Du criblage de l’activité antivirale de divers interférons et cytokines pro-inflammatoires contre HBV, vers la description du mécanisme antiviral de l’interleukine-1β dépendant de NF-κB

From the screening of antiviral activity of various interferons and pro-inflammatory cytokines in non-transformed cultured hepatocytes infected with hepatitis B virus (HBV), towards the NF-κB-dependent antiviral mechanism of interleukin-1β

• Auteur / Autrice : Nathalie Isorce
• Direction : Fabien Zoulim, David Durantel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 15/09/2015
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon
• Jury : Président / Présidente : Joël Plumas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabien Zoulim, David Durantel, Virginie Petrilli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Percy Knolle, Patrick Soussan

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interférons

Immunomodulateurs

Résistance aux maladies

Virus de l'hépatite B

Mots clés libres

Virus de l’hépatite B

Immunité innée

Immunomodulateurs

Interférons

Cytokines proinflammatoires

Effet antiviral

Interleukine-1β

NF-κB

Hepatitis B virus

Innate immunity

Immunomodulators

Interferons

Pro-inflammatory cytokines

Antiviral effect

Interleukin-1β

NF-κB

Résumé

Dans les patients infectés par HBV, les thérapies avec les analogues de nucléos(t)ides (NAs) ou l'interféron α (IFNα) restent inefficaces pour éradiquer l'infection, à cause d'une forme persistante d'HBV, appelée l'ADN circulaire covalent clos (ADNccc), organisé comme un mini-chromosome. Notre but a été de revisiter l'activité anti-HBV d'un panel de cytokines in vitro en utilisant des hépatocytes non transformés, afin d'identifier de nouvelles options immunothérapeutiques. Parmi toutes les molécules testées, l'IFNβ, l'IFNγ, les IFNλ, le TNFα, l'IL-6, l'IL-1β et le ténofovir (ce dernier utilisé comme contrôle positif) ont montré un effet suppresseur sur la réplication d'HBV aussi fort et parfois plus fort que l'IFNα. La cytokine ayant l'effet le plus élevé sur l'ADN total d'HBV (EC50 ≈ 25 pg/mL), sans cytotoxicité, était l'interleukine-1β (IL-1β), qui est naturellement produite par les cellules de Kupffer (KC), les macrophages du foie. De façon importante, les ARNs totaux d'HBV et l'antigène sécrété HBeAg, mais pas HBsAg, ni l'ADNccc, sont fortement diminués par l'IL-1β. Nous avons donc émis l'hypothèse selon laquelle des promoteurs viraux spécifiques su l'ADNccc pourraient être inhibés, même si l'ADNccc n'est pas dégradé. Ensuite, nous avons étudié le mécanisme de l'activité antivirale de l'IL-1β. Nous avons montré que tous les promoteurs d'HBV sembleraient être inhibés par l'IL-1β. En parallèle, nous avons vérifié que l'IL-1β pouvait activer le promoteur de NF-κB, dont la fonction de transcription a été confirmée. Grâce à cette étude, l'IL-1β a été montré comme ayant un effet antiviral très efficace contre HBV in vitro, par l'intermédiaire de la fixation de NF-κB sur l'ADNccc

In HBV-infected patients, therapies with nucleos(t)ide analogues (NAs) or interferon α (IFNα) remain ineffective in eradicating the infection, because of a persistent form of HBV DNA, namely the covalently closed circular DNA (cccDNA), which is organized as a minichromosome. Our aim was to revisit the anti-HBV activity of a panel of IFNs and pro-inflammatory cytokines in vitro using nontransformed cultured hepatocytes of HBV infection, to identify new immunotherapeutic options. Amongst all molecules tested, IFNβ, IFNγ, IFNλ, TNFα, IL-6, IL-1β and tenofovir showed a suppressive effect on HBV replication at least as strong as, but sometimes stronger than IFNα. The cytokine showing the highest effect on intracellular total HBV DNA without any cytotoxicity, was interleukin-1β (IL-1β), which is naturally produced by Kupffer cells (KC), representing the macrophages of the liver. Importantly, total HBV RNAs and secreted HBeAg, but nor HBsAg, neither cccDNA, were strongly decreased. Thus, we hypothesized that even if cccDNA was not degraded, specific viral promoters on cccDNA could be silenced. Then, we investigated the mechanism of IL-1β antiviral activity. We have shown that all HBV promoters were early inhibited by IL-1β. In the meantime, we have verified that IL-1β can induce nuclear Translocation and expression of NF-κB. We also checked NF-κB functionality. Thanks to this study, IL-1β has been found to have very potent antiviral effect against HBV in vitro, through the binding of NF-κB on cccDNA