Centre d’Etudes Doctorales des Sciences de la Vie et de la Santé
Filière de biologie médicale, pathologie humaine et expérimentale et environnement
THESE
En vue de l’obtention du
Doctorat National
N°de thèse 05/19 CSVS
Présentée et soutenue publiquement le : 03/10/2019
Par
Fatima YOUSSOUFI
Titre
LES FACTEURS GénétiqueS de la variabilité
interindividuelle de la réponse à l’inFeCtion par le vih-1 :
rôle des gènes du système HLA
JURY
Pr M. ADNAOUI, Professeur de Médecine interne Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V- Rabat Président de jury
Pr S. MRANI, Professeur de Virologie, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V– Rabat Directeur de thèse
Pr Y. SEKHSOKH, Professeur de Microbiologie Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V- Rabat Rapporteur
Pr J. ELBAKKOURI, Professeur d’Immunologie, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Hassan II- Casablanca Rapporteur
Pr A. BELMEKKI, Professeur d’Hématologie Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V- Rabat Rapporteur
Centre d’Etudes Doctorales des Sciences de la Vie et de la Santé
Filière de biologie médicale, pathologie humaine et expérimentale et environnement
THESE
En vue de l’obtention du
Doctorat National
N°de thèse 05/19 CSVS
Présentée et soutenue publiquement le : 03/10/2019
Par
Fatima YOUSSOUFI
Titre
LES FACTEURS GénétiqueS de la variabilité
interindividuelle de la réponse à l’inFeCtion par le vih-1 :
rôle des gènes du système HLA
JURY
Pr M. ADNAOUI, Professeur de Médecine interne Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V- Rabat Président de jury
Pr S. MRANI, Professeur de Virologie, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V– Rabat Directeur de thèse
Pr Y. SEKHSOKH, Professeur de Microbiologie Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V- Rabat Rapporteur
Pr J. ELBAKKOURI, Professeur d’Immunologie, Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Hassan II- Casablanca Rapporteur
Pr A. BELMEKKI, Professeur d’Hématologie Faculté de Médecine et de Pharmacie, Université Mohammed V- Rabat Rapporteur
3 A
4
Je tiens à exprimer tout d’abord mes remerciements aux membres du jury,
Monsieur le Professeur M. ADNAOUI
Merci infiniment d’avoir accepté de présider ce jury malgré votre agenda chargé. Votre énorme apport dans la prise en charge de personnes vivantes avec le VIH au Maroc est inestimable. C’est un honneur pour moi d’avoir dans ce jury un grand acteur national et international de la lutte contre le VIH/SIDA. Soyez assuré de ma gratitude.
.
Monsieur le Professeur S.MRANI
Je vous remercier pour tout le soutien que vous m’avez apporté au cours de ce travail. Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance de m’avoir accepté sans réserve, de diriger cette thèse malgré les prérogatives qui vos tiennes et de m’avoir accueillie au sein
de votre équipe, pour la confiance et la liberté que vous m’avez accordées.
Monsieur le Professeur Y. SAKHSOUKH
Merci Professeur pour m’avoir accueilli au sein du laboratoire LRB P3.Merci pour l’intérêt que vous avez porté à ce travail. Un grand merci d’avoir accepté de faire partie
de ce jury. Je suis très honoré. Veuillez accepter mes sincères remerciements
Madame le Professeur J. ELBAKKOURI
Je vous remercie infiniment d’avoir accepté d’être rapporteur de cette thèse. Je suis très honoré que vous ayez bien voulu apporter à ce travail votre expertise. Merci de prendre le temps de venir à Rabat pour particper à mon jury. Je tiens à vous exprimer
toute ma reconnaissance.
Monsieur le Professeur A. BELMEKKI
Merci pour l’intérêt que vous avez porté à ce travail. Merci d’avoir accepté de faire partie de ce jury. Je suis très honoré. Veuillez accepter mes sincères remerciements.
5
Je remercie le directeur du Centre d’Etudes Doctorales des sciences de la
vie et de la santé, Monsieur le Professeur JAMAL TOUFIK
Merci de m’avoir accueilli au sein de votre école doctorale et de m’avoir permis d’effectuer cette thèse dans de bonnes conditions. Je serais toujours admirative de votre
rigueur scientifique, de votre créativité, de votre efficacité et de votre amour pour cette école.
6
A Mon Directeur de Thèse
Monsieur le Professeur S.MRANI
Directeur du Centre de Recherche de Génomique des Pathologies Humaines
(GENOPATH)
Je vous remercie de m'avoir accueilli au sein de vote équipe de Recherche en Virologie Moléculaire et Oncobiologie du centre GENOPATH et de m'avoir accordé la confiance et la liberté de travailler et d'évoluer. Vous m’avez apporté un grand soutien au cours de ces années passées. Je tiens à exprimer toute ma reconnaissance d'avoir accepté sans réserve,
7
Un grand merci à Monsieur le Professeur H.EL ANNAZ
Ce travail ne serait pas aussi riche et n’aurait pas pu voir le jour sans votre aide et votre encadrement, je vous remercie infiniment pour la qualité de votre encadrement exceptionnel, votre patience, votre rigueur et votre disponibilité durant ma préparation de
cette thèse, vous avez toujours été là pour répondre à mes questions techniques ou scientifiques. Merci pour votre humanité et votre gentillesse en n’oubliant jamais vos petits
mots d’encouragement.
Je remerci Monsieur le Professeur A. LARAQUI
C’est avec un grand honneur et un grand plaisir que je vous remercie. Merci infiniment pour votre encadrement, votre esprit scientifique, votre humanité et votre gentillesse. Merci de m’avoir transmis votre rigueur et votre disponibilité, mais aussi de
m’avoir appris à être critique, à exploiter une manip jusqu’au bout pour en tirer le maximum d’informations. Merci de m’avoir transmis une partie de vos connaissances et
votre savoir-faire.
Monsieur le Professeur T. TAHAR
Un grand merci pour votre gentillesse et humanité, pour vos précieux conseils et vos encouragements, merci pour vos judicieuses orientations.
A mes collègues de CEDOC SVS de la Faculté de Médecine et de Pharmacie
de Rabat
Je tiens à remercier l’ensemble des personnes qui ont collaboré de près ou
de loin à ce travail.
8
Toutes les lettres ne sauraient trouver les mots qu'il faut...?
Tous les mots ne sauraient exprimer la gratitude, l'amour,
respect, la reconnaissance...?
Aussi, c'est tout simplement que...?
9
A MA TRÈS CHÈRE MÈRE
Autant de phrases aussi expressives soient-elles ne sauraient montrer le
degré d’amour et d’affection que j’éprouve pour toi.
A la plus douce et la plus merveilleuse de toutes les mamans. Tu
représentes pour moi le symbole de la bonté par excellence. A une personne
qui m’a tout donné sans compter. Aucun hommage ne saurait transmettre à sa
juste valeur ; l’amour, le dévouement et le respect que je porte pour toi. Sans
toi, je ne suis rien, mais grâce à toi j’obtiens mon doctorat national.
J’implore Dieu qu’il te procure santé et qu’il m’aide à te compenser tous les
malheurs passés. Pour que plus jamais le chagrin ne pénètre ton cœur, car
j’aurais encore besoin de ton amour. Je te dédie ce travail qui grâce à toi a
pu voir le jour. Je te dédie à mon tour cette thèse qui concrétise ton rêve le
plus cher et qui n’est que le fruit de tes conseils et de tes encouragements. Tu
n’as pas cessé de me soutenir et de m’encourager, ton amour, ta générosité
exemplaire et ta présence constante ont fait de moi ce que je suis aujourd’hui.
Tes prières ont été pour moi un grand soutien tout au long de mes études.
J’espère que tu trouveras dans ce modeste travail un témoignage de ma
gratitude, ma profonde affection et mon profond respect. Puisse Dieu tout
puissant te protéger du mal, te procurer longue vie, santé et bonheur afin que
je puisse te rendre un minimum de ce que je te dois.
