Étude de la balance transcriptionnelle du rétrovirus HTLV-1 : identification d'un nouveau mécanisme de répression de la transcription antisens du rétrovirus HTLV-1 par la transcription sens

Study of HTLV-1 retrovirus transcriptional balance : characterization of a new mechanism of antisense transcription repression by HTLV-1 sense transcription

• Auteur / Autrice : Armelle Tollenaere
• Direction : Claudine Pique
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie
• Date : Soutenance le 12/03/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université Paris Descartes (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Cochin / IC UM3 (UMR 8104 / U1016)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Van der Werf
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Van der Werf, Franck Mortreux, Luc Willems, Uriel Hazan, Aurore Vidy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Mortreux, Luc Willems

Mots clés

Mots clés contrôlés

Leucémie à cellules T de l'adulte

HTLV-1 (virus)

Mots clés libres

HTLV-1

Balance transcriptionnelle

Transcription bidirectionnelle

HTLV-1

Transcriptional balance

Bidirectional transcription

Résumé

Le rétrovirus HTLV-1 qui infecte principalement les lymphocytes T CD4+ est responsable du développement de la leucémie T de l'adulte et d'une pathologie inflammatoire du système nerveux central appelée Paraparésie Spastique Tropicale. Le pouvoir oncogène de ce virus est du à l'expression de deux oncoprotéines virales, les protéines Tax et HBZ. La production de Tax ainsi que de toutes les autres protéines du virus à l'exception d'HBZ est contrôlée par le promoteur sens du virus localisé dans le LTR (Long Terminal Repeat) 5' du virus. La transcription antisens du virus, régulée par le LTR3' donne naissance à deux transcrits l'un épissé, sHBZ, l'autre non, usHBZ. Ces deux ARN une fois traduits permettent la synthèse de deux protéines HBZ différant de quelques acides aminés seulement en N-terminal. Alors que Tax et HBZ provoquent la prolifération accrue des lymphocytes infectés, l'accumulation d'anomalies génétiques, l'immortalisation des lymphocytes, etc.. paradoxalement l'expression de Tax est perdue dans la plupart des cas de leucémie T de l'adulte. Cette perte d'expression passe souvent par la répression de l'expression sens du virus. Ainsi alors que Tax et HBZ participent activement à l'émergence des clones leucémiques, la balance transcriptionnelle est dérégulée en faveur de HBZ au stage final de la transformation par le HTLV-1. Afin de mieux comprendre la pathogenèse associée à HTLV-1 il est donc primordial de comprendre comment la balance entre transcription sens et antisens du virus est régulée dans les premiers temps de l'infection. Alors que l'effet inhibiteur d'HBZ sur la transcription sens est bien décrit, l'effet de la transcription sens et de Tax sur la transcription antisens est encore mal caractérisé. Dans cette étude, nous montrons que dans le contexte de provirus intégrés, le promoteur de sHBZ est moins actif en présence d'une transcription sens. Afin de confirmer ce phénomène, nous avons utilisé deux inhibiteurs pharmacologiques de la transcription sens, la Spironolactone et la Chaetocine pour analyser l'effet d'une diminution du niveau de transcription sens sur la production de sHBZ et usHBZ. Il est montré que l'inhibition de la transcription sens entraine une diminution de la transcription d'usHBZ et une augmentation de la transcription de sHBZ. Les deux transcrits antisens présentent donc une évolution opposée vis à vis de la transcription sens. Pour mieux définir le mécanisme de perturbation de la transcription antisens par la transcription sens, un nouveau modèle a été mis point. Des lignées stables de Jurkat ont été constituée soit avec un plasmide au sein duquel la transcription sens est contrôlée par le CMV, soit ne permettant pas de transcription sens. Ce modèle permettra l'analyse précise des promoteurs du LTR3' et la caractérisation du mécanisme d'inhibition de la transcription de sHBZ par la transcription sens.

HTLV-1 retrovirus infects mainly T CD4 lymphocytes and is the causative agent of Adult T cell Leukemia and an inflammatory pathology targeting the central nervous system named Tropical spastic paraparesis. The oncogenic properties of this virus lay in the expression of two oncoproteins, Tax and HBZ. Tax and all viral products except for HBZ are produced from the sense promoter of the virus located in the 5'LTR (Long Terminal Repeat). HTLV-1 antisense transcription leads to the synthesis of two transcripts one spliced, sHBZ, the other one unspliced, usHBZ. These two RNAs once translated give birth to two HBZ protein in which only a few amino acid differ in N-terminal extremity of the proteins. Tax and HBZ induce T lymphocytes proliferation, genomic abnormalities, lymphocytes immortalisation, ... Yet in leukemic cells, most of the time, Tax expression is lost, often by epigenetic repression of the 5'LTR. Thus even if Tax and HBZ actively take part in leukemic clones emergence, HTLV-1 transcriptional balance is deregulated in favor of HBZ at the final stage of transformation. In order to better comprehend how HTLV-1 leads to the development of leukemia, it is essential to understand how HTLV-1 transcriptional balance is regulated in the first steps of HTLV-1 infection. Whereas HBZ inhibitory effect on sense transcription is well described, little is known on the effect of sense transcription on HBZ expression. In this study, it has been shown that sHBZ promoter is less active in HTLV-1 infected lymphocytes with an active sense transcription. To confirm this observation, two pharmacological inhibitors of sense transcription have been caracterized and used to analyze the effect of a change in sense transcription level on sHBZ and usHBZ production. The inhibition of sense transcription is shown to inhibit usHBZ expression and enhance sHBZ transcription. The two antisense transcripts thus exhibit opposite patterns regarding sense transcription. To better define how this repression on sHBZ production is established and how the two promoters in the 3'LTR are regulated, a new model has been built. Jurkat T cells are stably transfected with a plasmid allowing the expression of sense transcripts under the control of the CMV promoter or a plasmid without sense transcription. These models will allow a precise characterization of sHBZ and usHBZ promoter and the deciphering of the inhibition initiated by sense transcription on sHBZ expression.