Thèse soutenue

Metabolic footprint of hepatitis delta virus

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Auteur / Autrice : Olga Khomich
Direction : Birke BartoschAlexander A. Ivanov
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Infectiologie
Date : Soutenance le 07/09/2021
Etablissement(s) : Lyon en cotutelle avec Engelhardt Institute Molecular Biology
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon
Jury : Président / Présidente : Fabien Zoulim
Examinateurs / Examinatrices : Birke Bartosch, Alexander A. Ivanov, John H. Connor, Nathalie Grandvaux, Vsevolod V. Belousov
Rapporteurs / Rapporteuses : John H. Connor, Nathalie Grandvaux

Résumé

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Le virus de l'hépatite delta (VHD) est l'agent pathogène responsable du type le plus agressif d'hépatite virale et est souvent accompagné de complications graves, notamment la fibrose hépatique, la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire (CHC). