Analyse du rôle d'un mécanisme cellulaire dans l'infection du VIH et évaluation de nouvelles stratégies antivirales

Analysing the role of a cellular mechanism in HIV infection and evaluation of novel antiviral compounds

• Auteur / Autrice : Sylvia Gabriele Münter
• Direction : Michel Jacquet, Ulf Nehrbass
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec Ruprecht-Karls-Universität (Heidelberg, Allemagne)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Nuclear structure

Actin

Polymerization state

HIV nuclear import

Viral protein R

Résumé

VIH est responsable du syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA). L'étape fondamentale pour découvrir de nouvelles stratégies antivirales reste la compréhension de la pathogénie du SIDA ainsi que les mécanismes moléculaires de l'interaction du virus avec l'hôte. Une caractéristique des lentivirus est le transport actif du complexe de pré-intégration (PIC) dans le noyau de la cellule hôte. Le mécanisme de ce transport n'est pas connu, mais Vpr (viral protein R) pourrait être impliqué dans ce processus. Vpr reste associée au PIC jusqu'à la translocation du génome à travers la membrane nucléaire. Par ailleurs, il a été montré que Vpr est capable d'intéragir avec le complexe du pore nucléaire (NPC). Cela laisse soupçonner que cette interaction est à la base de l'import nucléaire du PIC. Il a également été montré que le cytosquelette joue un rôle prépondérant dans le transport de particules virales. Dans cette perspective, nous avons observé que la membrane nucléaire est entourée d'actine. Nous avons mis au point une nouvelle approche pour visualiser l'actine dans les cellules vivantes, ce qui nous a permis de visualiser un réservoir d'actine qui polymérise autour de l'enveloppe nucléaire ainsi que dans les invaginations de cette membrane. Nous avons montré que des enveloppes nucléaires isolées suffisent à initier la polymérisation de filaments d'actine in vitro. Nos résultats démontrent que la dynamique de l'actine périnucléaire est orchestrée par l'enveloppe nucléaire elle-même. C'est donc via la liaison de Vpr au NPC que le virus pourrait exploiter la présence de l'actine comme stratégie pour pénétrer dans le noyau en dépit de la barrière que constitue l'enveloppe.

HIV is the causative agent of the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). For the development of novel antiviral compounds, understanding of the lifecycle as well as the molecular mechanisms of host pathogen interactions are a prerequisite. A particular feature of lentiviruses is the active transport of the pre-integration complex (PIC) into the nucleus. The mechanism remains elusive, yet in the case of HIV Vpr is one candidate possibly implicated in the process. The protein stays associated to the PIC until nuclear translocation. It has been shown, that Vpr binds to the nuclear pore complex. This interaction might therefore be the link mediating import of the PIC. Moreover the cytoskeleton has been shown to play a major role in cytoplasmic transport of viral particles. In this context, we observed the nuclear envelope (NE) to be embedded in a perinuclear actin shell and displaying highly dynamic nuclear invaginations. We developed a novel approach to visualize actin inside living cells and thus we could show a high turnover actin pool around the NE and inside NE invaginations of living cells. Although reported in different cell types, the possible role of perinuclear actin filaments in the dynamic structural plasticity of the NE remains unresolved. We could show that NE-membranes alone are sufficient to nucleate polymerizing actin filaments in vitro, involving both actin recruitment to their surface, and filament growth. Accordingly, our results demonstrate that perinuclear actin dynamics are orchestrated by the NE itself. By binding of Vpr to the NPC, the virus could possibly exploit this pool of polymerizing actin as a new strategy to overcome the nuclear membrane.