HIV and exosomes : lipid homeostasis of endosomal compartment controls HIV reservoirs

• Auteur / Autrice : Caroline Subra
• Direction : Michel Record
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire, biochimie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Homéostasie

Endosomes

Thérapeutique

VIH (virus)

Mots clés libres

Hiv

Exosomes

Phospholipases

Prostaglandines

Endosomes

Réservoirs

Résumé

Les exosomes sont des vésicules de 50-90 nm, générées dans le compartiment endosomal tardif, ou corps multivésiculaires, et sécrétés dans le milieu extracellulaire par les cellules vivantes. Les exosomes sont impliqués dans la communication intercellulaire, transportant à la fois des lipides bioactifs, des protéines, et des acides ribonucleiques (mRNAs, microRNAs) pouvant moduler la réponse de la cellule receveuse. Nous avons montré que les exosomes dérivés de RBL-2H3 contiennent l'ensemble des différentes phospholipases : une PLC, une PLD et des membres des trois classes de PLA2 (cPLA2, iPLA2, sPLA2) ainsi que tous les membres de la famille des Ras GTPase. Nous avons pu observer une augmentation de l'activité PLD2 et PLA2 en présence de GTP. Des analyses lipidomiques des exosomes ont révélé la présence d'acides gras libres tels que l'acide arachidonique et plusieurs prostaglandines. L'accumulation de ces vésicules dans le compartiment endosomal de cellules cibles a été observée. L'implication du compartiment endosomal dans le stockage et la dissémination du HIV, dans les cellules réservoirs comme les monocytes/macrophages, pourrait rendre compte de l'impossibilité d'éradiquer le virus, même sous thérapie antirétrovirale efficace. Les corps multivésiculaires pourraient être un site d'assemblage du HIV permettant au virus de détourner, pour sa sortie, la voie préexistante des exosomes. Ce compartiment concentre à la fois le cholestérol et l'acide lysobisphosphatidique (LBPA), dont le métabolisme fait intervenir une cPLA2 sensible au MAFP. Dans un second temps, nous avons évalué l'importance de l'homéostasie lipidique sur la production du HIV i) en modifiant la teneur et la distribution du cholestérol intracellulaire, ii) en inhibant l'activité PLA2. Ces analyses ont été réalisées sur une coculture de cellules monocytaires humains (THP-1) infectées par le HIV et non infectées, et également sur des cocultures de macrophages dérivés de monocytes primaires humains infectés et non infectés. La progestérone, hormone stéroïde, et le MAFP, inhibiteur de PLA2, ont permis d'inhiber la production de HIV dans nos conditions de culture et nous avons également pu observer l'absence de virions en périphérie de la cellule. Le LBPA pourrait être un élément commun à l'effet de la progestérone et du MAFP. Cibler les PLA2s sensibles au MAFP représente donc une stratégie visant à altérer les réservoirs de HIV, et pourrait mener au développement de nouvelles molécules pour l'éradication du HIV, complémentaires des thérapies actuelles.

Exosomes are vesicles about 50-90nm, generated in the late endosome compartment or multivesicular bodies, and released in the extracellular medium. We have considered them as non infectious particles and found that mast cells -derived exosomes contain phospholipases : a phospholipase C (PLC), a PLD, 3 classes of PLA2 (cPLA2, iPLA2, sPLA2) which are activatables by GTP. They also contain free fatty acids such as arachidonic acid, and prostaglandins. Following internalization, they accumulate in late endosome compartments which are a site for storage and assembly for HIV. This compartment concentrates lipids such as cholesterol and lysobisphosphatidic (LBPA) acid for which a PLA2 intervenes in metabolism. We assessed the role of lipidic homeostasis on HIV production using human monocytes coculture, by i) modifying the rate and distribution of intracellular cholesterol,and ii) inhibiting PLA2 activity. We found that the steroid hormone progesterone, and the PLA2 inhibitor, (MAFP), allowed to lower HIV production and to reduce the release of particles from cell periphery. The LBPA could be a common element to the effect of progesterone and MAFP. Targeting MAFP sensitive PLA2s represents a strategy to alter HIV reservoir and could lead to the development of new molecules in HIV eradication.