Identification et caractérisation de nouveaux inhibiteurs de la réplication du VIH-1 induits par l'interféron.

par Boris Bonaventure

Projet de thèse en Biologie Santé

Sous la direction de Caroline Goujon.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....) , en partenariat avec Centre d'études d'agents Pathogènes et Biotechnologies pour la Santé (laboratoire) depuis le 01-09-2016 .


  • Résumé

    La détection des virus dans les cellules infectées par des molécules spécialisées, les senseurs, induit la production d'interféron (IFN) de type 1. L'IFN induit un état antiviral dans les cellules infectées et avoisinantes via l'induction de plusieurs centaines de gènes. Le virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1), un lentivirus qui induit la déplétion des lymphocytes T CD4+ chez les individus infectés, est sensible à l'action antivirale de l'IFN. En effet, l'administration d'IFN chez des patients séropositifs induit une diminution de la charge virale et in vitro, l'IFN protège efficacement certains types cellulaires de l'infection par le VIH-1 (Doyle et al, Nature Reviews Microbiology 2015). Cette protection corrèle avec une diminution importante de l'accumulation d'ADN viral, comparable à celle observée en présence d'inhibiteurs de la transcription inverse (Goujon et al, Journal of Virology 2010), et est opérée par des acteurs cellulaires qui restent non identifiés à ce jour. Une barrière supplémentaire à l'infection est ensuite imposée par la protéine MX2, au niveau de l'import nucléaire et/ ou de l'intégration de l'ADN viral (Goujon et al, Nature 2013). Dans ce contexte, le projet vise à identifier et caractériser de nouveaux acteurs cellulaires de la réponse interféron contre le VIH-1, en combinant plusieurs approches indépendantes. Tout d'abord, le criblage d'une liste d'une centaine de gènes candidats, qui a été obtenue par une approche de transcriptomique comparative entre cellules permissives et restrictives, sera réalisé. En parallèle, nous proposons d'exploiter la puissante technologie d'édition du génome CRISPR/Cas9 et une banque d'ARN guides disponible contre l'ensemble des gènes du génome humain. Enfin, nous utiliserons la capacité de MX2 à interagir avec les complexes de transcription inverse en cellules infectées pour purifier ces derniers par co-immunoprécipitation et identifier par spectrométrie de masse les facteurs cellulaires spécifiquement associés en présence d'IFN. Le rôle des candidats dans le phénotype IFN ainsi identifiés sera étudié et leur effet sur la réplication du VIH-1 sera caractérisé par des approches de virologie classique. En conclusion, ce projet devrait apporter une meilleure compréhension des défenses naturelles des cellules contre le VIH-1 et pourrait permettre, dans le futur, de guider de nouvelles stratégies thérapeutiques antivirales.

  • Titre traduit

    Identification and caracterization of new interferon-induced HIV-1 inhibitors.


  • Résumé

    Interferon is produced by infected cells following the detection of pathogenic viruses and bacteria and is the first line of defence against infection. Interferon induces several hundred genes (the interferon-stimulated genes, or ISGs) both in infected and surrounding cells, which, in turn, induce an antiviral state. HIV-1 is highly sensitive to the interferon-induced antiviral state in human cells (Doyle et al, Nature Reviews Microbiology 2015). The human GTPase MX2 is partly responsible for this block and act at the level of viral DNA nuclear import and/or integration (Goujon et al Nature 2013). But the primary block to HIV-1 infection observed in the presence of IFN is exerted at the level of viral DNA accumulation (Goujon et al, Journal of Virology 2010), therefore before the action of MX2 and the identity of the ISGs responsible remains unknown. In this context, the proposed PhD project aims at combining several powerful approaches to identify new ISGs capable of preventing HIV-1 infection: i) a genetic screen using a list of candidate ISGs, which has been obtained with a comparative transcriptomic analysis and has previously allowed the identification of MX2; a whole-genome scale CRISPR/Cas9 knock-out genetic screen in the context of the IFN response; a co-immunoprecipitation approach combined to mass spectrometry, using the ability of MX2 to interact with HIV-1 reverse transcription complexes in infected cells, in order to identify the cellular proteins differentially associated in the presence and in the absence of IFN. The role of the identified ISG in the IFN-induced antiviral state against HIV-1 will be analysed and their inhibitory effect on the infection will be characterized. In conclusion, this project should deepen our knowledge on the natural defences against HIV-1 infection and might help to guide future therapeutic approaches.