Characterization of the late phase of the HIV-1 life cycle in primary macrophages

par Stefano Berre

Thèse de doctorat en Virologie

Sous la direction de Philippe Benaroch.

Le président du jury était Florence Niedergang.

Le jury était composé de Philippe Benaroch, Florence Niedergang, Delphine Muriaux, Arnaud Moris, Guido Poli, Olivier Schwartz.

Les rapporteurs étaient Delphine Muriaux, Arnaud Moris.

  • Titre traduit

    Caractérisation des phases tardives du cycle réplicatif du VIH-1 dans les macrophages primaires


  • Résumé

    Les macrophages et les lymphocytes T sont les deux cibles cellulaires du VIH-1 in vivo. Les macrophages sont des cellules à vie longue, résistantes à l'effet cytopathique du VIH-1. Les macrophages sont présents dans de nombreux tissus où ils semblent être relativement résistants aux médicaments antiviraux. Le cycle viral se déroule plus lentement dans les macrophages que dans les lymphocytes T et abouti à l’accumulation de stocks intracellulaires de virions. L'infection des macrophages est considérée comme un élément important pour le développement de la pathogenèse associée à l’infection par le VIH-1 et pour la mise en place d'un réservoir viral. Dans les macrophages les particules virales s’assemblent dans des compartiments intracellulaires méconnus appelés Virus Containing Compartments (VCCs). Pendant mon doctorat, j'ai caractérisé les phases tardives du cycle viral du VIH-1 dans les macrophages infectés. J'ai montré que le scavenger receptor CD36 est un composant des VCCs nécessaire à la réplication du VIH-1 dans les macrophages. Des compartiments avec des caractéristiques similaires à celles des VCCs et contenants CD36+ sont présents à la fois dans les macrophages infectés et non-infectés. En outre, j'ai montré que le VIH-1 pouvait directement bourgeonner dans des compartiments préexistants CD36+. L'exposition des macrophages infectés par le VIH-1 à des anticorps spécifiques de CD36 provoque l’accumulation intracellulaire de particules virales au niveau des VCCs. L’effet antiviral de l’anticorps anti-CD36 apparait très spécifique, puissant, rapide et durable. De façon intéressante, les anticorps anti-CD36 provoquent une diminution frappante à la fois de la libération virale et de la transmission du VIH à partir des macrophages infectés aux cellules T. Par ailleurs, étant donné que l’incorporation de la protéine Env dans les particules virales est essentielle pour l'infectivité du virus, je me suis intéressé au transport de la protéine Env dans les macrophages primaires. Mes résultats suggèrent que l'interaction entre Gag et la queue cytoplasmique de la Gp41 est importante pour le transport de la protéine Env vers les VCCs et pour la formation de virus infectieux. Ce travail introduit de nouveaux concepts sur l’assemblage du VIH-1 dans les macrophages et suggère un rôle important pour les VCCs dans le cycle de vie du VIH. Nos résultats pourraient être d'intérêt pour le développement de nouvelles stratégies antivirales


  • Résumé

    Macrophages and T cells are the two cellular targets of HIV-1 in vivo. Macrophages are long-lived cells resistant to the cytopathic effect of HIV-1, and are present in many tissues where they appear to be relatively resistant to antiviral drugs. This is in sharp contrast to HIV-1-infected T cells that rapidly produce new virions before dying. Infection of macrophages is considered an important feature for the development of HIV-1-associated pathogenesis and for the establishment of a viral reservoir. In macrophages, the virus is assembled and accumulated into poorly characterized intracellular compartments called Virus-Containing Compartments (VCCs). During my PhD, I characterized the late phase of the HIV-1 life cycle in infected macrophages. I describe the Scavenger Receptor CD36 as a new component of the VCC required for HIV-1 replication in macrophages. VCC-like CD36+ compartments were observed in both HIV-1-infected and uninfected macrophages. Furthermore, I show that, in some cases, HIV-1 could directly bud into pre-existing CD36+ compartments. Exposure of HIV-1-infected macrophages to CD36-specific antibodies caused the intracellular retention of viral particles within VCCs. The effect of the anti-CD36 antibody was highly specific, potent, rapid and long lasting and, caused a striking reduction both of viral release and of HIV-transmission from macrophages to T cells. In addition, since the incorporation of the Envelope protein (Env) into viral particles is crucial for virus infectivity, I investigated the Env trafficking in primary macrophages. My results suggest that the interaction between Gag and the Gp41 cytoplasmic tail is critical for Env localization to the VCC and for the formation of infectious virions. This work introduces new concepts in the field of HIV-1 assembly in macrophages and suggests an important role for VCC in the HIV life cycle. Our results also unravel novel targets for the development of new antiviral strategies

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