The Scavenger Receptor B1 is a multifunctional HCV entry factor

par Viet Loan Dao Thi

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de François-Loïc Cosset.

Le président du jury était Agata Budkowska.

Le jury était composé de François-Loïc Cosset, Agata Budkowska, Jean Dubuisson, Darius Moradpour, Marlène Dreux, Urszula Hibner.

Les rapporteurs étaient Jean Dubuisson, Darius Moradpour.

  • Titre traduit

    Le « Scavenger Récepteur B1 » est un facteur multifonctionnel de l'entrée cellulaire pour le virus de l'hépatite C


  • Résumé

    L’entrée cellulaire du virus de l’Hépatite C (VHC) est un processus complexe qui met en jeu plusieurs facteurs cellulaires. L’un d’eux est un récepteur des lipoprotéines, le « Scavenger Récepteur B1 » (SR-BI). SR-BI a initialement été proposé comme récepteur viral de par son interaction avec la glycoprotéine (GP) E2 du VHC. L’importance de SR-BI pour l’entrée cellulaire du VHC n’était, jusqu’alors suggérée que par des preuves indirectes. En outre, les mécanismes par lesquels SR-BI permet l’entrée du VHC restent peu connus. Néanmoins, grâce à l’identification de cellules hépatiques présentant un très faible niveau d’expression - non détectable - de ce récepteur et devenant susceptibles à l’infection par le VHC par l’expression ectopique de SR-BI, nous avons clairement démontré que SR-BI est indispensable pour l’entrée du VHC. Afin d’étudier le rôle de SR-BI dans l’entrée cellulaire du VHC, qui présente une singulière hétérogénéité en terme de propriétés biochimiques et de composition en protéines cellulaires intégrées à la surface des particules virales, celles-ci ont été séparées par centrifugation analytique en gradient de densité. Nous avons ainsi défini trois fonctions de SR-BI permettant l’entrée de sous-populations du VHC. D’un part, une fonction d’attachement, correspondant à la capture des particules de densités intermédiaires à la surface cellulaire. Cet attachement résulte de l’interaction entre SR-BI et des composants des lipoprotéines présents à la surface des particules virales, sans mettre en jeu d’interaction avec les GP virales. D’autre part, nous avons défini une fonction d’accès, requise pour toutes les sous-populations du VHC. Cette fonction, elle aussi indépendante de l’interaction directe entre la GP E2 et SR-BI, requiert la fonction physiologique de transfert de lipides de SR-BI. En effet, le blocage de cette fonction de transfert à l’aide de molécules inhibitrices ou par insertion de mutations invalidantes de SR-BI réduit significativement l’entrée du VHC. Enfin, nous avons mis en évidence une troisième fonction, appelée fonction de stimulation, nécessitant l’interaction de la GP E2 et SR-BI, ainsi que la fonction de transfert lipidique deSR-BI et qui, par ailleurs, est régulée par des composants des lipoprotéines. Par l’analyse fonctionnelle de mutants, nous avons défini des déterminants viraux, dans la région HVR1 à l’extrémité N-terminale de la GP E2, et cellulaires, dans la partie N-terminale de SR-BI, critiques pour l’interaction entre E2 et SR-BI et, par conséquent, régulent la fonction destimulation. En conclusion, nous avons démontré que le VHC exploite SR-BI de diverses façons et via des interactions à la fois avec des composants viraux et cellulaires incorporés dans les particules du VHC et ainsi permet l’entrée de particules virales très hétérogènes.


  • Résumé

    Hepatitis C virus (HCV), which is characterised by its highly heterogeneous biophysical properties, is thought to enter the cell in a slow and multistep manner involving several cell surface molecules. One of these cellular molecules is the Scavenger Receptor B1 (SR-BI), which was identified as an HCV receptor due to its interaction with the HCV glycoprotein E2.Until now, the exact usage of SR-BI by HCV and SR-BI mediated mechanism during cell entry remained unknown. In order to understand SR-BI functions during HCV cell entry, we wanted to study (1) the relevance of HCV E2 binding to SR-BI, (2) the implication of the physiological function of SR-BI itself and (3) how SR-BI mediates cell entry of heterogeneous HCV particles. Owing to the identification of two cell lines that express very low levels of endogenous SRBI, receptor complementation assays revealed, that the ectopic expression of SR-BI is indispensible for HCV entry. Accordingly, we showed for the first time, that SR-BI is an essential HCV entry factor. In order to study HCVcc populations that differ in biophysical properties and host protein composition, we separated them by density gradient analysis and assigned three different SR-BI functions to entry of particular HCV sub-populations. First, an attachment function, that leads to the initial capture of HCV particles of intermediate densities to the cell surface. This attachment function is mediated by an interaction between SR-BI and lipoprotein components on the viral particles but not by the viral glycoproteins. Second, we defined an access function, which is important for all different HCV sub-populations. This access function is also not dependent on the interaction between HCV E2 and SR-BI but involves the physiological function of the receptor. Blocking the lipid transfer function of SRBI upon either mutation or by a specific inhibitor abrogated strongly HCV entry. Finally we defined a third function of SR-BI, that we call enhancement function. This function is triggered upon E2-SR-BI interaction, is dependent on lipoprotein components and involves the lipid transfer function of SR-BI. Upon functional mutagenesis studies, we identified as critical determinants HVR1 (Hypervariable Region 1) residues in E2 and the N-terminus of SR-BI, allowing E2-SR-BI interaction and consequently the implementation of the enhancement function. In conclusion we demonstrate that SR-BI is an unparalled virus entry factor. Its usage by HCV to enter the cell is manifold and intriguingly, owing to the heterogeneous nature of HCV particles, involves different viral components exploiting different aspects of SR-BI.

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