Effet du liquide séminal sur l'infection par le VIH-1 dans des modèles cellulaires et tissulaires et recherche des facteurs modulateurs

par Céline Camus

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Nathalie Dejucq-Rainsford et de Charles Pineau.


  • Résumé

    Le sperme est le vecteur principal de dissémination du VIH. Des travaux récents indiquent la présence de facteurs dans le liquide séminal (LS) des hommes non infectés qui modulent l'infectivité par le VIH de cellules in vitro. Nous avons préalablement montré que les principaux organes génitaux mâles qui contribuent à l'élaboration du sperme sont infectés par le VIH, ce qui modifie probablement la composition du LS des hommes VIH+. Pour preuve, des différences significatives dans les profils cytokiniques ont été mises en évidence dans le LS d'hommes VIH+ par rapport à celui d'hommes sains. Dans ce contexte, mes travaux de thèse se sont articulés autour de 3 axes : Effet du sperme d'hommes infectés par le VIH-1 sur l'infection des lymphocytes T CD4+ : nous avons comparé, pour la première fois à notre connaissance, l'effet du LS d'hommes infectés versus celui d'hommes sains sur l'infectivité par le VIH dans des modèles cellulaires. Nous avons mis en évidence un effet différentiel du LS d'hommes séropositifs par rapport au LS d'hommes séronégatifs. L'effet stimulateur observé du LS d'hommes VIH-non-infectés sur l'infection par le VIH-1 des cellules T CD4+ est significativement diminué pour les LS d'hommes VIH+. Cet effet différentiel serait au moins en partie lié à la surexpression de certaines cytokines dont RANTES et à la sous expression à la membrane du corécepteur CCR5. Effet du LS sur l'infection d'explants cervicaux et colo-rectaux : les muqueuses cervivo-vaginale et colorectale représentent des portes d'entrée majeures du virus dans l'organisme et sont donc des modèles particulièrement physiologiques. Nous avons montré que le LS induit une diminution de l'infection ex vivo des tissus exocervicaux alors qu'aucun effet n'est observé sur l'infection des tissus colorectaux. Fractionnement du liquide séminal et identification des facteurs à activité biologique sur l'infection par le VIH-1 : nous avons débuté une approche protéomique qui nous a permis de décomplexifier le LS par fractionnement grâce à des HPLC successives, de sélectionner des fractions biologiques actives et d'identifier des protéines candidates, par spectrométrie de masse, potentiellement responsables d'un effet inhibiteur sur l'infection par le VIH-1. Sur la base de la littérature et de nos résultats, il apparaît clairement que le LS est un fluide biologique complexe dont l'effet global sur l'infection résulte de la somme des activités biologiques de facteurs stimulateurs et inhibiteurs. En outre, l'effet du sperme sur l'infection est dépendant du modèle d'étude cellulaire ou tissulaire, et du statut sérologique du donneur. En effet, les différences de composition (cytokines, peptides antimicrobiens…) entre les spermes d'hommes infectés ou non aboutissent à des modifications dans la modulation de l'infection VIH-1 par le sperme via des mécanismes directs ou indirects qui ouvrent de nombreuses perspectives d'études.

  • Titre traduit

    Effect of seminal fluid on HIV-1 infection in cellular and tissular models and research of modulating factors


  • Résumé

    Semen represents the main vector of HIV transmission. Several studies have recently shown that, in addition of being a carrier of HIV particles and infected cells, seminal fluid (SF) could modulate the efficiency of HIV infection of target cells through its intrinsic properties. These studies were all performed with SF from uninfected donors. But the composition of SF from HIV-infected men significantly differs from that of HIV-infected men, as demonstrated by studies on SF cytokines content, and microbiome. In addition, we showed that semen-producing organs are infected by HIV which most probably influences their seminal secretions. As a matter of fact, the volume of the ejaculate of HIV+ donors is generally less than that of uninfected men. In this context, my thesis was articulated around 2 axes: Effect of SF from HIV infected men on HIV-1 infection of Lymphocytes T CD4+: the effect of SF from HIV-infected men (HIV+SF) versus SF from uninfected donors (SF) on HIV infectivity of CD4+ T cells. We observed a significantly reduced infection of CD4+T cells by HIV-1 R5 in presence of HIV+SF as compared with SF, the latter displaying enhancing activity. This differential effect was not observed on the infectivity of the CD4+ cell line TZM-bl, or on PBMC infection by HIV-1 X4. We compared the composition of HIV+SF versus SF in terms of enhancing peptides, cytokines and prostaglandins, and investigated the impact of SF from both HIV-infected and uninfected men on CD4+T cell HIV receptors expression, activation and proliferation. HIV+SF vs HIV-SF was found to induce a significantly higher downmodulation of CCR5 expression shortly after exposure, which correlated with the concentrations of CCR5 ligands in semen. Effect of SF on HIV infection of cervix and colorectal tissues: the cervix and colorectal mucosa represent major front doors of the virus in the body and are thus particularly physiological models. We showed that the SF leads to a decrease of the infection ex vivo in exocervix tissues while no effect is observed on the infection of colorectal tissues. Fractionation of the seminal fluid and identification of factors with biologic activity on the HIV-1 infection : we had beginning a proteomic approach which allowed to decomplexified SF by successive HPLC, to select active biological fractions and to identify candidate proteins, by mass spectrometry, potentially responsible for an inhibitory effect on the infection by the HIV 1. Based on the literature and on our results, it clearly appears that SF is a complex biological fluid. Moreover, the effect of the semen on HIV-1 infection is dependent on the cellular or tissular model and on the HIV status of the donor. Indeed, the differences of composition (cytokines, antimicrobial peptides) between semen from infected men or SF from uninfected men lead to modifications of the modulation of HIV-1 infection by semen via direct or indirect mechanisms which which pave the way for further investigations.


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