10
A MON TRÈS CHER PÈRE
Autant de phrases et d’expressions aussi éloquentes soit-elles ne
sauraient exprimer ma gratitude et ma reconnaissance.
De tous les pères, tu as été le meilleur, tu as su m’entourer d’attention,
m’inculquer les valeurs nobles de la vie, m’apprendre le sens du travail, de
l’honnêteté et de la responsabilité.
Tes conseils ont toujours guidé mes pas vers la réussite. Ta patience
sans fin, ta compréhension et ton encouragement sont pour moi le soutien
indispensable que tu as toujours su m’apporter.
Je te dois ce que je suis aujourd’hui et ce que je serai demain et je ferai
toujours de mon mieux pour rester ta fierté et ne jamais te décevoir. Rien au
monde ne vaut les efforts fournis jour et nuit pour mon éducation et mon bien
être. Ce travail est le fruit des sacrifices que vous avez consentis pour mon
éducation et ma formation.
Que Dieu le tout puissant te préserve, t’accorde santé, bonheur, quiétude
de l’esprit et te protège de tout mal.
11
A MES CHERS ET ADORABLE FRERES ET SŒUR
Abdelaziz, mon deuxième père, Najia la prunelle de mes yeux, Abdelhak,
Le doux, au cœur généreux et Simohammed.
Vous avez été à mes côtés pendant toutes les étapes de mes études, je
vous en suis très reconnaissante.
L’encouragement, les conseils et les soutiens que vous m’avez apporté
étaient et reste la bouffée d’oxygène qui me ressourçait dans les moments
pénibles
Quoique je puisse dire et écrire, Aucune dédicace ne peut exprimer la
profondeur des sentiments fraternels et d’amour, d’attachement que j’éprouve
à votre égard.
Je vous dédie ce travail en témoignage de ma profonde affection en
souvenirs de notre indéfectible union qui s’est tissée au fil des jours. J'espère
ne jamais vous décevoir, ni trahir votre confiance et vos sacrifices. Je vous
souhaite une vie pleine de bonheur et de succès. Puisse dieu vous protéger,
garder et renforcer notre fraternité.
A MA TRES CHERE ET ADORABLE BELLE SŒUR ET
BEAU FRERE
Quoique je dise, je ne saurais exprimer l’amour et la tendresse que j’ai
pour vous. Je vous remercie, pour votre support et vos encouragements, et je
vous dédie ce travail, pour tous les moments de joie et de taquinerie qu’on a
pu partager ensemble.Puisse DIEU, le tout puissant, vous préserver du mal,
vous combler de santé et de bonheur.
À MES CHERS PETITS NEVEUX ET A MES PETITE
PERLES NIECES
Aucune dédicace ne saurait exprimer tout l’amour que j’ai pour vous, Votre
joie et votre gaieté me comblent de bonheur. Puisse Dieu vous garder, éclairer
12
Table des matières
Introduction
13
Remerciements ... 3
Table des matières ... 12
Résumé ... 18
Abstract ... 19
صخلم ... 20
Production scientifique liée à la thèse ... 21
Liste des tableaux ... 22
Liste des figures ... 23
Liste des abréviations ... 25
Première partie : synthèse bibliographique ... 29
Chapitre I : Généralités sur le virus de l’immunodéficience humaine ... 30
1. Historique ... 31
2. Taxonomie et Classification du VIH ... 33
3.1. Structure du virus ... 34
3.2.1. Les gènes majeurs du VIH-1 ... 36
3.2.2 . Les gènes supplémentaires du VIH ... 38
4. Variabilité génétique du VIH ... 39
4.1. Le VIH-1 ... 40
4.2. Le VIH-2 ... 42
4.3. Formes recombinantes circulantes (CRF) ... 43
5. Origine du VIH ... 44
5.1. Passage du VIH du singe à l’Homme... 45
6. Epidémiologie ... 47
6.1. L’épidémiologie dans le monde ... 47
6.2. L’épidémiologie au Maroc ... 50
7. Modalités de transmission ... 50
7.1. Transmission par voie sexuelle ... 51
7.2. Transmission par voie sanguine. ... 51
7.2.1. Usagers de Drogues par Injection (UDI). ... 52
7.2.2. Transfusion de sang ou de dérivés du sang ... 52
7.2.3. Accidents d'exposition au sang (AES) ... 52
8. Cellules cibles, cycle de réplication et tropismes. ... 52
8.1. Cellules cibles du VIH ... 52
8.2. Cycle de la réplication ... 54
14
9.1. Classification biologique de l’infection par VIH ... 57
9.1.1. La primo-infection (phase séroconversion) ... 57
9.1.2. La phase asymptomatique (ou phase de latence clinique -7 à 10 ans) ... 58
9.1.3. Le stade SIDA (phase symptomatique) ... 58
9.2. Classification clinique ... 60
10. Le diagnostic biologique de l’infection par le VIH ... 62
10.1. Tests de dépistage sérologique ... 63
10.1.1. Les tests ELISA ... 63
10.1.2. Les tests rapides d’orientation diagnostique (TROD ou TDR) ... 64
10.1.3. Le test de confirmation sérologique : western-blot ou immuno-blot ... 65
10.2. Diagnostic direct de l’infection par le VIH-1 ... 67
10.2.1. Détection de l’antigène viral p24 ... 67
10.2.2. Détection des acides nucléiques viraux ... 67
10.2.3. Isolement du VIH en culture ... 67
10.3. Le suivi des patients infectés par les virus VIH ... 68
11. Les Antirétroviraux... 69
11.1. Objectifs généraux du traitement antirétroviral. ... 69
11.2. Classes d’antirétroviraux ... 70
11.2.1. Inhibiteurs de l’entrée ... 71
11.2.2. Inhibiteurs de la transcriptase inverse ... 71
11.2.3. Inhibiteurs de l’intégrase ... 72
11.2.4. Inhibiteurs de protéase ... 73
12. La réponse immunitaire contre le VIH ... 73
12.1. La réponse innée ... 73
12.2. La réponse adaptative ... 74
13. Cas particulier de patients exposés non infectés et LTNP ... 76
13.1. Présentation des patients exposés non infectés ... 76
13.2. Présentation des patients « long term non progressors (LTNP) » ... 76
Chapitre II :Généralités sur le système des antigènes des leucocytes humains ... 80
1. Historique ... 82
2. Gènes et molécules du HLA ... 82
3. Caractéristique du système HLA ... 83
3.1. Le polymorphisme ... 83
3.2. La transmission en haplotype ... 86
3.3. La codominance ... 86
15
4.1. Structure des molécules de classe I ... 86
4.2. Distribution tissulaire des molécules HLA I ... 87
4.3. Nature de peptide présenté par HLA I ... 88
4.4. Présentation de peptides antigéniques par le CMH-I ... 88
5. Gènes de HLA classe II ... 90
5.1. Structure des molécules de classe II ... 90
5.2. Distribution tissulaire des molécules HLA II... 91
5.3. Nature de peptide présenté par HLA II ... 92
5.4. Présentation de peptides antigéniques par le HLA II. ... 92
6. Nomenclature. ... 93
7. Méthodes utilisées pour la réalisationd’un typage HLA... 95
Chapitre III: HLA et maladie infectieuse VIH ... 98
1. Introduction ... 99
2. L'influence du système HLA sur laprogression de l'infection par le VIH-1 ... 100
2.1. Les allèles HLA-A Protecteurs. ... 101
2.2. Les allèles HLA-B protecteurs ... 102
2.3. Allèles HLA associés à la susceptibilité au VIH ... 104
3. HLA et hypersensibilité médicamenteuse ... 106
3.1. Hypérsensibilité ... 106
