Modèles d’étude

Les techniques de biologie moléculaire ont permis la découverte du VHC, mais également l’étude de son organisation génomique et la caractérisation biochimique de ses protéines virales. Pendant de nombreuses années, l’étude du cycle infectieux du virus était bloquée en raison de l’absence d’un modèle de culture cellulaire efficace ou d’un modèle animal permettant l’amplification génomique du VHC et la production des particules virales infectieuses. L’étude des propriétés physico-chimiques et la pathogenèse du VHC ont été réalisées sur des extraits cliniques et par infection expérimentale du chimpanzé par le sérum

des patients infectés par le VHC. Afin de caractériser les étapes du cycle infectieux et d’étudier les interactions du virus avec les cellules cibles, certains modèles ont été mis en

place. Un système de culture cellulaire du VHC a été développé en 2005, « VHCcc », permettant la production de particules virales infectieuses. D’autres modèles d’étude ont été développés comme le modèle des réplicons génomiques et subgénomiques et le modèle des pseudo-particules virale du VHC « VHCpp ». Le développement des modèles d’études du

VHC a permis des avancées importantes dans l’étude de la réplication virale. Ces systèmes ont contribué au développement, à l’étude de l’efficacité et des mécanismes d’action des nouvelles molécules thérapeutiques.

6-1- Modèles animaux 6-1-1- Chimpanzé

Naturellement, le VHC n’infecte que les êtres humains. Le seul animal pouvant être infecté d’une manière expérimentale par le VHC est le chimpanzé. L’infection du chimpanzé est stable, reproductible et progresse d’une manière similaire à celle observée chez l’homme. Cette infection expérimentale est caractérisée par une virémie, c'est-à-dire la présence d’un ARN viral détectable dans le sang, et par le développement de réponses immunitaires non spécifiques et adaptatives. En revanche, l’utilisation du modèle du chimpanzé est limitée car la sévérité de la maladie hépatique est moins importante que chez l’homme (Bradley, 2000). Pour des raisons éthiques et de rareté de l’animal, le chimpanzé étant une espèce protégée, son utilisation a été stoppée dans la plupart des pays.

6-1-2- Autres modèles

Des efforts importants ont été développés afin de chercher des modèles animaux plus abordables pour améliorer les systèmes cellulaires permettant la production des virions. Récemment, le modèle des souris xénogreffées, « humanisées » par la greffe d’hépatocytes humains a été développé. Ces souris utilisées sont immunodéprimées « souris SCID » (Serve Combined Immuno-Deficiency), portant un transgène activateur de plasmiogène « Alb-uPA » (Albumin-urokinase-type Plasminogen Acticvator) permettant la destruction de leur foie, qui sera par la suite colonisé par des cellules hépatiques humaines. L’infection expérimentale de ces souris par le sérum des patients infectés par le VHC assure la production des virions.

6-2- Modèles cellulaires 6-2-1- Réplicons

Le développement de réplicons du VHC a constitué une avancée majeure dans l’étude de la réplication de ce virus. Il s’agit d’ARN réplicatifs autonomes. Ils sont typiquement bicistroniques, constitués d’une séquence codant un marqueur de sélection, placée sous le contrôle de l’IRES du VHC, et de la séquence codant les protéines du VHC, placée sous le contrôle de l’IRES hétérologue du virus de l’encéphalomyocardite (VEMC), le tout étant

l’intégralité du génome viral, et les réplicons subgénomiques se répliquent de manière efficace dans les cellules hépatocytaires « Huh7 » (Figure 10) (Lohmann et al., 1999).

Figure 10 : Représentation schématique du système des réplicons du VHC

6-2-2- Pseudo-particules virales

Le développement des pseudo-particules virales du VHC « VHCpp » a constitué une étape majeure dans l’étude de l’entrée du virus dans la cellule cible (Bartosch et al., 2003 ; Drummer et al., 2003). Ces pseudo-particules sont des virus chimériques obtenus après transfection des cellules embryonnaires humaines HEK-293T par trois vecteurs (Figure 11). Le premier vecteur code les glycoprotéines d’enveloppe E1 et E2 du VHC, le deuxième code la capside du virus de la leucémie murine (MLV) ou du virus de l’immunodéficience humaine (VIH) et le troisième vecteur exprime un gène rapporteur codant la protéine fluorescente verte « GFP » ou la luciférase. Une fois formées, les pseudo-particules virales sont secrétées dans le milieu de culture cellulaire permettant ainsi l’infection des cellules.

Figure 11 : Représentation schématique de la production des pseudo-particules virales

6-2-3- Particules virales produites en culture cellulaire

En 2001, Kato et ses collaborateurs ont pu isoler un clone particulier du VHC provenant d’un patient japonais atteint d’une hépatite fulminante. Il s’agissait du VHC de génotype 2a, nommé JFH-1 (Japanese fulminant hepatitis) (Kato et al., 2001). En 2003, ces mêmes auteurs ont pu construire un réplicon subgénomique capable de se répliquer d’une manière efficace et autonome dans les cellules hépatocellulaires humaines Huh-7 (Kato et al., 2003). En 2005, l’équipe de Wakita et ses collaborateurs a pu mettre en place un système de culture cellulaire permettant la production de particules virales infectieuses (Wakita et al., 2005). La transfection des cellules Huh-7 par l’ARN viral du clone JHF-1, assure la production des virions (Figure 12). La production du VHC en culture cellulaire est désignée par « VHCcc ». Elle a permis l’étude du cycle viral complet puisque les cellules infectées produisent de nouvelles particules virales.

Figure 12 : Représentation schématique de la production de VHCcc

L’ADN complémentaire (ADNc) de l’ARN génomique viral JFH-1 est transcrit in vitro à partir du promoteur T7. Les ARNs viraux produits sont utilisés pour transfecter les cellules hépatocytaires humaines naïves Huh-7. Les cellules transfectées sont capables de produire des particules virales infectieuses appelées « VHCcc » qui sont à leur tour utilisées pour infecter des nouvelles cellules hépatocytaires. Cette infection permet l’étude du cycle infectieux complet car les cellules infectées sont capables de produire des nouvelles particules virales.