Etude Dynamique de l'Assemblage du VIH-1 dans les macrophages primaires humains

par Raphaël Gaudin

Thèse de doctorat en Microbiologie et virologie

Sous la direction de Philippe Benaroch.

Soutenue en 2012

à Paris 7 .

mots clés

• VIH-1 (Virus de l'Immunodéficience Humaine de type 1)
• Macrophages
• Kinésine
• Réplication virale

Résumé

Les macrophages ont un rôle majeur lors de l'infection par le VIH et sont considérés comme l'un des réservoirs principaux du virus. Alors que dans la plupart des types cellulaires les virions s'assemblent et bourgeonnent à la membrane plasmique, dans les macrophages, ils s'accumulent dans des compartiments intracellulaires appelés VCCs (« Virus-Containing Compartments »). Les mécanismes impliqués dans la biogenèse et la maturation des VCCs sont peu connus. Lors de ma thèse, j'ai caractérisé un virus recombinant HIV Gag-iGFP macrophage-tropique afin d'étudier la cinétique de formation et le devenir des VCCs. Les VCCs semblent être dérivés de la membrane plasmique à la suite de larges et lentes invaginations. J'ai établi qu'un tiers des VCCs sont connectés à la membrane plasmique via des microcanaux mais cette connexion peut être perdue au cours du temps. Les microtubules et la kinésine KIF3A sont associés à la membrane limitante des VCCs. L'absence de KIF3A entraine une accumulation des VCCs dans le cytosol et une diminution de la quantité de virions relargués. Mes résultats suggèrent fortement que KIF3A transporte les VCCs le long des microtubules. Les virions s'accumulent dans les macrophages et sont de moins en moins relargués au cours du temps post-infection. Le devenir des VCCs n'est pas bien compris. Les VCCs peuvent rester dans le cytosol des macrophages pendant plusieurs jours sans être dégradés. Cependant, j'ai pu détecter par TIRF qu'ils sont occasionnellement relargués. Ces résultats apportent de nouvelles informations sur la dynamique d'assemblage du VIH-1 dans les macrophages primaires et sur plusieurs acteurs moléculaires essentiels à la propagation du virus.

Titre traduit

Study of the dynamics of HIV-1 assembly in human primary macrophages

Résumé

Macrophages play a major role in the HIV pathogenesis and are considered as one of the main reservoir for the virus. In most cell types, HIV assembly occurs at the plasma membrane, but in macrophages, virions bud and accumulate in an intracellular compartment called the Virus-Containing Compartment (VCC). The mechanisms responsible for biogenesis and maturation of the VCCs are poorly understood. During my PhD, I characterized a HIV Gag-iGFP macrophage-tropic virus and studied the kinetics of VCC formation and their fate. VCCs might be derived from the plasma membrane following large and slow invaginations. One-third of the VCCs are connected to the plasma membrane through microchannels but these connections can be lost overtime. Early after VCC formation, few virions are present in their lumen, but VCCs filled overtime with virions up to be packed. Microtubules and the kinesin KIF3A are associated with the limiting membrane of VCCs. KIF3A knockdown leads to an intracellular accumulation of VCCs together with a decrease in HIV particle release. My results suggest that KIF3A drives the transport of the VCCs along microtubules. Virions accumulate into macrophages and are less released overtime. The fate of the VCCs is not well understood. VCCs can remain in the cytosol of infected macrophages up to several days without be degraded. However, I detected by TIRF that they could occasionally be released. These data highlight new insight about the dynamics of assembly of HIV-1 in primary macrophages and on several molecular players essential for virus spread.