Une fois sécrétés, les IFN de type I et III peuvent activer de manière autocrine et/ou paracrine la voie de signalisation Jak/Stat via la fixation sur leur propre récepteur hétérodimérique, IFNRA1/IFNRA2 (IFNRA) et IL-28Bα/IL-10Rβ (IFNRL) respectivement. Les récepteurs IFNRA et IFNRL sont associés à des tyrosines kinases Jak1 et Tyk2 au niveau de leur domaine intracellulaire. Ces protéines, activées après interaction entre une molécule d’interféron et son propre récepteur, induisent la phosphorylation des facteurs de transcription STAT1 et STAT2. Ces deux facteurs forment ainsi un complexe multimérique avec le facteur de transcription IRF9. Ce complexe appelé ISGF3 est ensuite transloqué dans le noyau pour activer l’expression des ISGs via le motif ISRE contenu dans leur promoteur (figure 29).
FIGURE 29 : LA VOIE DE SIGNALISATION JAK/STAT
La fixation des IFN de type I et III sur leur propre récepteur hétérodimérique induit l’activation des kinases Jak1 et Tyk2, qui phosphoryleront le complexe ISGF3 (Stat1-Stat2-IRF9). Ce complexe transloquera dans le noyau, interagira avec les séquences ISRE pour induire les ISGs.
Données Bibliographiques Page 107 Parmi les protéines induites par la voie IFN de type I ou III (ISGs), certaines peuvent avoir une action directe sur divers étapes de la réplication virale telles les protéines OAS1, PKR, MxA, ISG56, APOBEC, vipérine, tétherine…
La protéine OAS1, induite par l’interféron, est synthétisée sous forme inactive et peut être activée après stimulation par de l’ARN double brin. Elle catalyse la synthèse d’un oligo-adénylate ppp(A2’p)nA, ou 2-5A, contenant des liaisons phosphodiester. Cet oligo-adénylate peut ensuite activer la RNase L qui digérera ainsi les ARN viraux pour inhiber la réplication (Samuel 2001).
La protéine PKR est synthétisée sous forme inactive et peut être également activée en réponse à un ARN double brins. En outre, elle peut répondre à un stress cellulaire appelé PACT (Patel, Handy et al. 2000). La protéine PKR est une sérine/thréonine kinase qui se dimérise et s’auto-phosphoryle pour devenir active. Elle inhibe la traduction en phosphorylant eIF2α, sous unité α du facteur 2 d’initiation de la traduction, ce qui permet son interaction avec eIF2β. En effet, une fois séquestré, le facteur eIF2β ne permet plus l’échange entre le GDP et le GTP sur eIF2 ce qui inhibe l’initiation de la traduction (Samuel 2001).
La protéine ISG56 peut également inhiber l’initiation de la traduction en interagissant avec le complexe eIF3. En effet, cette interaction déstabilise le complexe de transfert eIF2-GTP-tRNAi Met ce qui bloque les processus de traduction coiffe-dépendante. A l’inverse, la synthèse protéique initiée par un IRES n’est pas perturbée (Randall and Goodbourn 2008). La protéine MxA possède également une action antivirale efficace. En effet, elle agirait au niveau des nucléocapsides virales en les séquestrant. Il a ainsi été montré que MxA sédimentait avec la nucléocapside du virus Thogoto in vitro et de par cette interaction, la nucléocapside serait alors incapable d’être transportée et de transloquer dans le noyau pour poursuivre son cycle de réplication (Haller and Kochs 2002). MxA et OAS1 pourraient également être responsables de l’inhibition de la réplication du virus HBV observée après stimulation par IL-17 en cellules HepG2.2.15 (Wang, Zhao et al. 2013).
Les protéines APOBEC sont des désaminases de cytidines possédant une activité virale contre un large spectre de rétrovirus. Parmi ces protéines, on peut citer APOBEC3F et APOBEC3G. Leur mode d’action implique, en plus des mutations de la matrice virale par déamination, une inhibition de la transcription inverse. Ces protéines peuvent être encapsidées dans les virions néoformés et ainsi être transférées dans les cellules nouvellement infectées. Il existe un mécanisme d’échappement viral mis en place par la protéine Vif du HIV qui, par ubiquitination, induit la dégradation des protéines APOBEC via le protéasome (Goila-Gaur and Strebel 2008).
