Base moléculaires et rôle de l'axe de signalisation CXCL12 dépendant dans la pathogenèse du syndrome WHIM et la carcinogenèse associée au Papillomavirus (HPV)

Role and Molecular Basis of the CXCL12-signalling Axis in the Pathogenesis of WHIM syndrome and the carcinogenesis associated with human papillomavirus (HPV) infection

• Auteur / Autrice : Yan Ching Ken Chow
• Direction : Françoise Bachelerie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et virologie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Verrues

Arrestines

Récepteurs CXCR4

Chimiokine CXCL12

Déficits immunitaires

Résumé

Le syndrome WHIM (SW) est un déficit rare caractérisé par une leuco-neutropénie (e. X. Myélokathexis) et la profusion des verrues cutanées et de carcinomes ano-génitaux due au Papillomavirus Humain (HPV). Il est associé à des dysfonctions du chimiorécepteur CXCR4 en réponse à son ligand SDF-1/CXCL12, qui sont souvent liées à des mutations hétérozygotes de CXCR4 conduisant à la troncation de l'extrémité C-terminale du récepteur impliquée dans le recrutement de l'arrestine (βarr) pour le processus de désensibilisation. Le récepteur muté (e. X. CXCR4¹º¹³) qui n'est donc plus désensibilisé et présente un gain de fonction confère aux leucocytes des patients des réponses exacerbées à CXCL12 dont nous proposons qu'elles contribuent à la pathogenèse du SW. Dans cette thèse, nous montrons que ces dysfonctions impliquent une association inattendue entre CXCR4¹º¹³ et βarr2. Cette interaction se traduit par une activation accrue et prolongée des voies de signalisation dépendantes de βarr2 en aval du récepteur et également de l' intégrité de la troisième boucle intracellulaire de CXCR4¹º¹³. Nous identifions que CXCR4¹º¹³ forme des dimères avec son homologue sauvage au sein desquels une association possible renforcée entre barr2 et CXCR4¹º¹³ pourrait contribuer aux réponses exacerbées à CXCL12. L'expression anormale de CXCL12 que nous avions identifiée dans les lésions dues à HPV provenant d'individus souffrants ou non du SW et le rôle critique de cette chimiokine dans le développement de nombreux cancers suggèrent l'implication de cet axe de signalisation dans la pathogénie virale. Dans les kératinocytes immortalisés par HPV à haut-risque, nous observons une expression anormale de CXCL12 et de ses deux récepteurs que nous caractérisons comme étant dépendante des protéines virales HPV-E6/7 et nécessaire à la prolifération et la migration des kératinocytes. Dans le contexte du SW, ce processus en coopération avec l'activation incontrôlée de CXCR4¹º¹³ pourrait contribuer à la maîignisation des lésions ano-génitales alors même que nous y avons identifié la seule présence d'HPV à faible potentiel cancérogène (bas-risque).

The WHIM syndrome (WS) is a rare immunodeficiency characterised by severe leukoneutropenia (e. G. Myelokathexis) and profuse human papillomavirus (HPV)-associated skin lesions and malignant ano-genital cohdyloma. The disease links to dysfunctions of the CXCR4 chemokine receptor in response to its ligand SDF-1/CXCL12, and associates in many cases to heterozygous mutations causing truncation in the cytoplasmic tail of the receptor that is important for the β-arrestin (βarr)-mediated receptor desensitisation process. Such truncated receptor (e. G. CXCR4¹º¹³) displays no desensitisation and thus manifests a gain of function in response to CXCL12 in leukocytes derived from WS patients, which likely contribute to the pathogenesis of the disorder. In this study, we demonstrated that such dysfunctions are in fact dependent on an unexpected interaction between βarr2 and CXCR4¹º¹³. Upon CXCL12 stimulation, the CXCR4¹º¹³receptor displays an augmented and prolonged |3arr2-dépendent signalling that relies on the integrity of the third intracellular loop of the receptor. We have also observed the existence of CXCR4wt/CXCR4¹º¹³ heterodimer from which the possible enhanced parr2/CXCR4¹º¹³ interaction may contribute to the augmented response of the receptor to CXCL12. With the abnormal expression of CXCL12 we observed in HPV-induced lesions derived from both WS and non-WS patients, and the critical role of the chemokine in tumor growth and metastasis, we speculate on the existence of an HPV/CXCL12 interplay that could be crucial for the viral-mediated pathogenesis. Using keratinocytes immortalised by the subgenomic fragment of high-risk HPV, we showed an HPV-E6/7-dependent expression of CXCL12 and its receptors and the critical role of this signalling axis in the prolifération and motility of these cells. In WS, such HPV/CXCL12-interplay may synergise with the hyperfunctioning of CXCR4, and contribute to the malignant development of ano-genital condyloma that is unusually associated with low-risk HPV - the only viral subtype we identified in these lesions.