Étude de l'émergence in vivo d'un variant de virus de l'immunodéficience humaine de type 1 portant des glycoprotéines d'enveloppe naturellement tronquées dans leur domaine cytoplasmique, Study of the in vivo emergence of a Human Immunodefiency virus type 1 variant carrying glycoproteins naturally truncated in their cytoplasmic domain

De
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Sous la direction de Denys Brand
Thèse soutenue le 15 décembre 2009: Tours
Les glycoprotéines d'enveloppe (Env) du VIH-1 se caractérisent par leur long domaine cytoplasmique (DC) qui joue un rôle essentiel dans la morphogenèse et l’infectivité virales. La multiplication virale in vitro et in vivo dépend ainsi étroitement de l’intégrité de ce domaine. Nous avons cependant identifié un patient infecté par un VIH-1 présentant des Env avec un DC tronqué de 20 acides aminés. Cette anomalie structurale aurait dû aboutir à la production de virions dont la capacité infectieuse était fortement diminuée. Mon travail de thèse a donc consisté à évaluer les conséquences fonctionnelles d’une telle troncation et à explorer les mécanismes moléculaires permettant au virus présentant cette anomalie de se multiplier efficacement in vivo. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont abouti à l’identification de mécanismes de compensation des capacités de multiplication de ce virus portant des Env tronquées dans leur DC impliquant des mutations dans la protéine de matrice. En conclusion, toutes ces données ont permis d’apporter des éléments de compréhension nouveaux quant à l’assemblage du VIH-1 et son fort potentiel d’évolution in vivo.
-Vih-1
-Glycoprotéines d'enveloppe
-Matrice
-Compensation
-Evolution
The human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) typically encodes envelope glycoprotein transmembrane subunits with long cytoplasmic tails (CTs) involved in viral infectivity and morphogenesis. The integrity of the gp41 CT thus seems to be essential for viral replication in vitro and in vivo. However, we report here the emergence and dominance in vivo of a primary HIV-1 variant carrying a natural 20-amino-acid truncation of the gp41 CT. Such a deletion would therefore be expected to impair viral replication. The aims of this study were thus to assess the functional consequences of the gp41 truncation and to identify the molecular mechanisms by which a primary HIV-1 harboring such a deletion in the gp41 CT maintained its ability to replicate efficiently in vivo. Our findings reveal that replication capacity of a primary HIV-1 carrying truncated CT could be rescued by compensatory mechanisms involving mutations in the matrix protein. In conclusion, our findings provide new insignt into HIV-1 assembly and evolution potential in vivo.
Source: http://www.theses.fr/2009TOUR3126/document
Publié le : lundi 19 mars 2012
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UNIVERSITÉ FRANÇOIS - RABELAIS
DE TOURS


ÉCOLE DOCTORALE «Santé, Sciences, Technologies»
INSERM U966 : « Morphogénèse et antigénicicté du VIH et des virus des hépatites »

THÈSE
présentée par :
Elodie BEAUMONT

soutenue le : 15 décembre 2009


pour obtenir le grade de : Docteur de l’université François - Rabelais
Discipline/ Spécialité : Sciences de la vie / virologie

Etude de l’émergence in vivo d’un variant du virus de l’immunodéficience
humaine de type 1 portant des glycoprotéines d’enveloppe naturellement
tronquées dans leur domaine cytoplasmique




THÈSE dirigée par :

Mr Denys BRAND Professeur des Universités, Université François Rabelais -Tours



RAPPORTEURS :

Mme Delphine MURIAUX Chargée de recherche, INSERM - Lyon
Mr Serge BENICHOU Directeur de recherche, INSERM - Paris



JURY :

Mr Yves GAUDIN Directeur de recherche, CNRS - Gif sur Yvette
Mr Fabrizio MAMMANO Directeur de recherche, INSERM - Paris
Mme Delphine MURIAUX Chargée de recherche, INSERM - Lyon
Mr Serge BENICHOU Directeur de recherche, INSERM – Paris
Mr Denys BRAND Professeur des Universités, Université François Rabelais -Tours










REMERCIEMENTS Comme il se doit, je voudrais remercier l’ensemble des personnes ayant contribué de
près ou de loin à ce travail et toutes les personnes qui m’ont soutenue pendant toutes
ces années.

Tout d’abord, je voudrais exprimer ma plus profonde reconnaissance à mon
directeur de thèse, le Professeur Denys Brand, pour la confiance qu’il m’a accordée
durant toutes ces années. Un grand merci pour votre sympathie, votre écoute, votre
sens de l’humour, votre savoir-faire et votre disponibilité de tous les instants. Je vous
remercie pour l’attention que vous avez porté à la direction de ce travail.

