i. Les interférons : mécanisme d’action et pharmacocinétique
Cette famille de protéines autocrines et paracrines stimule des réseaux intra et intercellulaires qui régulent la résistance aux infections virales, active la réponse immunitaire innée ou adaptative et module la survie et la mort des cellules normales et tumorales.
Trois classes d’IFN ont été identifiées, désignées type I à III, et classées en fonction du récepteur par lequel ces protéines signalaient: les interférons de type I regroupent entre autres les IFN α, IFN β, IFN ω, IFN ε/τ, IFN κ, les IFN de type II ont un seul représentant, l’IFN γ, et les IFN de type III, récemment décrits, regroupent 3 IFN λ (de 1 à 3). Ces derniers auraient comme les IFN de type I des propriétés antivirales et pourraient être les ancêtres des IFN de type I (Levraud, 2007). Ils utilisent des récepteurs différents mais les mêmes voies de signalisation.
Les IFNα sont produits principalement par les leucocytes (monocytes et macrophages) suite à une infection virale. Chez l’homme, il existe plus d’une vingtaine de sous-espèce d’IFNα. Les sous-espèces α-2a et α-2b sont utilisées en thérapeutique. Les gènes codant pour les IFNs sont activés et transcrits selon des mécanismes complexes.
Lors d’une infection par le HCV, la première ligne de défense mise en jeu par l’hôte pour combattre l’infection est la réponse innée et en particulier la production d’IFN de type I. Elle est induite par 2 voies principales :
1- l’ARN viral est reconnu par des senseurs cytoplasmiques tels que RIG-I
(retinoic acid inducible gene-I) ou MDA-5 (melanoma differentiation antigen 5) qui vont ensuite se lier à l’IPS-1 (IFN-β promoter stimulator-1) ce qui va permettrent l’activation de l’IRF-3 (transcription factors interferon regulatory factor-3) et de NF-κB (nuclear factor κB). Ces facteurs de transcription seront transloqués dans le noyau et induiront la production d’IFN-β (Johnson, 2006) ;
2- la voie de signalisation par les TLR (Toll Like Receptors). Les TLR 3, 7 et 8
sont impliqués dans les mécanismes de défense de l’hôte contre les infections virales. La reconnaissance d’ARN double brin (ARN db) par TLR 3 induit le recrutement de la protéine adaptatrice TRIF (TIR domain containing adaptator- inducing IFN-β) puis active les facteurs de transcriptions IRF3 et NF-κB qui induisent la transcription des gènes de l’IFN-β. TLR 7 et 8 sont exprimés dans le compartiment endosomal. Ils reconnaissent des ARN simple brin et recrute la protéine adaptatrice MyD88 (myeloid differentiation factor factor 88), active les facteurs de transcription IRF7 et NF-κB. Ces derniers activent la production de cytokines pro-inflammatoires et d’IFN de type I (Akira, 2006).
Les voies de signalisation des IFN sont ensuite activées, induisant la production de différentes molécules antivirales. Ces cytokines interagissent avec des récepteurs membranaires pour exercer leurs effets sur les cellules cibles. Toutes les lignées cellulaires, à l’exception des érythrocytes mâtures, expriment à leur surface des récepteurs aux IFN de type I ou II (IFNAR I ou II). Les récepteurs fonctionnels sont constitués de plusieurs sous-unités protéiques distinctes comportant un domaine transmembranaire. La fixation du ligand à son récepteur induit une dimérisation de ce dernier et une cascade de signaux intracellulaires très similaires pour les IFN de types I et III (Figure 8) (Sadler, 2008). L’initiation de cette cascade commence par l’activation des protéines de la famille des Janus kinases (Jaks) qui
sont associées aux domaines intracytoplasmiques des récepteurs à l’IFN. Ces Jaks induisent la phosphorylation des protéines STATs. Les STATs phosphorylées forment un complexe multimérique avec la protéine IFN regulator factor 9 (IRF9), qui est transloqué dans le noyau et se lie à une séquence d’ADN appelée IFN-stimulated response element (ISRE), située dans le promoteur des gènes inductibles par les IFNs ou ISG (gènes inductibles par l’IFN) (Stark, 1998). Ainsi, un grand nombre de protéines antivirales peuvent être induites sous le contrôle des IFN.
Les effecteurs de la réponse antivirale médiée par l’IFNα
Les propriétés biologiques des IFN sont pléiotropes et mettent en jeux l’expression de nombreux gènes cellulaires et la synthèse de protéines de novo. L’effet antiviral des IFN est médié principalement par les protéines ci- dessous (Sadler, 2008).
La famille des 2’5’ oligoadénylate synthases (2’5’ OAS) représente un groupe d’enzymes présentes à l’état basal dans de nombreuses cellules, et activées par la voie IFN. Elles polymérisent les molécules d’adénosine triphosphate (ATP) en 2’5’ oligoadénylates (3 à 5 unités) qui activent l’endoribonucléase L (RNase L). La RNase L activée est responsable du clivage des ARN viraux simple brin et inhibe ainsi la synthèse protéique. Ce système inhibe la réplication de nombreux virus et peut également modifier la croissance cellulaire. Le système 2’5’OAS/RNase L contribuerait également à l’activité antivirale de l’IFN en induisant l’apoptose des cellules infectées (Castelli, 1998).
la protéine kinase dépendante des ARN bicaténaires (PKR) est une sérine
thréonine kinase qui affecte de nombreux processus cellulaires et inhibe la réplication virale. En position N-terminale, elle présente un site de liaison des ARNdb et en position C-terminale un domaine catalytique (Meurs, 1990). Présente à l’état inactif dans les cellules, elle est activée entre autre par les ARN db entre autre. Le site catalytique ainsi démasqué peut phosphoryler de nombreuses protéines. En phosphorylant la sous-unité α d’eIF2, elle empêche la traduction des protéines et le recyclage des facteurs d’initiation de la traduction (Clemens, 1997). Ainsi, la synthèse des protéines cellulaires et
la synthèse des protéines virales ne serait pas inhibée. En effet, l’IRES HCV serait insensible à la phosphorylation d’eIF2, ce qui n’empêcherait pas la traduction des ARN (Esteban 2009; Garaigorta, 2009). La PKR participe aussi à l’élimination des virus en médiant l’apoptose par différents mécanismes (Lee, 1997; Fujimoto, 1998).
Figure 8 : Voies de signalisation des IFN de type I et III (d’après Sadler, 2008)
une isoforme des adénosines déaminases spécifiques des ARNdb (ADAR) est un autre facteur de l’activité antivirale des IFN. Cette enzyme reconnaît les ARN db et les déroule en convertissant systématiquement les adénosines en inosines. De nombreux ARN viraux ayant un ARN db comme intermédiaire de
IFN de type I IFN de type III
Noyau