Relations structure fonction et inhibitions des co-recepteurs CCR5 et CXCR4 dans l'entrée du VIH-1

Structure fonction relationship and inhibition of the interactions between HIV-1 gp12C and the coreceptors

• Auteur / Autrice : Xavier Carnec
• Direction : Sylvie Van der Werf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie. Virologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéine d'enveloppe gp120 du VIH

Récepteurs CXCR4

Récepteurs CCR5

VIH-1 (Virus de l'Immunodéficience Humaine de type 1)

Sources galactiques de rayons X -- Accrétion

Antiviraux

Anticorps monoclonaux

VIH (virus)

Résumé

L’entrée du VIH-1 dans les cellules cibles est gouvernée par l'interaction de la glycoprotéine d'enveloppegpl20 du virus avec CD4 et un co-récepteur, membre de la famille des récepteurs aux chimiokines : CCR5 ou CXCR4. A l'aide d'anticorps monoclonaux nous montrons que CXCR4 est présenté sous différentes conformations en surface des cellules, dont FECL-2 représente au moins l'un des déterminants. La gp120 reconnaîtrait efficacement ces isoformes de CXCR4, et interagirait principalement avec l'ECL-2. L'inhibition hétérogène observée entre isolats viraux est attribuée à une utilisation différente des résidus qui composent l'ECL-2 car tous les isolats sont également sensibles à l'inhibiteur AMD310Q. L'inhibition de-l'entrée CCR5 dépendante a été étudiée à travers l'utilisation de deux types d'inhibiteurs. Les inhibiteurs de faible poids moléculaire, tel SCH-C. Bloqueraient la liaison de la boucle V3 de gp120 à FECL-2 de CCR5. De manière isoiat dépendante. Alors que ces molécules inhibent une étape précoce de l'interaction gpl2Q/CCR5. L'anticorps monocional PA14 en inhibe une étape tardive, telle la transition entre ancrage et multitmérisation du complexe gpl2Q/Cp4/CCR5 et la fusion induite par gp41. Quelque soit le co-récepteur, l'ECL-2 tient un rôle majeur dans l'interaction avec gp120, contrairement au N-terminal. L'inhibition de l'interaction entre l'ECL-2 des co-récepteurs et la boucle V3 des gp120 empêche l'entrée du VIH-1 et représente un nouveau mode de contrôle de l'infection. Le développement d'antiviraux basés sur le mécanisme d'action de PA14, pour les deux co-récepteurs présenterait l'avantage d'une inhibition indépendante des régions variables de gpl20.

Entry of the Human Immunodeficiency Virus (HIV-1) into target cells is mediated by consecutive interactions of envelope glycoprotein gp120 vith CD4 and a coreceptor. In vivo, only CCR5 and CXCR4 are biologically relevant. CCR5 using strains is associated with transmission and during the early stage of disease whereas emergence of CXCR4 using strains matches with late-stage of. The. Disease. In order to further elucidate the determinants of CXCR4/gpl20 interactions, we used a panel of independent anti-CXCR4 monoclonal antibodies. Our results indicate that gp120 interacts mostly with CXCR4 ECL2, and less or not at all with the amino terminal domain, gp120 may recognize a broad range of CXCR4 sub-populations. Isolate specific interactions of different HIV-1 strains with CXCR4 may depend on recognition of different residues within CXCR4 ECL2. Inhibition of CCR5 dependant entry was investigated through the use of two classes of CCR5 antagonists. Small molecules inhibitors (namly SCH-C and TAK779) seem to inhibit binding of gp120's V3 loop to CCR5 ECL-2 in a isolat dependant manner, in contrast to anti-CCRS Mab PA14. Which inhibit a later stage of the entry mechanism. Synergistic inhibition was observed when the two classes of inhibitors were assayed together for_entry inhibition, revealing different mechanisms of action, Our results highlight the role of CXCR4 and CCR5 ECL-2 along the course of HIV-1 entry into target cells. Targetting this immuno-dominant epitope of both biologically relevant HIV-1 entry coreceptor will provide a new insight for efficiently controlling HIV-1 infection.