3.2. Hypersensibilité médicamenteuse ... 107
3.3. Phénomène de sensibilisation ... 107
3.3.1. Le concept d’haptène ... 108
3.3.2. Le concept p-i ... 108
4. HLA et hypersensibilités médicamenteuses ... 109
4.1. Propriétés pharmacologiques de l’abacavir ... 109
4.2. Mécanisme de l’hypersensibilité à l’abacavir ... 111
5. Manifestations de la réaction d’hypersensibilité à l’abacavir ... 115
5.1. Association entre l’hypersensibilité à l’abacavir et HLA-B*5701 ... 117
Deuxième partie : Travaux de thèse ... 122
Context général ... 123
Chapitre I : L’allèle HLA-B*57 :01 et l’hypérsensibilité à l’abacavir ... 126
1. Lieu d’étude ... 127
2. Patients ... 127
2.1. Présentation des patients ... 127
2.2. Considerations Ethiques ... 127
16
3. Méthodes ... 128
3.1. Paramètres cliniques du VIH ... 128
3.2. Extraction de l’ADN des échantillons. ... 128
3.3. Vérification de la qualité d’ADN par Electrophorese ... 130
3.4. Quantification de l’ADN par spectrophotométrie ... 130
3.4.1. Principes de la détermination spectrophotométrique de l’ADN. ... 130
3.5. Génotypage de HLA-B57*01 ... 131
3.5.1. Préparation des solutions d'amorces ... 133
3.5.2. Composition du mélange réactionnel dans les microtubes ... 134
3.5.3. Amplification de HLA-B*57:01 ... 134
3.5.4. Programmes PCR ... 134
3.5.5. Révélation des produits d’amplification... 135
3.5.6. Interprétation des résultats ... 137
3.6. Analyses statistiques ... 138
4. Principaux résultats ... 138
4.1. Caractéristiques des patients ... 138
4.2. Génotypage de l’allèle HLA-B*57 :01 ... 139
5. Discussion ... 140
6. Conclusion ... 144
7. Publication ... 144
Chapitre II : La prévalence et l’effet de l’allèle HLA-B*44 chez les patients infectés par le VIH ... 148
1. Présentation des patients ... 149
2. Methodes ... 149
2.1. Paramètres cliniques du VIH ... 149
2.2. Extraction de l’ADN des échantillons. ... 149
2.3. Génotypage de l’allèle HLA-B*44... 149
2.3.1. Préparation des solutions d'amorces ... 150
2.3.2. Composition du mélange réactionnel dans les microtubes ... 150
2.3.3. Programmes PCR ... 150
2.3.4. Révélation des produits d’amplification... 151
2.4. Analyses statistiques ... 151
3. Principaux résultats ... 152
3.1. Caractéristiques de la cohorte ... 152
17
3.3. Association entre l'allèle HLA-B*44 et les caractéristiques cliniques et
démographiques. ... 155
4. Discussion ... 156
5. Conclusion ... 160
6. Publication ... 160
18
Résumé
Les facteurs génétiques de la variabilité interindividuelle de la réponse à l’infection par le VIH-1
Auteur : Fatima YOSSOUFI
Mots clés : HIV, HLA-B*57 :01, Abacavir, HLA-B*44, Morocco
Le système HLA est un facteur génétique important qui a une influence sur la progression vers le SIDA. Certains allèles HLA-B ont un effet protecteur contre la progression vers le Sida comme HLA-B*57 :01 et HLA-B*44. Malgré l’effet protecteur de HLA-B*57:01 contre l’infection, il est associé à un risque significativement majoré de la réaction d’hypersensibilité à l’abacavir.
L’objectif de ce travail est d’étudier la prévalence de l’allèle HLA-B*57 :01, déterminer la prévalence de HLA-B*44 et son association à la progression de l’infection chez des patients infectés par le VIH.
L’étude a été réalisée chez 167 patients infectés par le VIH-1, les allèles HLA-B*57 :01 et HLA-B*44 ont été génotypés par sequence specific primer PCR (SSP PCR).
La première étude de ce travail a été consacrée à l’étude de la prévalence de l’allèle HLA-B*57 :01. Les résultats ont montré que la fréquence de cet allèle était plus faible chez les patients marocains (0%). Nous pourrions conclure que l’allèle HLA-B*57 :01 n'est pas un allèle commun chez les marocains, donc la prescription de l’abacavir n’aura pas un effet néfaste pour les patients infectés par le VIH et le dépistage de l’allèle HLA-B*57 :01 ne serait pas une stratégie rentable et efficace au Maroc.
Le deuxième travail a porté sur l’étude de l’allèle HLA-B*44. Les résultats ont montré que 16% des patients exprimant l’allèle HLA-B*44. D’après les résultats obtenus, on a constaté que le stade clinique au moment du diagnostic, la médiane de la charge virale plasmatique et le nombre de T CD4 avant le traitement diffèrent de manière significative (p = 0,0001, p = 0,001 et p = 0,0001 respectivement) entre les patients exprimant l'allèle HLA-B*44 et ceux qui ne l’expriment pas. On peut constater que pourrait être classé parmi les allèles protecteurs contre la progression vers le SIDA.
19
Abstract
Genetic factors of interindividual variability in the response to HIV-1 infection
Author : Fatima YOSSOUFI
Keywords: HIV, HLA-B*57:01, Abacavir, HLA-B*44, Morocco
The HLA system is an important genetic factor that influences the kinetics of progression to the AIDS stage. Certain alleles of the HLA-B have a protective effect against progression to AIDS: HLA –B*57: 01and HLA-B*44. Despite the protective effect of the HLA-B*57: 01 against HIV, it is associated with a significantly increased risk of the hypersensitivity reaction to abacavir.
The objective of this work is to investigate the prevalence of the HLA-B*57: 01 and to determine the prevalence of HLA-B*44 and its association with progression of infection in HIV-infected patients.
The study was conducted in 167 HIV-infected patients, the HLA-B*44 and HLA-B*57:01 alleles were genotyped by sequence specific primer PCR (SSP PCR).
The first practical part of this work was devoted to the study of the prevalence of the HLA-B*57: 01. The results obtained showed that the genetic frequency of this allele was lower in our cohort (0%). From the results obtained, we could conclude that the HLA-B*57: 01 is not a common allele in Moroccans, so the prescription of abacavir will not have a detrimental effect on HIV-infected patients and the HLA-B*57:01 screening would not be a cost-effective and effective strategy in Morocco.
The second practical part of this work focused on the study of the HLA-B*44 allele. The results obtained showed that 16% of the patients included in the study expressing the HLA-B *44 allele. Based on the results obtained in our study, it was found that the clinical stage at the time of diagnosis, the median plasma viral load before treatment and the number of CD4 T cells differed significantly (p = 0.0001, p = 0.001 and p = 0.0001 respectively) between patients expressing the HLA-B*44 and those who do not express it. The HLA-B*44 allele could be classified as a protective allele against progression to the AIDS stage.
20
صخلم
لماوعلا
ةيثارولا
تاريغتلل
نيب
دارفلأا
يف
ةباجتسلاا
ىودعل
سوريف
ةبستكملا ةعانملا صقن
فلوملا
: يفسوي ةمطاف ،برغملا ،ةعانملا صقن سوريف :حاتفملا تاملك ABACAVIR ، HLA-B*44 ، HLA-B*57 :01 ( ةيرشبلا ةعانملا صقن سوريف )اديسلا ضعب باصي .رخلأ درف نم فلتخي ضرملا اذه روطت .يملاع ءابو وه ماظن .تاونس ةدعل ضارعا نودب نورخا لظي امنيب ،ةعرسب ضرملاب ىضرملا HLA لماع وه يثارو بعلي ارود امهم اهل تلايلح كانه .اديسلا ةلحرم ىلا ةباصلاا مدقت ةعرس ىلع ريثأت ضرملا دض يئاقو HLA-B*57 :01 : HLA-B*44 ، ل يئاقولا ريثأتلا نم مغرلا ىلع HLA-B*57 :01 ، هنا لاا ةبستكملا ةعانملا صقن سوريف دض ةدايزب طبتري هاجتا ةطرفملا ةيساسحلا رطخ اود ء ABACAVIR . نيليلحلا راشتنا ىدم ديدحت وه لمعلا اذه نم فدهلا HLA-B*57 :01 ، HLA-B*44 امهطابتراو ضرم روطتب .ةبستكملا ةعانملا صقن سوريف ىلع ةساردلا تيرجا 167 فينصت مت ،ةعانملا صقن سوريفب باصم ضيرم ةطساوب نيليلحلا ةينقت SSP PCR . راشتنا ىدم ةساردل لمعلا اذه نم لولاا يلمعلا ءزجلا سرك ليلحلا HLA-B*57 :01 مت يتلا جئاتنلا ترهظأ ، ىضرملا دنع ردان ليلحلا اذهل يثارولا ددرتلا نا ىلع اهيلع لوصحلا ،ةبراغملا اذهل لاماح ناك ضيرم لاو هنا ثيح ٪(ليلحلا 0 جئاتنلا نم .ةيكيرملأاو ةيبورولأا لودلا يف اهيلع لصحملا بسنلا عم ةنراقم ةفيعض لضت ةبسنلا هذه ) ن نا اننكمي اهيلع لصحملا ليلحلا نا جتنتس HLA-B*57 :01 ةفصو ناف اذل .برغملا يف كرتشم ليلحب سيل ABACAVIR لمتحي ىضرملا ىلع يبلس ريثأت يا اهل نوكي لا ناب ةبراغملا ةعانملا ناصقن ضرمب نيباصملا ةبستكملا . وا رابتخلاا ناف اذهلو صحفلا HLA-B*57 :01 نكمي برغملا يف ةلاعف ةيجيتارتسا نوكي لا نا . ليلحلا ةسارد ىلع لمعلا اذه نم يناثلا ءزجلا زكر HLA-B*44 ىلع اهيلع لوصحلا مت يتلا جئاتنلا ترهظأ ثيح ، نا 26 نم نيب 167 ( 16 ٪ ليلحلا نع نوربعي ضيرم ) HLA-B*44. ءانبو ا ةلحرملا نا ىلع نيبت جئاتنلا ىلع ىضرملا نيب فلتخي جلاعلا لبق ايلاخلا ددع و امزلابلا يف تاسوريفلا ددع طسوتم و ،صيخشتلا تقو يف ةيريرسلا ( هنع نوربعي لا نيذلا كلواو ليلحلا نع نوربعي نيذلا p=0.0001 ، p=0.0001 ، p=0.001 ) . فينصت نكمي ليلحلا HLA-B*44 دض يقاو ليلحك ارظن ضرملا هريثأتل تاسوريفلا ددع ضافخنا ىلع ىلع هظافحو .ةعانملا ايلاخ ،برغملا ،ةعانملا صقن سوريف :حاتفملا تاملك ABACAVIR ، HLA-B*44 ، HLA-B*57 :0121
PRODUCTION SCIENTIFIQUE LIEE A LA THESE
Articles originaux publiés
Fatima Youssoufi, Hicham El Annaz, Abdelilah Laraqui, Tahar Bajjou, Naoufal Hjira, Ouafa Atouf, Yassine Sekhsokh, Malika Esskalli, Saad Mrani.The
prevalence of human leukocyte antigen-B*57:01 allele in HIV-1-infected Moroccan subjects. Gene Reports 9 (2017) 108–110.
Fatima Youssoufi, Hicham El Annaz, Abdelilah Laraqui, Reda Tagajdid, Rachid Abi, Safae Elkochri, Rachid Frikh, Tahar Bajjou, Naoufal Hjira, Yassine Sekhsokh, Saad Mrani. HLA-B*44 allele associated with clinical parameters in HIV-1
infected Moroccan cohort. Int J Res Med Sci. 2019 Apr; 7(4):1354-1359.
Communications orales
Fatima Youssoufi, Hicham El Annaz, Abdelilah Laraqui, Tahar Bajjou, Naoufal Hjira, Ouafa Atouf, Yassine Sekhsokh, Malika Esskalli, Saad Mrani. The prevalence of human leukocyte antigen-B*57:01 allele in HIV-1-infected Moroccan subjects. 8èmes Journées Scientifiques du CEDoc-SVS et aux 5ème Journées Scientifiques d’AMADOC SVS, Faculté de médecine et de pharmacie de Rabat, 31 mars 2018
Communications affichées
Fatima Youssoufi, Hicham El Annaz, Abdelilah Laraqui, Tahar Bajjou, Naoufal Hjira, Ouafa Atouf, Yassine Sekhsokh, Malika Esskalli, Saad Mrani.The prevalence of human leukocyte antigen-B*57:01 allele in HIV-1-infected Moroccan subjects. 1ère édition des Rencontres Médicales et Scientifiques. Univérsité Internationale des Science de la Santé de Rabat, 11 Mai 2018.
Fatima Youssoufi, Hicham El Annaz, Abdelilah Laraqui, Tahar Bajjou, Naoufal Hjira, Ouafa Atouf, Yassine Sekhsokh, Malika Esskalli, Saad Mrani. La prévalence de l’allèle HLA-B*57 :01 chez une cohort des patients marocains inféctés par Le VIH-1. 8èmes Journées Scientifiques du CEDoc-SVS et aux 5ème Journées Scientifiques d’AMADOC SVS, Faculté de médecine et de pharmacie de Rabat, 31 mars 2018
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LISTE DES TABLEAUX
Tableau I : Manifestation cliniques selon la classification de CDC Tableau II : Définition des catégories cliniques
Tableau III : Caractéristiques et évolution des tests ELISA pour le diagnostic du VIH Tableau IV : Nombre des allèles de HLA
Tableau V : Allèles et protéines HLA
Tableau VI : Nomenclature HLA en sérologie : les antigènes HLA
Tableau VII : présente certains allèles de HLA-B associés à la protection contre le VIH.
Tableau VIII : certains allèles HLA connus pour être associés à la susceptibilité à l'infection par le VIH Tableau IX : Résumé des études pharmacogénétiques et de leurs principaux résultats concernant
HLA-B*57 : 01 HSR à l’abacavir
Tableau X : Amorces spécifiques utilisé pour le génotypage de HLA-B*57 :1 et la séquence de HGH Tableau XI : Caractéristiques d’amorces
Tableau XII : Programmation de la PCR pour l’amplification de l’allèle HLA-B*57 :01 Tableau XIII : Caractéristiques démographiques et cliniques des patients
Tableau XIV : Fréquence allélique de HLA-B * 57: 01 dans divers groupes de population Tableau XV : Caractéristiques d’amorces spécifique de l’allèle HLA-B*44 :
Tableau XVI : Programmation de la PCR pour l’amplification de l’allèle HLA-B*44 Tableau XVII : Caractéristiques démographiques et cliniques des patients
Tableau XVIII : Distribution de l'allèle HLA-B * 44 et comparaison statistique entre les deux groupes Tableau XIX : Analyses bivariées et multivariées des facteurs associés aux stades avancés de l'infection
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LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Arbre phylogénétique des rétrovirus basé sur l’alignement des séquences de la RT et de
l’IN
Figure 2 : Représentation de la structure VIH
Figure 3 : Représentation schématique de la TI du VIH-1
Figure 4 : Organisation génomique du VIH-1 et représentation des précurseurs protéiques et des
protéines issues de leur maturation
Figure 5 : Diversité génétique du VIH.
Figure 6 : Arbre phylogénique illustrant l’origine simienne du VIH-1
Figure 7 : Estimation du nombre de personnes vivant avec le VIH dans le monde en 2017 Figure 8 : Adultes et enfants nouvellement infectés par le VIH entre 1990 et 2017
Figure 9 : Décès liés au SIDA dans le monde entre 1990 et 2017
Figure 10 : Changements de conformation au cours de l’entrée du VIH dans la cellule cible
Schéma du mécanisme d’adressage de l’ADN viral aux régions activement transcrites du génome
Figure 11 : Cycle de réplication du VIH
Figure 12 : Phases de l’évolution de l’infection à VIH, en l’absence de traitement.
