Recherche d’interactants du domaine immunosuppresseur des protéines d’enveloppe rétrovirales

Research of Interactors of the Immunosuppressive Domain of Retroviral Envelope Proteins

• Auteur / Autrice : Sébastien Malicorne
• Direction : Thierry Heidmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 19/12/2018
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie et physiopathologie des rétrovirus endogènes et infectieux (Villejuif, Val de Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Uriel Hazan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Heidmann, Uriel Hazan, Marie-Alix Poul, François Mallet, Vincent Vieillard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Alix Poul, François Mallet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ligands

Retroviridae

Protéines de l'enveloppe virale

Immunosuppression d'origine virale

Mots clés libres

Protéine d'enveloppe rétrovirale

Domaine immunosuppresseur

Interactant

Criblage de banques d’ADNc

Protéomique

Criblage double hybride

Retroviral envelope protein

Immunosuppressive domain

Interactor

CDNA library screening

Proteomic

Two-Hybrid screening

Résumé

La plupart des virus ont développé des mécanismes de résistance ou de suppression du système immunitaire pour parvenir à infecter durablement leur hôte. Ces mécanismes demeurent encore imparfaitement connus. Un domaine immunosuppresseur (IS) a été identifié au niveau de la région transmembranaire des protéines d’enveloppe des rétrovirus endogènes ou infectieux. Ce domaine hautement conservé a été décrit par exemple comme inhibant l’activation lymphocytaire. Dans le laboratoire, il a été caractérisé en particulier via des expériences de rejet de cellules tumorales in vivo, ce qui a permis de définir des mutations inactivatrices. Afin de mieux comprendre les mécanismes de résistance des rétrovirus au système immunitaire, mes travaux de thèse ont porté sur l’identification de la ou des protéines capables d’interagir avec le domaine IS. Plusieurs approches cellulaires et moléculaires ont été développées, basées pour la plupart sur l’utilisation de sondes fluorescentes obtenues par synthèse chimique, constituées des domaines IS provenant de différents rétrovirus. Dans un premier temps, les cellules du système immunitaire qui lient les protéines virales ont été identifiées : les lymphocytes B et les cellules myéloïdes (monocytes, cellules dendritiques et macrophages). Dans un second temps, des expériences de co-immunoprécipitation et de chromatographie d’affinité couplées à la spectrométrie de masse ont été réalisées dans le but d’identifier sur ces cellules les protéines membranaires responsables de ces liaisons. Plusieurs agents de couplages chimiques ont été utilisés afin de maintenir les liaisons domaine IS - protéine de faibles affinités. En raison de résultats non-reproductibles obtenus au cours de ces expériences, des tests de liaison du domaine IS sur des cellules transfectées avec des banques d’ADNc, ou lors d’expériences de double hybride ont été réalisées. Ces deux approches ont permis d’identifier des protéines membranaires potentiellement impliquées dans la liaison du domaine IS : les protéines X1 et X2. Les co-transfections de vecteurs d’expression du domaine IS et de X2 ont mis en évidence des interactions protéiques au cours d’expériences de co-immunoprécipitation et de microscopie confocale, en particulier avec le domaine IS du rétrovirus HIV-1. Concernant X1, sa transfection induit la liaison cellulaire des domaines IS de HERV-W et MLV. En revanche, aucune interaction directe entre X1 et le domaine IS n’a pu être démontrée, notamment dans des expériences de co-immunoprécipitation et de microscopie confocale.La découverte des protéines membranaires qui interagissent avec le domaine IS demeure un enjeu critique pour la compréhension des voies de signalisation et de transcription qui permettent aux rétrovirus d’exercer leur effet sur le système immunitaire, l’objectif de ces travaux étant d’identifier à terme des nouvelles cibles thérapeutiques.En conclusion, même si des travaux complémentaires demeurent nécessaires, les protéines X1 et X2 pourraient contribuer à l’immunosuppression rétrovirale.

Most viruses have developed mechanisms of resistance or suppression of the immune system to achieve lasting infection of their host. These mechanisms are still imperfectly known. An immunosuppressive (IS) domain has been identified in the transmembrane region of envelope proteins of endogenous or infectious retroviruses. This highly conserved domain has been described, for example, as inhibiting lymphocyte activation. In the laboratory, it has been characterized by tumor cell rejection experiments in vivo, which has made it possible to define inactivating mutations. In order to better understand the mechanisms of resistance of retroviruses to the immune system, my thesis focused on the identification of the protein(s) interacting with the IS domain. Several cellular and molecular approaches have been developed, based for the most part on the use of fluorescent probes obtained by chemical synthesis, consisting of IS domains from different retroviruses. At first, immune system cells that bind viral proteins have been identified: B cells and myeloid cells (monocytes, dendritic cells and macrophages). In a second step, co-immunoprecipitation and affinity chromatography coupled to mass spectrometry were performed to identify on these cells the membrane proteins responsible for these bonds. Several chemical coupling agents have been used to prevent detachment of low affinity binding between proteins and the IS domain. Due to non-reproducible results obtained during these experiments, IS domain binding assays on cells transfected with cDNA libraries, or in double hybrid experiments were performed. These two approaches made it possible to identify membrane proteins potentially involved in the binding of the IS domain: the X1 and X2 proteins. Co-transfections of IS domain and X2 expression vectors demonstrated protein interactions in co-immunoprecipitation and confocal microscopy experiments, particularly with the IS domain of the HIV-1 retrovirus. Concerning X1, its transfection induces binding of the IS domains of HERV-W and MLV on cells membrane. On the other hand, no direct interaction between X1 and the IS domain could be demonstrated, especially in co-immunoprecipitation and confocal microscopy experiments.The discovery of membrane proteins that interact with the IS domain remains a critical issue for understanding the signaling and transcription pathways that allow retroviruses to exert their effect on the immune system, the aim of this work being to identify new therapeutic targets.In conclusion, although further work is still needed, the X1 and X2 proteins may contribute to retroviral immunosuppression.