) sont présentes en très faibles quantités dans les cellules T CD4+ quiescentes (Ghose et al., 2001; Herrmann et al., 1998). L’activation cellulaire augmente l’expression des protéines du complexe P-TEFb et permettrait une élongation efficace de la transcription du génome viral (Ghose et al., 2001).
De plus, la prépondérance de transcrits abortifs dans les cellules mononuclées du sang périphérique (PBMC, « Peripheral Blood Mononuclear Cell ») et les cellules T CD4+ quiescentes de patients infectés suggère un défaut d’élongation des transcrits viraux (Lassen et al., 2004b; Lin et al., 2003).
5.3. Export inefficace des transcrits viraux codant les protéines virales
tardives
L’export inefficace vers le cytoplasme des transcrits viraux codant les protéines virales tardives serait du à un faible niveau d’expression de la protéine Rev (Pomerantz et al., 1992; Pomerantz et al., 1990). Dans les modèles de lignées cellulaires, l’augmentation de l’expression des gènes viraux est associée à une augmentation des transcrits partiellement ou non épissés codant les protéines virales tardives (Pomerantz et al., 1990). De nombreuses études ont montré que les transcrits viraux exprimés par les cellules infectées de façon latente sont majoritairement des ARNm multi-épissés codant les protéines précoces Tat, Rev et Nef (Pomerantz et al., 1990). Cependant, les ARNm codant les protéines précoces ne sont pas exprimés par les lymphocytes T CD4+ quiescents (Lassen et al., 2004b).
De plus, une récente étude a montré que les cellules T CD4+ quiescentes infectées de façon latente ne contiennent pas de niveaux détectables d’ARN viraux non épissés et multi- épissés, suggérant que la latence est régulée au niveau transcriptionnel plutôt qu’au niveau post-transcriptionnel (Hermankova et al., 2003).
Les mécanismes moléculaires responsables de la latence post-intégrative ne sont donc toujours pas élucidés.
L’identification des réservoirs viraux ainsi que la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans l’établissement, le maintien et la réactivation de la latence du
Introduction
68 VIH-1 sont donc essentiels afin d’élaborer une stratégie efficace pour éliminer le virus des réservoirs cellulaires.