Figure 13 : Survenue des infections opportunistes en fonction du nombre de lymphocytes T CD4 Figure 14 : Algorithme pour les tests de dépistage rapide du VIH (TDR)
Figure 15 : Algorithme de dépistage du VIH
Figure 16 : Cibles moléculaires des traitements antirétroviraux
Figure 17 : Activation de T CD8+ après la reconnaissance d’un peptide du VIH par CMHI
Figure 18 : Réponse lymphocytaire contre le VIH.
Figure 19 : cartographie des gènes HLA sur le chromosome 6 humain Figure 20 : Transmission parentale des haplotypes HLA
Figure 21 : Représentation schématique des gènes de classe I du CMH
Figure 22 : Présentation de la formation puis de la présentation aux lymphocytes T du complexe binaire
Pcmh
Figure 23 : Formation du complexe PLC puis du complexe pCMH dans le réticulum
endoplasmique
Figure 24 : Représentation schématique des gènes de classe II du CMH
Figure 25 : Dégradation et transport de l'antigène qui fixe les molécules de classe II Figure 26 : Nomenclature des allèles HLA
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Figure 28 : Représentations plane de l'abacavir Figure 29 : Métabolisme et activation de l'abacavir Figure 30 : Mécanisme de l’hypersensibilité à ABC Figure 31 : Liaison de l’abacavir à HLA-B * 57: 01
Figure 32 : p-i HLA : la modification des molécules HLA-B*57 :01 par l'abacavir se fait par les
voies extracellulaires et intracellulaires
Figure 33 : Hypersensibilité à l’abacavir, patients avec une éruption maculo-papuleuse Figure 34 : Symptômes d’hypersensibilité rapportés avec une fréquence 10 % Figure 35 : Les principales étapes d’extraction d’ADN.
Figure 36 : Les étapes de la préparation du gel d’électrphorèse
Figure 37 : Électrophorèse sur gel d'agarose illustrant des produits de PCR pour le HLA-B* 5701. Figure 38 : Électrophorèse sur gel d'agarose illustrant les produits de PCR pour l'allèle HLA-B*44
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LISTE DES ABREVIATIONS
ABC : Abacavir
ADN : Acide désoxyribonucléique ARN : acide ribonucléique
ARV : antirétroviraux AZT : azidothymidine
CCR5 : C-C chemokine receptor type 5 CD : Cellule dendritique
CD4: Cluster of differentiation 4 CD8: Cluster of differentiation 8 CDC : Centers for disease control
CMH : complexe majeur d'histocompatibilité CPA : cellule présentatrice d’antigènes cpx: complex
cpz: chimpanzé
CRF : Formes recombinantes circulantes CRF: recombinant circulating form CTL: cytotoxic T lymphocytes CV : Charge Virale
CXCR4 : Chemokine (X-C motif) Receptor 4
DC-SIGN: Dendritic Cell-specific ICAM3-Grabbing Non-integrin EDTA : Éthylènediaminetétraacétique
ELISA : Enzyme-linked immunosorbent assay Env. : Enveloppe
Gp : glycoprotéine
HAART : Highly Active Antiretroviral Therapy HAS : Haute Autorité de Santé
HLA: human leukocyte antigen HSR: hypersensitivity reaction
HTLV: Human T-Lymphotropic Virus
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INI : inhibiteurs d’intégrase
INNTI : inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse
INTI : inhibiteurs nucléosidiques /nucléotidiques de la transcriptase inverse IP : Les inhibiteurs de protéase
LAV : Lymphadenopathy Associated Virus LNTP: long-term non-progressor
LTR: Long Terminal Repeat MA: matrice
NASBA: nucleic acid sequence based amplification) NC: Nucléocapside
Nef: negative factor
OMS : Organisation mondiale de la santé
ONUSIDA : Programme commun des Nations Unies sur le VIH/sida PCR : polymerase chain reaction
PCR-SSP : polymerase chain reaction-Sequence Specific Primers SIDA : syndrome d'immunodéficience acquise
TDR : tests rapides de détection TI : Transcriptase inverse TNF: Tumor Necrosis Factor
TROD: Test Rapide d’Orientation Diagnostic VIH : Virus de l’Immunodéficience Humaine VIS : virus de l’immunodéficience simienne
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Si le syndrome du sida est bien présent, la lutte contre ce fléau est toujours continue. Le Maroc parmi les pays du nord d’Afrique qui a réalisé des avancées remarquables en matière de lutte contre le sida, grâce aux efforts déployés par le Ministère de la Santé, à l’engagement des pouvoirs publics, ainsi qu’au dynamisme de la société civile. Le Programme commun des Nations Unies sur le VIH/sida (ONUSIDA) a cité le Maroc dans son rapport de 2017 comme une particularité et déclaré auteur de la meilleure pratique au niveau de la région du Moyen-Orient et de l'Afrique du Nord. Malgré la diminution des chiffres, le VIH cause des décès dans nos contrées.
La réponse de l’infection par ce virus ce diffère d’un patient à un autre. Plusieurs facteurs (liés au virus et/ ou de l’hôte) sont mis en évidence pour expliquer la variabilité interindividuelle de la réponse à l’infection par le VIH. Le facteur génétique de l’hôte reste un facteur primordial, qui joue un rôle important. Les gènes du système HLA est l’un des facteurs génétiques, qui ont d’une part, un effet sur le taux de la progression de la maladie vers stade SIDA, d’autre part la présence de certains HLA peut provoquer une allergie ou hypersensibilité vis-à-vis à certains médicaments antirétroviraux (ARV). Les antirétroviraux sont des substances qui ont été élaborés pour bloquer différentes étapes de la multiplication du VIH ou pour réduire sa capacité à infecter de nouveaux lymphocytes CD4.
Dans ce contexte que nous avons mené, cette thèse comporte deux parties, une première partie a été consacrée à une synthèse bibliographique sur les aspects du VIH/SIDA, ainsi que le système HLA, alors que dans la deuxième partie, nous avons présenté les deux travaux de cette thèse, avec les différents résultats obtenus. L’objectif général était d’étudier l’effet de certains allèles de HLA-B, notamment HLA-B*57 :01 et B*44 sur le taux de la progression de la maladie et la prévalence de l’allèle HLA-B*57 :01 et son association à l’hypersensibilité à l’abacavir.
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PREMIERE PARTIE :
SYNTHESE
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CHAPITRE I :
GENERALITES SUR LE VIRUS DE
L’IMMUNODEFICIENCE HUMAINE
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1. Historique
Le VIH est un virus nommé Virus de l’Immunodéficience Humaine, responsable du Syndrome de l’Immunodéficience Acquise, que tout le monde connait sous le nom de SIDA.
L’agence gouvernementale américaine de santé publique « Center for Disease Control
and Prevention », consacre un article en 3 juin 1981 de son « Morbidity and Mortality Weekly Report » à l’apparition de pneumopathies à Pneumocystis Jirovecii, chez de jeunes
homosexuels de Los Angeles (1). Apèrs quelques semaines, un nouvel article décrit la recrudescence associée ; toujours chez des jeunes homosexuels, de sarcomes de Kaposi (2). L’émergence de ce que l’on appelle alors « gay syndrome », « peste gay » ou « gay cancer
» inexpliquée, devient rapidement une évidence.