Un grand merci également au Docteur Fabrizio Mammano pour la collaboration
fructueuse que nous avons établie et pour l’intérêt porté à mon travail. Merci pour
ton soutien tout au long de ce projet et ta grande disponibilité. Tes précieux conseils
et ta participation dans la rédaction de ma publication ont largement contribué à
ma réussite. Je tiens aussi à te remercier pour avoir si gentiment accepté d’être
examinateur de mon travail.
Par la même occasion, je tiens aussi à remercier Daniela Vendrame pour sa
participation dans la réalisation de certaines manips de cette étude. Merci pour ton
savoir-faire et pour la qualité de ton travail.

Un grand merci au Professeur Bernard Verrier et au Docteur François Biron qui
nous ont mis a disposition tous le matériel sanguin nécessaire à la réalisation de
cette étude, et pour nous avoir donné tous les renseignements cliniques et biologiques
concernant ce fameux patient.

J’adresse mes plus sincères remerciements au Docteur Delphine Muriaux, chargée de
recherche INSERM à Lyon, et au Docteur Serge Benichou, directeur de recherche
INSERM à Paris, pour m’avoir fait l’honneur d’accepter d’évaluer ce travail de
thèse en participant à mon jury en tant que rapporteurs.

Je tiens à remercier chaleureusement le Docteur Yves Gaudin, directeur de
recherche CNRS à Gif sur Yvette, de me faire l’honneur de juger ce travail et de
présider le jury de cette thèse.




Je tiens également à remercier l’ensemble des membres de l’ U966 pour tous les bons
moments que j’ai partagé en votre compagnie au cours de ces années de thèse :
A Philippe, notre responsable du laboratoire, pour m’avoir permis de réaliser ce
travail de thèse au sein de ton équipe, pour ta disponibilité et ton attention de
tous les instants. Un grand merci pour la confiance que tu m’accordes.
A Francis, Alain G. et Jean-christophe, pour leur soutien tout au long de cette
thèse et pour leurs précieux conseils.
A Manu B. et Christophe, le duo de choc, pour votre disponibilité, votre aide au
quotidien et votre sympathie.
A ma petite Manue R., ma voisine de paillasse, pour ton aide technique tout au
long de ce projet. Merci mille fois pour ta disponibilité, ta bonne humeur
quotidienne et ton écoute de tous les instants ! Ce fut un vrai plaisir que de
travailler à tes cotés !
A Eric, mon sauveur, pour ta disponibilité et tes précieux conseils
informatiques qui m’ont été d’une grande aide dans la rédaction de mon article
et de ce manuscrit
A Alain, mon voisin de paillasse, pour ton aide technique et ton savoir-faire en
séquençage. Nos petits moments de rire m’ont beaucoup manquée ces derniers
mois, j’ai vraiment hâte de reprendre du service! (Attention n’oublies jamais
qu’il n’y a que le mercredi que tout est permis !)
A Martine, pour ton aide tout au long de cette thèse et pour ton oreille
attentive. Merci pour tes relectures.
A Nadine, pour ta joie de vivre, pour ton attention et ton écoute de tous les
instants. Ma championne de l’orthographe, merci pour tes relectures.
Au clan des filles (Laura, Marion, Pauline, Suzie, Anne, Manue R. et Virginie
(Les filles en force !)) pour votre soutien au quotidien et votre joie de vivre.
Merci pour toutes les petites soirées organisées par vos soins qui m’ont permis
de faire des "breaks" bien sympathiques au cours de ces derniers mois très
intenses ! J’en avais bien besoin !
A Vincent, le roi du QPUC, pour ton dynamisme et ta sympathie.
A Catherine, pour ta sympathie et tes précieux conseils. Merci aussi pour tous
ces bons moments passés à tes côtés lors de nos escapades parisiennes (En
souvenir de notre petit moment détente enneigé à la tour Eiffel ! Trop bien !)
A christine, pour tes précieux conseils, ta gentillesse et ta bonne cuisine.
A Tanawan et Woottichai, mes deux compagnons thaïlandais du soir, pour
votre joie de vivre et votre sympathie.
A Marie et Romu, pour votre savoir-faire et vos bons conseils
Sans oublier Valentina, Christiane et Loïc Un grand merci à toute l’équipe du Laboratoire de Biologie Cellulaire et de
Microscopie Electronique pour son accueil chaleureux des derniers mois et surtout à
Pierre-Yves pour sa formation en microscopie confocale.

