L'autophagie induite par les glycoprotéines de l'enveloppe du VIH-1 dégrade les peroxysomes : rôle dans la mort des lymphocytes T CD4 non infectés

Autophagy induced by HIV-1 envelope glycoproteins degrades peroxisomes : role in apoptosis of uninfected T CD4 lymphocytes

• Auteur / Autrice : Mathilde Galais
• Direction : Lucile Espert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 25/09/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Infectiologie de Montpellier (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Audrey Esclatine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lucile Espert, Jean-Christophe Paillart, Fabienne Rayne, Guillaume Bossis, Pierre Corbeau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Paillart, Fabienne Rayne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glycoprotéines

Espèces réactives de l'oxygène et de l'azote

Apoptose

VIH (virus)

Autophagie

Mots clés libres

Pexophagie

Vih-1

Apoptose

ROS

ENV

Pexophagy

Hiv-1

Apoptosis

Ros

Env

Résumé

Le développement de la phase SIDA (Syndrome de l'ImmunoDéficience Acquise) chez les patients infectés par le virus VIH-1 (Virus de l'Immunodéficience Humaine) se caractérise par une diminution progressive du nombre de cellules T CD4. Orla majorité des cellules constituant cette déplétion sont non-infectées et appelées "bystander". En 2006, notre équipe a montré que le contact entre les cellules infectées exprimant les glycoprotéines de l’enveloppe (Env) et les cellules noninfectées exprimant les récepteurs CD4 et CXCR4 déclenche au sein de ces dernières la voie d’autophagie, ce qui mène à une mort cellulaire par apoptose. L'autophagie est un processus impliqué dans la dégradation de matériel cytoplasmiqueaprès sa séquestration au sein de vacuoles dans lesquelles il sera dégradé puis recyclé. Ce processus peut être hautement sélectif par l'action de protéines réceptrices tels que p62 ou NBR1.L’objectif de mon projet de thèse vise à comprendre comment l'autophagie induite par Env mène les cellules T CD4 bystander à leur mort par apoptose. Une précédente étude menée par notre équipe a démontré que les changements induits par Env au sein de ces cellules T CD4 non infectées comprenaient la production d’espèces oxygénées réactives (ROS) menant à un état de stress oxydatif. Nous montré que le stress oxydatif induit par Env est impliqué dans la mort des cellules T CD4 bystander par apoptose. Nous avons également observé que l’autophagie doit être dégradative pourmener ces cellules T CD4 à leur mort par apoptose. De plus, nous avons observé une dégradation des protéines peroxysomales par l’autophagie induite par Env dans le même modèle. Les peroxysomes sont des organelles essentielles de la cellule qui sont en partie responsables de la détoxification des ROS dans la cellule. Leur nombre est régulé par une dégradation sélective autophagique que l’on appelle la pexophagie.Dès lors, nous étudions l’hypothèse de l'induction par Env d’une dégradation sélective des systèmes antioxydants de la cellule par autophagie dans les cellules T CD4 bystander. Les peroxysomes étant des organites responsables de la réponse au stress oxydatif, leur dégradation sélective pourrait empêcher la cellule de faire face au stress oxydatif qu’elle subit et la mener vers une mort cellulaire par apoptose. En conclusion, nous montrons que l’autophagie induite par Env dégrade un système antioxydant important qui est un facteur clé nécessaire à la survie des cellules T CD4 bystander pour réduire le stress oxydatif induit par Env.

The development of AIDS (Acquired ImmunoDeficiency Syndrome) in HIV-1 (Human Immunodeficiency Virus)-infected patients is characterized by a progressive decrease in the number of CD4 T cells. The majority of dying cells are noninfected and called bystander CD4 T cells. In 2006, our team demonstrated that the contact between infected cells (expressing the envelope glycoproteins (Env)) and non-infected cells (expressing the CD4 and CXCR4 receptors) was responsible for enhancing the autophagic pathway which lead to their cellular death by apoptosis. The autophagicpathway is involved in the degradation of cytoplasmic material after its sequestration into vacuoles wherein it will be degraded and then recycled. This process can be highly selective through the involvement of receptor proteins such asp62 or NBR1.We aim at understanding how Env-mediated autophagy can lead to apoptosis in bystander CD4 T cells. A precedent workof our team showed that the changes induced by Env in bystander CD4 T cells included the production of reactive oxygen species (ROS) leading to an oxidative stress state. We showed that the oxidative stress induced by Env is involved in thecellular death by apoptosis of bystander CD4 T cells. We also show that the autophagic process involved has to be a degradative process to lead these CD4 T cells to their death by apoptosis. Moreover, we have observed that Env-mediatedautophagy was degrading peroxisomal proteins. Peroxisomes are essential organelles in the cell responsible partly for the detoxification of ROS in the cell. Their number is regulated through a selective autophagic degradation known aspexophagy.Therefore, we hypothesized that Env induced a selective degradation by autophagy of the cell antioxidant system in bystander CD4 T cells. Since peroxisomes are responsible for regulating the cellular response to an oxidative stress state, their selective degradation could prevent the cell from overcoming this event and eventually lead to its death by apoptosis. In conclusion, we are showing that Env-mediated autophagy degrades important antioxidant systems which are a key survival factor necessary to the bystander CD4 T cells to reduce the oxidative stress induced by Env.