Les observations montrent, néanmoins, que ce syndrome ne touche pas que les homosexuels mais il s’agit également chez les Haïtiens, les hémophiles, les héroïnomanes… indépendamment de leur pratique sexuelles, même chez les usagers de drogues par voie intraveineuse et les nouveaux nés issus des mamans infectées. La transmission de ce que l’on nommera dorénavant syndrome de l’immunodéficience acquise, se fait dans la plus grande majorité des cas par voie sanguine, sexuelle et materno-fœtale. Ces modes de transmission laissant penser, par ailleurs, à une cause infectieuse dont l’agent responsable est un virus, qui reste encore à déterminer (3). Deux équipes de chercheurs l’une à l’Institut Pasteur à Paris et l’autre au National Cancer Institut aux États-Unis, travaillent sur l’identification de l’agent pathogène.
A la fin de 1982, Willy Rozenbaum, médecin infectiologue français, se constitue à l’Institut Pasteur, un groupe de travail composé, entre autres, de Luc Montagnier, Jean Claude Chermann et Françoise Barré Sinoussi, dont les recherches, au sein de l’unité d’oncologie virale, concernent les relations rétrovirus et cancers. A partir d’une biopsie ganglionnaire de patients atteints de « lymphadénopathie généralisée », les chercheurs mettent en culture des cellules ganglionnaires dont des lymphocytes T CD4+, cibles apparentes du virus. Ils ne tardent pas à mettre en évidence une activité transcriptase inverse, caractéristique des rétrovirus, conjointement à la mort cellulaire des lymphocytes T CD4+ présents. Le virus est observé pour la première fois, quelques jours plus tard, au microscope électronique.
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En mai 1983, la publication de ces résultats dans la revue Science, par l’équipe de l’Institut Pasteur, marque, a posteriori, l’identification du virus responsable du SIDA, qu’ils baptiseront bientôt « Lymphadenopathy Associated Virus », soit LAV (4). Cette découverte de ce virus, représentant un grand pas en avant dans l’état des connaissances scientifiques, leur a valu l’obtention du prix Nobel de médecine en 2008.
Le travail effectué par cette équipe de recherche française, marque un jalon très important dans la recherche scientifique relative au Sida. Parallèlement, dans le National
Cancer Institute, les chercheurs américains, Robert Gallo et son équipe, avaient également
entrepris de découvrir l'étiologie du SIDA. Le professeur Gallo avait discerné, tout d'abord, le premier rétrovirus humain connu à l'époque, le HTLV I, qu'il avait lui-même décrit quelques années auparavant, avant d'annoncer en 1984 l'isolement d'un nouveau virus, responsable du SIDA, le HTLV III (5). En 1985, le séquençage des génomes du HTLV III et du LAV, démontrera cependant qu'il s'agit d'un seul et même virus.
L'isolement du virus ouvre la voie au diagnostic sérologique. Les premiers tests de dépistage de ce qui deviendra le LAV-1, ainsi apparaissent en 1985, alors que l’Institut Pasteur a réussi d’isoler un second virus, le LAV-2. Un test de dépistage spécifique au LAV-2 sera mis au point quelques années plus tard.
Grâce aux travaux effectués aussi bien en France qu’aux Etat Unies, la connaissance autour de ce virus est devenue importante. Justifiant ainsi la préconisation en 1986 par le comité international de nomenclature de la désignation de nouveaux agents infectieux, ainsi que la dénomination officielle, qui est restée jusqu’à aujourd’hui « Virus de l’Immunodéficience Humaine », soit VIH-1 et VIH-2 (6).
A la fin de l’année 1986, plus de 30.000 cas de SIDA, répartis dans le monde entier, ont été déclarés à l’organisation mondiale de la santé (OMS) ; ce qui amènera les autorités sanitaires à travers le monde de qualifier ce virus de pandémie et non pas d’épidémie. Les avancées en terme de thérapeutiques antirétrovirales, furent considérables ces dernières années offrant ainsi la possibilité aux personnes séropositives de bénéficier d’une espérance de vie ramenée à celle de la population non infectée avec une qualité de vie satisfaisante.
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2. Taxonomie et Classification du VIH
D’après l’International Comittee on Taxonomy of Viruses (ICTV), sept genres de rétrovirus (Figure 1) sont classés selon plusieurs critères tels que la pathogénicité, la structure du génome, la morphologie, les propriétés antigéniques parmi lesquelles :
- les Alpharétrovirus (ALV : Avian Leukosis Virus)
- les Betarétrovirus (MMTV: Mouse Mammary Tumor Virus) - les Gammarétrovirus (MLV : Murine Leukemia Virus)
Des autres rétrovirus complexes codants en plus des protéines Gag, Pol, Env portant dans leur génome des séquences codantes pour des protéines régulatrices :
- les Deltarétrovirus (HLTV : Human T-Lymphotropic Virus) - les Epsilonrétrovirus (WDSV : Walleye Dermal Sarcoma Virus) - les Spumavirus (HFV : Human Foamy Virus)
- les Lentivirus (HIV : Human Immunodeficiency Virus) sont des virus responsables d’infections virales à développement lent.
Les premiers travaux de recherche ont permis de conclure que le VIH appartient à la famille des Retroviridae, caractérisée essentiellement par son mode de réplication, qui dépend d'une enzyme particulière : la transcriptase inverse, capable de transcrire, à partir d'un ARN (acide ribonucléique) simple brin du virus, un ADN bicaténaire (acide désoxyribonucléique).
Le VIH appartient à la sous-famille des Orthoretrovirinae et au genre des Lentivirus (Figure 1). Ces virus sont à l'origine de maladies opportunistes, dont l'évolution est spécifiquement longue et au cours desquelles la réplication virale est constante. Ils sont également qualifiés de cytopathogènes puisqu'ils induisent généralement la mort des cellules qu'ils infectent (7–9).
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Figure 1 : Arbre phylogénétique des rétrovirus basé sur l’alignement des séquences de
la RT et de l’IN (10).
3. Structure et organisation génomique du VIH
3.1. Structure du virusS’agissant de la structure du virus, nombreux sont les chercheurs qui ont démontré que le VIH est une particule sphérique, qui mesure entre 90 et 120 nanomètre de diamètre. Il est composé de plusieurs structures : l’enveloppe, la matrice et la nucléocapside.
L’enveloppe
Elle est formée d’une bicouche phospholipidique provient de la membrane cytoplasmique de la cellule infectée. La bicouche lipidique jonchée de spicules formés des glycoprotéines (gp) de surface gp 120 et transmembranaire gp 41. La gp41 traverse la bicouche lipidique et permet l’ancrage du virus à la cellule cible et la gp 120 permet la fixation de celui-ci sur les récepteurs des cellules cibles. Ces glycoprotéines sont spécifiques et différentes de chaque type de virus (les glycoprotéines d’enveloppe du VIH-2 étant la gp105 et la gp36) (Figure VIH-2).
35 La matrice
Juste sous l’enveloppe du virus VIH, se trouve la matrice qui est composée de la protéine p17 et plus en profondeur, la protéine p6 (Figure 2). La protéase, enzyme viral qui participe à la maturation des virions, est située entre cette matrice et la nucléocapside.
La nucléocapside
La capside virale en forme de cône tronqué constituée de la protéine p24. A l’intérieur se trouve le génome viral (deux molécules d’ARN) et des enzymes qui sont : l’intégrase (p32), la protéase (p10) et la rétrotranscriptase (p66 et p61). La figure ci-dessous visualise la structure du VIH.
Figure 2 : Représentation de la structure VIH (11).
3.2. Organisation génétique du VIH
Le génome rétroviral est constitué de deux copies d’ARN simple brin de polarité positive de 10 kilobases (9200 nucléotides) (12), L’ARN viral est encadré de séquences répétées « R », de la région U5 en 5’ et U3 en 3’ qui sera convertie en ADN, lors de la transcription inverse, permettant la création de séquences répétées non codantes aux extrémités appelées LTR (Long Terminal Repeat) composé des régions U3, R et U5 jouant un rôle crucial dans la réplication virale. Le VIH-1 comporte plusieurs gènes communs à
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l’ensemble des rétrovirus codants pour les protéines de structure et les enzymes de réplication ainsi que les gènes accessoires (Figure 4) (12,13).