Je tiens également à remercier l’ensemble du personnel du laboratoire hospitalier de
virologie pour leur accueil chaleureux, et plus particulièrement à Sylvie Brunet pour
son aide technique et ses précieux conseils.

Merci bien évidemment au Ministère de l’Education Nationale, de la Recherche et de
la Technologie ainsi qu’au Sidaction pour leurs financements qui m’ont permis de
réaliser cette thèse.

Un grand merci aussi à tous mes amis qui m’ont soutenue tout au long de cette thèse
et qui m’ont surtout permis tous les week-ends d’oublier tous les soucis de la semaine
et de m’évader un peu, le temps d’une soirée. Merci à Sophie, Valou, Matthieu, Juju,
Aurélien, Sandrine, Jesse, Nini, Alex, Lolo, Mao, Tony, Pat, Domi et Charlène pour
tous ces bons moments de rire et détente passés en votre compagnie, merci à Sylvie
pour toutes ces "IBIZA nights" endiablées, pour ton sens de l’humour et ta joie de
vivre (Ne changes rien !), et enfin merci à mon amie fidèle, Souheila, pour ton
soutien et ton écoute de tous les instants.

Je dédie ce manuscrit à ma famille, et tout particulièrement à ma petite Maman et
ma grande sœur, Lauréna, qui ont toujours cru en moi. Merci pour votre soutien
permanent, votre confiance et votre écoute. Vous avez toujours trouvé les bons mots
pour me réconforter dans les moments difficiles et pour me relancer dans cette quête
de réussite. Merci aussi à mon petit rayon de soleil, Dylan, qui a toujours été très
attentionné envers sa tante (fleurs, chansonnettes, petits dessins…) et qui s’est
toujours chargé de me divertir pendant ces années de thèse.

Merci aussi à Pat, mon père, et à tous mes oncle et tantes, Michel, Jeannine, Ginette,
Jacques, Monique, Pierrot et mon parrain Henri, qui m’ont toujours soutenue dans
cette poursuite d’étude et qui ont toujours été à mon écoute.

Enfin, j’aimerais prendre le temps de remercier mon petit homme qui a toujours été
présent quelque-soient les épreuves traversées. Merci pour ton soutien dans les
périodes sombres, tes encouragements permanent et ta grande patience. Merci de
m’avoir soutenue, supportée et attendue tout ce temps. RÉSUMÉ

Les glycoprotéines d'enveloppe (Env) du VIH-1 se caractérisent par leur long domaine
cytoplasmique (DC) qui joue un rôle essentiel dans la morphogenèse et l’infectivité virales.
La multiplication virale in vitro et in vivo dépend ainsi étroitement de l’intégrité de ce
domaine.
Nous avons cependant identifié un patient infecté par un VIH-1 présentant des Env avec un
DC tronqué de 20 acides aminés. Cette anomalie structurale aurait dû aboutir à la production
de virions dont la capacité infectieuse était fortement diminuée. Mon travail de thèse a donc
consisté à évaluer les conséquences fonctionnelles d’une telle troncation et à explorer les
mécanismes moléculaires permettant au virus présentant cette anomalie de se multiplier
efficacement in vivo. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont abouti à l’identification
de mécanismes de compensation des capacités de multiplication de ce virus portant des Env
tronquées dans leur DC impliquant des mutations dans la protéine de matrice.
En conclusion, toutes ces données ont permis d’apporter des éléments de compréhension
nouveaux quant à l’assemblage du VIH-1 et son fort potentiel d’évolution in vivo.



Mots clé : VIH-1, glycoprotéines d’enveloppe, matrice, compensation, évolution ABSTRACT


The human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) typically encodes envelope glycoprotein
transmembrane subunits with long cytoplasmic tails (CTs) involved in viral infectivity and
morphogenesis. The integrity of the gp41 CT thus seems to be essential for viral replication in
vitro and in vivo.
However, we report here the emergence and dominance in vivo of a primary HIV-1 variant
carrying a natural 20-amino-acid truncation of the gp41 CT. Such a deletion would therefore
be expected to impair viral replication. The aims of this study were thus to assess the
functional consequences of the gp41 truncation and to identify the molecular mechanisms by
which a primary HIV-1 harboring such a deletion in the gp41 CT maintained its ability to
replicate efficiently in vivo. Our findings reveal that replication capacity of a primary HIV-1
carrying truncated CT could be rescued by compensatory mechanisms involving mutations in
the matrix protein.
In conclusion, our findings provide new insignt into HIV-1 assembly and evolution potential
in vivo.


