Studies on the mechanisms that allow the Espstein-Bar virus encoded EBNA1 to evade immune recognition

par Chrysoula Daskalogianni

Thèse de doctorat en Bases fondamentales de l'oncogénèse

Sous la direction de Robin Fåhraeus.

Soutenue en 2008

à Paris 7 .

mots clés

• Herpèsvirus humain de type 4
• Présentation d'antigène -- administration et posologie
• Antigènes d'histocompatibilité de classe I
• Antigènes nucléaires du virus d'Epstein-Barr
• Proteasome endopeptidase complex

Titre traduit

Etude des mécanismes moléculaires permettant à la protéine EBNA1 du virus Epstein-Barr d'échapper au système immunitaire

Résumé

La protéine EBNA1, codée par le virus Epstein-Barr (EBV), est la seule protéine virale exprimée dans toutes les tumeurs malignes associées à EBV, et représente donc une cible importante pour la thérapie antitumorale. Bien qu'EBNA1 soit un antigène du « non-soi », le système immunitaire ne parvient pas à détruire les cellules tumorales l'exprimant. EBNA1 échappe au système immunitaire grâce à une séquence répétée de glycines et d'alanines (GAr) proche de la région N-terminale d'EBNA1. Cette répétition a la double capacité de contrôler la synthèse et la dégradation protéique en agissant en cis. Notre recherche est centrée sur la mise en évidence des mécanismes moléculaires à la base de ce double effet de GAr afin de mieux comprendre comment EBNA1 évite la présentation antigénique via la voie du CMH de classe I. Nous avons étudié les effets de GAr sur la voie ubiquitine-protéasome et avons conclu que GAr est un régulateur position- et substrat-dépendant du protéasome 26S. Dans les cas où le GAr protège le substrat de la dégradation 26S-dépendant, il provoque la dégradation partielle d'une petite fraction du substrat. Nous montrons que cette dégradation partielle est probablement due à une activité endoprotéolytique du protéasome causée par le GAr qui interfère avec l'activité de dépliage du 19S. Nous avons aussi étudié l'effet de GAr sur la synthèse des protéines. Nous démontrons que GAr affecte l'étape d'initiation de la traduction de PARNm, afin de réduire la production de peptides antigéniques précurseurs à partir de l'ensemble de PARNm. Ce mécanisme, utilisé par la protéine EBNA1 d'EBV, est probablement aussi appliqué par d'autres virus grâce à des structures des ARNm dans les régions 5' UTR.

Résumé

The Epstein-Barr virus (EBV) encoded EBNA1 is the only viral protein expressed in all EBV-associated malignancies, therefore represents an important target for anti-cancer therapy. Despite the fact that EBNA1 is a non-self antigen, the immune System fails to destroy EBNA1 expressing tumour cells. EBNA1 evades the immune System by a unique mechanism involving a Gly-Ala repeat (GAr) sequence near the N-terminus of EBNA1, which has the dual capacity to control protein synthesis and degradation in cis. Our research is focused on elucidating the molecular mechanisms underlying this double effect of the GAr in order to better understand how EBNA1 avoids antigen presentation via the MHC class I pathway. We investigated the effects of GAr on the ubiquitin-proteasome pathway and concluded that GAr is a position- and substrate-specific regulator of the 26S proteasome. In those cases when the GAr protects a substrate from 26S-dependent degradation it causes a small substrate fraction to be partially degraded. We show that this partial degradation is probably due to an endoproteolytic activity of the protéasome caused by the GAr interfering with the unfolding activity of the 19S regulatory particle. The second part of this study deals with the effect of GAr on protein synthesis. We demonstrate that GAr affects the initiation step of mRNA translation in order to reduce the production of antigenic peptide precursors throughout the entire mRNA. This mechanism, used by the EBNA1 protein of EBV, is probably also applied by other viruses via RNA structures in the 5' UTR of viral mRNAs.