Données Bibliographiques Page 108 La protéine vipérine possède également une activité antivirale en perturbant la formation des radeaux lipidiques, structures importantes impliquées dans la réplication et le bourgeonnement de certains virus. Ainsi, en interagissant avec la FDS (pour « Famesyl Diphosphatase Synthase »), elle pourrait par exemple perturber le bourgeonnement du virus influenza (Wang, Hinson et al. 2007). Récemment, il a été montré qu’elle pouvait également être impliquée dans le contrôle de l’infection par le virus chikungunya (Teng, Foo et al. 2012).
La protéine tétherine (ou BST-2) possède un large spectre d’action antivirale en perturbant également le bourgeonnement viral (Sauter, Specht et al. 2010). Elle serait ainsi capable d’inhiber la propagation des virus de la famille des rétrovirus, arénavirus, flavivirus (HCV), herpesvirus, orthomyxovirus (influenza A) et filovirus (Swiecki, Omattage et al. 2013). Parallèlement, diverses stratégies d’évasion auraient été développées par les virus à son encontre pour échapper à son action antivirale. On peut par exemple citer la protéine Vpu du virus HIV-1 qui pourrait interagir avec la tétherine et induire sa dégradation par le protéasome via son ubiquitination (Vigan and Neil 2010).
En plus de leur action antivirale directe, certains ISGs peuvent également induire un état pro-apoptotique dans les cellules infectées pour favoriser l’élimination virale. Plus particulièrement, les protéines OAS et PKR peuvent être impliquées dans des phénomènes liés à l’apoptose. De plus, parmi les ISGs induits par les interférons se trouvent des gènes de pro-caspases et finalement, P53, un gène pro-apoptotique, pouvant également être induit sous l’effet de l’interféron (Lee, Kim et al. 2009).
III.3.2 L’interaction entre HBV et le système
immunitaire innée
III.3.2.1 HBV : un virus invisible pour le système immunitaire
inné ?
A l’heure actuelle, le rôle de l’immunité innée dans le contrôle de l’infection HBV est encore peu décrit, et ceci contrairement à l’implication de la réponse adaptative dans la restriction virale (Bertoletti and Ferrari 2012). Ainsi, son rôle est toujours controversé du fait de la difficulté d’identifier, d’analyser et de recruter des patients diagnostiqués dans les phases précoces d’infection (réplication lente, virémie faible, absence de symptômes…), et les limites expérimentales imposées par les modèles in vitro et in vivo pour l’étude du virus HBV (cf. partie « les modèles d’étude du HBV »).
Données Bibliographiques Page 109 Le virus HBV a longtemps été considéré comme un faible activateur de la réponse innée dans les phases aigües d’infection. Contrairement aux personnes infectées par les virus HCV et HIV, les patients infectés par HBV sécrètent faiblement et tardivement de cytokines proinflammatoires IFN-α, TNF-α, IL-15, IL-10 et IL-6, durant les phases précoces d’infection (Stacey, Norris et al. 2009). De plus, aucune activation de la réponse IFN de type I n’a pu être mise en évidence lors de la phase d’expansion logarithmique du virus chez les patients (Dunn, Peppa et al. 2009). Ces observations cliniques ont pu être confirmées dans les modèles animaux marmottes et chimpanzés où, malgré une réplication active du virus, l’activation de la réponse innée pendant les premières semaines d’infection n’a pu être clairement détectée (Wieland and Chisari 2005; Fletcher, Chin et al. 2012).
