Contre-mesures virales anti-CTIP2 dans le cadre d'une infection productive par le ViH-1

Viral counteractions against CTIP2 in HIV-1 permissive cells

• Auteur / Autrice : Faezeh Forouzan Far
• Direction : Olivier Rohr, Christian Schwartz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 09/09/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Dynamique des interactions hôte pathogène (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Christiane Moog
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Olivier Rohr, Christian Schwartz, Christiane Moog, Hugues de Rocquigny, Georges Herbein, Virginie Gautier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hugues de Rocquigny, Georges Herbein

Mots clés

Mots clés contrôlés

Répresseurs

Immunomodulation

Génétique virale

Immunologie

VIH (virus)

Mots clés libres

VIH-1

Vpr

CTIP2

DCAF1

Ubiquitination

HIV-1

Vpr

CTIP2

DCAF1

Ubiquitination

Résumé

Les cellules infectées de façon latente constituent de sérieux obstacles à l'éradication du VIH et à la guérison complète des patients. Nous avons précédemment rapporté que le facteur cellulaire CTIP2 joue un rôle clé dans l'établissement et dans la persistance de la latence du VIH dans les cellules de la microglie, principaux réservoirs du virus dans le cerveau. En recrutant des complexes enzymatiques au niveau du promoteur viral, CTIP2 inhibe l'expression des gènes en favorisant la compaction de la chromatine et défavorise la réactivation des réservoirs viraux grâce à son activité inhibitrice de l’activité kinase du complexe d’élongation pTEFb. Cependant, nous ne savons pas comment le VIH-1 contrecarre les effets répresseurs de CTIP2 dans des cellules permissives à son expression. Manipuler la machinerie cellulaire d'ubiquitination afin de cibler les protéines hôtes indésirables est une stratégie commune utilisée par les rétrovirus. Ici, nous postulons que la protéine auxiliaire Vpr pourrait favoriser la dégradation de CTIP2 via le complexe CUL4-DDB1-DCAF1 pour contrer ses effets sur la réplication du VIH-1. Nos précédents résultats ont montré que CTIP2 contribuait à la réponse antivirale cellulaire grâce à son activité répressive sur la transcription du VIH. Nous avons montré que l'expression de CTIP2 était induite par un traitement à l'interféron-α suggérant que ce facteur fait partie de la réponse cellulaire à des infections virales. Nous avons observé que la réplication du wt- mais pas du mutant délété pour vpr diminue l'expression de CTIP2 dans des cellules infectées de manières productives. L'expression de Vpr a été corrélée avec une dégradation de CTIP2 et une augmentation de la transcription des gènes du VIH-1. De plus, nous avons montré par des expériences d’immunoprécipitation et de FRET/FLIM que la protéine CTIP2 interagit avec DDB1, DCAF1 et Vpr afin d'induire la dégradation de CTIP2 par la voie du protéasome. Enfin, nous démontrons que DCAF1 est nécessaire à la dégradation de CTIP2 par Vpr dans les noyaux des cellules infectées. Nos résultats suggèrent ainsi que la protéine virale Vpr détourne la machinerie cellulaire et plus spécifiquement la voie de dégradation du protéasome afin d'induire la dégradation de CTIP2. En dégradant CTIP2, le VIH-1 contrecarre une réponse cellulaire anti-virale et favorise ainsi sa réplication. Notre travail a permis de mieux comprendre la nature des mécanismes mis en jeu par le VIH-1 afin de favoriser sa réplication dans les cellules microgliales.

Latently infected cells constitute major blocks to HIV-1 eradication and a functional cure of the patients. We have previously reported that the cellular co-factor CTIP2 plays a key role in the establishment and persistence of HIV latency in microglial cells, the main reservoirs of the virus in the brain. By recruiting large enzymatic complexes at the viral promoter, CTIP2 silences HIV-1 gene transcription and disfavors the viral reactivation from the reservoirs. However, nothing is known on how HIV-1 can counteract the effects of CTIP2 in permissively infected cells. Usurping the host ubiquitination machinery to target undesirable host proteins is a common strategy utilized by retroviruses. Here, we tend to postulate that HIV-1 Vpr may target CTIP2 by Cul4A-DDB1-DCAF1 complex to counteract its effects on HIV-1 replication. Our results showed that CTIP2 contributes to the cellular anti-viral response. We demonstrated that interferon treatments induce expression of CTIP2 suggesting that this factor may be part of the cellular response to viral infections. We observed that replication of wt- but not Vpr-deleted HIV-1 reduced CTIP2 expression in productively infected cells. Vpr expression was correlated with low levels of CTIP2 and increased levels HIV-1 gene transcription. In addition, we showed that CTIP2 interacts with DDB1, DCAF1 and HIV-1 Vpr in order to induce the degradation of CTIP2 via proteasome by coimmunoprecipitation and FRET experiments. Finally, the abrogation of Vpr binding to the DCAF1-CUL4-DDB1 complex prevented CTIP2 degradation. Our results suggest that Vpr engages the ubiquitination machinery to induce CTIP2 degradation. By degrading CTIP2, HIV-1 counteracts CTIP2-mediated silencing of its expression and thus favors viral replication. Our work has helped to understand the nature of the mechanisms involved in HIV-1 to foster its replication in microglial cells. These results allow us to consider new strategies toward a cure of the patients.