La région codante du gène du VIH-1 contient principalement trois gènes rétroviraux classiques et six gènes viraux supplémentaires. Ces gènes supplémentaires sont, impliqués dans des phénomènes de régulation de l’expression des protéines virales et par la même, de la multiplication du virus (Figure 4) (12-15).
3.2.1. Les gènes majeurs du VIH-1
S’aggisant en ce qui concerne de la typologie du VIH, Plusieurs auteurs distinguent trois gènes principaux :
1) Le gène gag est le précurseur des protéines structurales internes de tous les
rétrovirus. Il code pour une polyprotéine, qui sera découpée en protéines comme de la capside, de nucléocapside et de matrice. Le gène gag peut être considéré comme l'élément majeur dans le processus d'assemblage des virions (Figure 4) ;
2) Le gène pol pour « polymérase », code pour les trois principales protéines
enzymatiques telles que, la transcriptase inverse (TI), l’intégrase p34 et la protéase p10. Ces protéines sont nécessaires au cours des différentes étapes du cycle viral (Figure 4) ;
La transcriptase inverse : ou « reverse transcriptase » est un hétérodimère
p51/66. Elle convertit un ARN viral simple brin en ADN double brin complémentaire (ADNc) (ADN polymérase ADN-ARN dépendante et RNase H), qui s’intègrera ensuite facilement à l’ADN de la cellule hôte sous forme d’ADN proviral. Une particularité de la transcriptase inverse est de ne pas être fidèle dans sa transcription et de souvent faire des erreurs, 1 mutation par 300 000 paires de base (16) C'est la raison pour laquelle le VIH a une haute diversité génétique observée entre les différentes souches du VIH-1. Les premières études cristallographiques de l’enzyme ont décrit une structure en 4 domaines schématisant une main : doigts, paume, pouce et connexion (Figure 3) (16,17).
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Figure 3 : Représentation schématique de la TI du VIH-1(18).
L’intégrase : ou p32 (IN), c’est une protéine de 288 acides aminés (32kD) (19). Elle permet l’intégration du génome viral, constitué désormais par de l’ADN double brin linéaire (l’ADNc) dans l’ADN chromosomique de la cellule hôte. Elle possède trois domaines : un domaine central relativement résistant aux protéases responsable de l’activité catalytique, un domaine N-terminal (20-23) qui est nécessaire à l’oligomérisation de l’intégrase, enfin un domaine C-terminal (24-26) qui comporte par lui-même une activité de fixation à l’ADN de caractère non spécifique.
La protéase : Elle intervient au cours de la dernière étape de la réplication virale en jouant un rôle primordial dans la maturation du virus. Cette enzyme est impliquée dans le clivage protéolytique des précurseurs polyprotéiques exprimés des gènes gag et pol du VIH. Cette action permet la production à la fois de protéines structurelles et fonctionnelles, nécessaires et indispensables à la formation de nouveaux virus.
3) Le gène env : code pour la gp 160 qui est le précurseur de deux protéines
différentes : la protéine de surface (gp 120) et la protéine transmembranaire (gp41). Ces protéines, présentes à la surface de la membrane des virions, sont les premiers déterminants du type de cellules pouvant être infectées puisqu’elles reconnaissent des récepteurs cellulaires.
38 3.2.2. Les gènes supplémentaires du VIH
Des nombreux travaux de recherche ont permis de conclure à l’existence de pouvoirs d’activations, dont peuvent être dotés des gènes. En effet, il existe 6 types :
Le gène tat : code la protéine Tat (p14) qui régule la transcription du
promoteur viral. En se fixant sur l’ARN TAR (Transactivation Responsive element) du 5’LTR induit le recrutement d’un complexe enzymatique, dont les acétyles transférases conduisant à la modification de la chromatine au niveau du site d’intégration du provirus, le rendant ainsi accessible à la transcription.
Le gène rev : code la protéine Rev (Regulation of expression of viral proteins), qui régule la transition entre les phases précoces et tardives de l’expression des gènes viraux en permettant l’export nucléaire des ARN longs vers le cytoplasme après interaction avec la séquence d’ARN RRE (Rev Responsive Element) située dans le gène env.
Le gène nef (negative regulatory factor ou facteur de régulation négative) a un rôle de régulation négative. La protéine nef se trouve non pas dans le noyau mais dans le cytoplasme. Il code la protéinée Nef (Negative factor, p27), intervient dans la propagation du virus et l’évolution de l’infection VIH vers le stade SIDA. Pour ce faire, Nef module la transduction des messages cellulaires activant la présentation des récepteurs CD4+, les molécules de CMH I et II, les récepteurs des chimiokines. De plus, la protéine Nef induit des modifications lipidiques de la membrane des virions et les microdomaines de la cellule hôte à l’origine d’une augmentation éventuelle de l’infectivité des virions ;
Le gène vif (virion infectivity factor ou facteur déterminant le pouvoir infectant du virus) intervient dans la réplication virale, la protéine vif produit le facteur d’infectivité virale. Les virus sans gène vif sont perturbés au niveau des dernières étapes de l’infection et infectent moins les cellules ;
Le gène vpr (viral protein r) code pour une protéine incorporée dans le virion. Cette protéine agit avec la protéine p6 du gag, elle est localisée au niveau du noyau. Les fonctions de la protéine vpr consistent à orienter les complexes de pré-activation de certains gènes cellulaires. Son action se traduit par une accélération du taux de réplication ; Le gène vpu (viral protein unique) retrouvé uniquement chez les VIH-1 et certains SIV. La protéine vpu est une protéine de membrane à deux fonctions : dégradation des CD4 dans le réticulum endoplasmique et augmentation du nombre de virions libérés des cellules infectées (réplication, assemblage, maturation des virions) (27).
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La figure suivante permet de montrer l’organisation génique du virus VIH-1.
Figure 4 : Organisation génomique du VIH-1 et représentation des précurseurs protéiques et
des protéines issues de leur maturation (28). gag code pour un précurseur pr55gag clivé par la protéase virale en 4 protéines : MAp17, CAp24, NCp7 et le peptide C-terminal P6 ainsi que deux spacers : le peptide p2 et le peptide p1. Le précurseur pr160gag-pol est clivé par la protéase virale en trois enzymes : la protéase PRp10, l’intégrase INp32 et la transcriptase inverse RTp66/p51. Le gène env code pour le précurseur gp160, qui est clivé par une protéase cellulaire en deux protéines, la glycoprotéine de surface (SU) gp120 et la glycoprotéine transmembranaire (TM) gp41. En plus des protéines Gag, Pol et Env, le génome du VIH-1 code pour des protéines régulatrices Tat et Rev, mais aussi des protéines accessoires Vpu, Vpr, Vif et Nef.
4. Variabilité génétique du VIH
La transcriptase inverse n’est pas comme certaines ADN polymérases, qui disposent aussi d'une activité exonucléase 3’ → 5’, et qui ont la capacité de corriger les erreurs d'incorporation dans le brin néoformé. La diversité génétique remarquable chez le VIH, est liée aux nombreuses erreurs d’incorporation de nucléotides de la transcriptase inverse, d'autant plus accentuées que la dynamique de réplication virale est intense (1 à 10 milliards de virus par jour). La technique la plus utilisée pour étudier la variabilité
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génétique du VIH, est l'analyse de séquences nucléotidiques (fragments comprenant la région hypervariable V3 du gène env et souvent une portion du gène gag).
Chez un même individu infecté, on met en évidence une population virale évoluant de façon dynamique tout au long de l’infection, témoignant de la variabilité très importante du VIH. Les nouveaux variants générés, appelés quasi-espèces, sont sélectionnés en fonction de leur adaptation à l’environnement cellulaire, à la pression de sélection exercée par le système immunitaire, et éventuellement à celle des traitements antirétroviraux. Les pressions de sélection pouvant différer d’un compartiment à l’autre de l’organisme, l’évolution des populations virales chez un même patient peut se faire de façon indépendante entre deux compartiments (29).