Cependant, des études semblent montrer que certains PAMPs du virus HBV pourraient bien être reconnus par le système des PRRs (Durantel and Zoulim 2009). Ainsi, des données du laboratoire ont pu montrer que la réplication virale, induite par une transduction baculovirale délivrant le génome HBV dans les cellules HepaRG, permettait l’activation de la réponse IFN-β, et ainsi la mise en place d’un état antiviral responsable de la clairance de l’infection (Lucifora, Durantel et al. 2010). Les mécanismes impliqués dans la détection du virus HBV et l’implication de la réponse innée dans le contrôle de l’infection sont, à l’heure actuelle, toujours inconnus. En effet, aucune donnée n’a encore pu identifier les PAMPs HBV, les PRRs, la signalisation engagée, ainsi que les ISGs impliqués dans la résolution de l’infection. Le virus HBV est un virus ADN utilisant une matrice ADN nucléaire (ADNccc), qui code en abondance l’ARNpg utilisé pour l’étape de rétrotranscription au niveau cytoplasmique. Ainsi, de nombreux senseurs cytoplasmiques à ADN/ARN et nucléaire pourraient être impliqués dans la détection du virus HBV dans les hépatocytes (cf. partie « Le système de détection des pathogènes médié par les PRRs »).
Par ailleurs, in vitro, les cellules de Kupffer, au sein d’une culture d’hépatocytes primaires humains, pourraient également détecter HBV et induire, dès lors, une réponse proinflammatoire associée à la sécrétion des cytokines IL-6, IL-8, TNF-α et IL-1β (Hosel, Quasdorff et al. 2009). De façon intéressante, dans cette étude, l’activation de la réponse innée n’aura été que transitoire, et pourrait ainsi être le reflet d’une inhibition active médiée par HBV.
Les cellules NKs ont également un rôle clé dans le système immunitaire innée, et peuvent être activées soit, via les cytokines IFN de type I, IL-12 et IL-18, présentes dans le microenvironnement lors d’une infection, soit via la présence ou l’absence de récepteurs activateurs et inhibiteurs, respectivement, en surface des cellules infectées. Les hépatocytes expriment un taux faible de molécules CMH de classe I (Gehring, Sun et al. 2007). Ainsi, un stress cellulaire induit par la détection du virus HBV pourrait aisément induire une augmentation de ces molécules et activer les NKs, même en l’absence d’une réponse mesurable de la voie IFN de type I. Ainsi, dans le modèle chimpanzé infecté par HBV, la
Données Bibliographiques Page 110 clairance virale associée à une réponse adaptative efficace, serait précédée d’un pic de sécrétion d’IFN-γ et de TNF-α, cytokines pouvant être sécrétées par les NKs, au niveau intrahépatique (Guidotti, Rochford et al. 1999). Dans le modèle de la marmotte, l’activation des NKs et NKTs, au niveau intrahépatique, a également pu être observée à des stades précoces (48h p.i.), suivant l’infection par des doses importantes de virus HBV (Guy, Mulrooney-Cousins et al. 2008). De façon intéressante, dans cette étude, l’activation précoce de l’immunité innée aura été corrélée avec la diminution de la réplication virale, mais de façon transitoire seulement, suggérant un mécanisme d’évasion actif du virus HBV. D’autres études ont montré que l’activation des NKs dans les stades précoces de l’infection HBV n’exerçait pas d’effet antiviral direct, mais d’avantage une action de coordination, avec la sécrétion des cytokines IFN-γ et TNF-α, pour mettre en place une réponse immunitaire adaptative efficace pour éliminer l’infection (Yang, Althage et al. 2010).
Ces données suggèrent finalement que le virus HBV pourrait être détecté par les hépatocytes, mais aussi par les cellules immunitaires innées hépatiques telles que les KCs et les NKs/NKTs. De plus, de nombreuses études tendent à démontrer que le virus HBV aurait mis en place des mécanismes d’inhibition actifs de la réponse innée, ce qui pourrait expliquer que son activation est souvent retrouvée faible et/ou transitoire (Guy, Mulrooney-Cousins et al. 2008; Hosel, Quasdorff et al. 2009). En effet, via ses protéines virales, le virus HBV pourrait contrecarrer, in fine, l’activation de la réponse antivirale qui pourrait être mise en place suite à la détection de ces PAMPs.
III.3.2.2 HBV : un virus particulièrement efficace pour inhiber
les réponses immunes de l’hôte
De nombreuses études tendent ainsi à montrer que les différentes protéines virales pourraient être particulièrement efficaces pour inhiber activement la réponse innée au niveau hépatique et systémique.