Keywords : HIV-1, envelope glycoproteins, matrix, complementation, evolution LISTE DES PRINCIPALES ABRÉVIATIONS


AcN : Anticorps neutralisants
ADCC : Antibody-Dependant Cellular Cytotoxicity
ADN : Acide désoxyribonucléique
ADNc : Acide désoxyribonucléique complémentaire
ATP : Adénosine triphosphate
Alix : ALG-2 Interacting factor X
ALT : Asymptomatique à long terme
AP : Complexes d’adaptine
APOBEC3G : Apolipoprotein B mRNA-editing enzyme catalytic polypeptide like 3G
ARN : Acide ribonucléique
ARNg : Acide ribonucléique génomique
ARNm : Acide ribonucléique messager
ARNt : Acide ribonucléique de transfert
CAp24 : Protéine de capside virale
CD4 : Clustal of differentiation 4
CD4bs : CD4 binding site
CDCC : Complement-Dependant Cellular Cytotoxicity
CMH : Complexe majeur d’histocompatibilité
CPA : Cellule Présentatrice d’antigènes
CRFs : Circulant Recombinant Forms
CTD : C-terminal Domain
CTLs : Lymphocytes T CD8+ cytotoxiques
DCs : Cellules dendritique
DC : Domaine cytoplasmique de la TMgp41
DC-SIGN : Dendritic cell–Intercellular adhesion molecule Grabbing Non-integrin
DRMs : Detergent-Resistant Microdomains
env : Le gène env ("envelope")
Env : Les glycoprotéines d’enveloppe
ESCRTs : Endosomal Sorting Complex Required for Transport
gag : Le gène gag ("group-specific antigen")
Glc : Glucose
GTP : Guanosine triphosphate GPI : glycosylphosphatidylinositol
HLA : Human Lymphocyte Antigen
HTLV-1 : Human T-cell Lymphoma virus type 1
ICAM-I : Intercellular Adhesion Molecule -I
INp32 : Intégrase virale
LEDGF : Lens Epithelium-derived Growth Factor
LFA-I : Lymphocytes Function-associated Antigen-I
LLPs : Lentivirus Lytic Peptides
LT CD4+ : Lymphocytes T CD4+
LTR : Long Terminal Repeat
Man : Mannose
MAp17 : Protéine de matrice virale
MHR : Major Homology Region
MVB : Multivesicular Bodies
Myr(E) : Etat myristate exposé
Myr(S) : Etat myristate séquestré
NAc : N-acétyl glucosamine
NCp7/p9 : Nucléoprotéines virales
: Le gène nef (" ") nef negative factor
NK : Natural Killer Cells
PDI : Protéine disulfure isomérase
PIC : Pre-Integration Complex
PIP : Phosphatidyl-inositol phosphate
: Le gène (" ") pol pol polymerase
Ga g Pr55 : Le précurseur Gag de 55 kDa (Gag)
Gag-Pol Pr : Le précurseur Gag/Pol de 160 kDa (Gag/Pol)
Env Pr160 : Le précurseur Env de 160 kDa
PRp11 : Protéase virale
RE : Réticulum Endoplasmique
: Le gène (" ") rev rev regulator of viral gene expression
Rnase H : Ribonucléase H
RTp66/51 : Reverse transcriptase ou transcriptase inverse virale
RTC : Reverse Transcription Complex
SIDA : Syndrome de l’immunodéficience acquise
SIV : Simian Immunodeficiency Virus SIVcpzPtt : SIV infectant le chimpanzé "Pan troglodytes troglodytes"
SIVgor : SIV infectant le gorille
SLN : Signaux de localisation nucléaire
SNC : Système nerveux central
SRP : Signal Recognition Particle
SV : Synapse virologique
SUgp120 : Sous-unité de surface des glycoprotéines d’enveloppe
TAR : Trans-Activating Region
TCR : CTLs Recepto r
Tsg101 : Tumor susceptibility gene 101
tat : Le gène tat ("transcription transactivator")
TGN : Trans-Golgi Networ k
TMgp41 : Sous-unité transmembranaire des glycoprotéines d’enveloppe
: Le gène (" ") vif vif viral infectivity factor
VIH-1 : Virus de l’immunodéficience humaine de type I
vpr : Le gène vpr ("viral protein R")
vpu : Le gène vpu ("viral protein U ")

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