Deux types de virus sont responsables de l’infection à VIH/sida : le VIH-1 qui est répandu dans le monde entier et le VIH-2 qui est essentiellement localisé en Afrique.
4.1. Le VIH-1
Le VIH de type 1 (VIH-1) fut mis en évidence pour la première fois chez un patient homosexuel avec lymphadénopathies multiples. Le VIH-1 se caractérise par sa très grande variabilité génétique ayant conduit à une classification en quatre groupes : M, N, O, et P (Figure 5) (30, 31).
Le groupe M (« Major ») ; en 1983, c’est le premier virus de l’immunodéficience humaine isolé, c’est le groupe le plus répondu dans le monde. L’Afrique centrale est l’épicentre de l’infection à VIH-1 du groupe M (30). Il comporte actuellement 9 sous-types désignés par des lettres (A, B, C, D, F, G, H, J et K) (32), et des sous-sous- types désignés par des chiffres (A1 à A4, F1 et F2). L’analyse de génomes entiers a permis de mettre en évidence des virus recombinant provenant de sous-types différents qui sont nommés
circulating recombinant form (CRF).Le sous-type C est majoritaire dans le monde avec
50% de cas à lui seul.
Le groupe O (Outlier), découvert chez un couple camerounaise vivant en
Belgique et présentant des lymphadénopathies généralisées en 1990, le virus a été isolé à l’institut de médecine tropicale d’Anvers, Ce virus présentait des caractéristiques génétiques très particulières, mais il était plus proche du VIH-1 que du VIH-2. Des études sérologiques allaient attester de l’existence de ce virus atypique au Cameroun et au Gabon(33). Une nouvelle souche MVP5180 identifiée en Allemagne par Gürtler et al, qui est quasiment identique à la souche ANT70 et isolée chez un patient camerounais au stade
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sida(34). En 1994, un nouveau variant nommé VAU était isolé chez une patiente française atteinte du sida, dont la séquence du gène env s’avérait proche de celles des virus MVP5180 et ANT70 (35). Néanomoins, les analyses phylogénétiques montraient que ces trois virus étaient différents les uns des autres que les sous-types du VIH-M entre eux (35). Le séquençage des virus ANT70 et MVP5180 montrait une similarité de 73 % dans le gène pol avec les VIH-1 d’origine européenne ou africaine (36). La différence d’ensemble entre les génomes étant inférieure à 50 %, il ne pouvait cependant s’agir des représentants d’un VIH-3. Une nouvelle nomenclature fut alors proposée, avec une classification du VIH-1 en deux groupes : le groupe Major (M) et le groupe Outlier (O). Le groupe (O) est plus rare et principalement isolé chez des patients vivant en Afrique centrale (Cameroun, Gabon et Guinée équatoriale). Au sein de ce groupe, il existe une forte variabilité génétique. Les 3 sous-types définis (O:A, O:B, O:C) regroupent de nombreux virus variables entre eux (37).
Le groupe N (Non M Non O), décrit en 1998 et identifié au Cameroun chez une patiente camerounaise décédée du sida en 1995 (38). Le sérum de la patiente présentait la particularité de réagir avec un antigène de l’enveloppe d’un virus de l’immunodéficience simienne isolé d’un chimpanzé (VIScpz) plutôt qu’avec les antigènes représentatifs des groupes M et O. Le Le séquençage du génome complet de cette souche divergente par une équipe franco-camerounaise montrait une position phylogénétique différente selon les gènes considérés, au sein des VIScpz pour env et entre les VIScpz et les VIH-M pour gag et pol. Une autre étude séro-épidémiologique éffectué au Cameroun sur 700 sérums VIH positifs mettait en évidence trois échantillons réactifs sur l’antigène de la souche YBF30 (38). La caractérisation moléculaire de l’un d’entre eux montrait une parenté phylogénétique avec YBF30, cette étude a confirmé ainsi la circulation de ces variants au Cameroun et permettant de définir, selon la nomenclature, un nouveau groupe de VIH-1 : le groupe N (VIH-N), pour « non-M, non-O» (38).
Le groupe P (Putative) : Ce nouveau variant atypique (RBF168) a été isolé en 2009 chez une patiente camerounaise de 62 ans. Une infection par un VIH-O fut d’abord suspectée du fait : de la négativité de certains tests de charge virale spécifiques du VIH-M ; de l’origine de la patiente et ; des résultats du sérotypage (39). Une réplication virale importante, détectable à la fois par une technique spécifique du VIH-O et par une technique non spécifique de groupe, semblait conforter ce diagnostic. Mais paradoxalement, la négativité de PCR spécifiques du groupe O laissait suspecter une
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infection par une souche divergente. L’analyse génétique a finalement montré que ce virus était clairement distinct génétiquement des VIH M, N et O, mais très proche d’un VIS récemment identifié au Cameroun chez des gorilles (VISgor) (40). Cette souche constitue ainsi le premier représentant d’une nouvelle lignée de VIH-1 dénommée groupe P. L’identification d’un deuxième cas par une équipe américaine, chez un patient camerounais de 56 ans prélevé en 2006, corrobore la présence de ce variant au Cameroun (41).
4.2. Le VIH-2
Le VIH de type 2 (VIH-2), suspecté initialement à partir de la réactivité sérologique particulière d’échantillons issus de travailleuses du sexe sénégalaises (42), fut isolé des prélèvements de deux patients en stade SIDA, mais n’ayant pas présenté de réactivité sérologique sur les tests commerciaux de l’époque.
Le VIH-2 présente un potentiel évolutif plus lent que le VIH-1 (43). Ce virus diffère par son génome et ses caractéristiques phylogéniques. Il est génétiquement très proche du virus de l’immunodéficience simienne (Figure 5). Il est moins répandu que le VIH-1 et se localise surtout en Afrique de l’Ouest. Il est classé en 8 groupes (A à H) et seuls les groupes A et B sont épidémiques.
La variabilité génétique des VIH est un des nombreux obstacles auxquels les scientifiques sont confrontés. Ses conséquences sur les tests de diagnostic, les traitements antirétroviraux, la transmissibilité, la pathogenèse et la vaccination sont les plus mentionnés dans les travaux.
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Figure 5 : Diversité génétique du VIH.Sont représentésles 4 groupes du VIH-1 (M, N, O et P),
les 9 sous types du groupe majeur M (A, B, C, D, F, G, H, J et K), les relations phylogénétiques avec le SIV de différents singes ainsi que celles avec le VIH-2 et deux de ses 8 sous types majoritaires (39).
4.3. Formes recombinantes circulantes (CRF)
La synthèse de l’ADN proviral se produit à partir des 2 molécules d’ARN génomique empaquetées dans la même capside, l’une et l’autre pouvant servir alternativement de brin matrice lors de la transcription inverse par l’effet de sauts de matrice. Trois modèles, non exclusifs mutuellement, ont été proposés pour illustrer et expliquer l’effet du saut de matrice sur la recombinaison rétrovirale :
Le « modèle du choix de la copie forcé » repose sur l’hypothèse que les ARN génomiques sont fréquemment fragmentés. Ainsi le saut de la TI est imposé du fait de coupures naturelles sur la matrice (44) ;
Le « modèle du choix de la copie» se produit en l’absence de brèche sur les molécules d’ARN (45) ;
Le « modèle du choix de la copie dynamique» détermine le niveau de
recombinaison en fonction de l’état d’équilibre entre deux activités de la TI : le taux de polymérisation de l’ADN et le niveau de l’activité RNAse H (46). La recombinaison peut avoir lieu chez l’hôte entre des virus identiques, relativement proches, voire divergents. L’impact de la recombinaison sur le potentiel évolutif viral est donc lié au degré de divergence entre les souches parentales, mais surtout à l’avantage sélectif procuré par la
