Molecular mechanisms of viral evasion from antibody-mediated virus neutralization in hepatitis C virus infection

par Carolla

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Thomas Baumert et de Stefan Martin.

Soutenue en 2010

à Strasbourg en cotutelle avec Freiburg im Breisgau - Allemagne .

mots clés

• Foie -- Transplantation
• Immunologie de transplantation
• Déterminants antigéniques
• Virus de l'hépatite C
• Anticorps antivirus
• Antigènes CD

Titre traduit

Mécanismes moléculaires de l'échappement du virus de l'hépatite C à la neutralisation médiée par les anticorps

Résumé

Les hépatopathies liées au virus de l’hépatite C (VHC) sont une cause majeure de transplantation hépatique (TH). La réinfection du greffon est systématique. Les mécanismes par lesquels le virus échappe à l’immunité de l’hôte pour réinfecter le greffon ne sont pas encore élucidés. Dans une étude longitudinale, nous avons démontré que les variants de VHC qui réinfectent le greffon sont caractérisés par une entrée virale augmentée et par l’échappement à la neutralisation médiée par les anticorps présents dans le sérum autologue, comparé aux variants non détectés suite à la TH. Nous avons identifié 2 mutations adaptatives (G458S et C478R) dans les glycoprotéines d’enveloppe E1E2 responsables de l’entrée virale augmentée et de l’échappement du variant hautement infectieux. Ces mutations augmentent l’entrée virale en modulant de manière marquée la dépendance à CD81. Des études fonctionnelles utilisant un large panel d’anticorps monoclonaux ont montrées que ces mutations définissaient un nouvel épitope conformationel médiant l’échappement viral lors de l‘infection du greffon hépatique. De plus, par l’étude de la neutralisation par l’utilisation de sérums hétérologues de patients chroniquement infectés, nous avons pu montrer que cet épitope joue un rôle important dans l’échappement viral en général. En conclusion, nos découvertes identifient les interactions entre l’enveloppe virale et CD81 comme un facteur clé de l’échappement du VHC lors de la réinfection du greffon hépatique et dévoilent un nouvel épitope médiant l’échappement viral à la neutralisation par les anticorps autologues. Ces résultats permettent d’approfondir la connaissance des mécanismes moléculaires de l’échappement viral lors de l’infection aigue du greffon hépatique et sont un premier pas pour le développement d’une stratégie préventive anti-virale ciblant les interactions entre les glycoprotéines d’enveloppe et les facteurs d’entrée virale de l’hôte.

Résumé

End-stage liver disease due to chronic hepatitis C virus (HCV) infection is a leading cause for liver transplantation (LT). Re-infection of the graft is universal. The mechanisms by which the virus evades host immunity to re-infect the liver graft are unknown. In a longitudinal analysis of one HCV-infected patient undergoing LT, we demonstrate that the HCV variant re-infecting the liver graft was characterized by efficient entry and poor neutralization by antibodies present in pre-transplant serum compared to variants not detected following transplantation. We identified two adaptive mutations (G458S and C478R) in envelope glycoprotein E2 mediating enhanced entry and evasion of the highly infectious escape variant. These mutations markedly modulated CD81 receptor dependency resulting in enhanced viral entry. Functional studies using a large panel of mAbs demonstrate that these mutations define a novel conformational neutralizing epitope mediating viral evasion for these antibodies. Furthermore, by studying the neutralization of heterologous sera from chronically infected patients, we demonstrated that the uncovered neutralizing epitope plays an important role for viral evasion in general. In conclusion, our findings identify envelope-CD81 interactions as a key factor for viral evasion during re-infection of the liver graft and uncover a novel epitope mediating viral evasion from neutralizing antibodies. These results advance the understanding of the molecular mechanisms of viral escape during acute liver graft infection and pave the way for the development of novel preventive antiviral strategies.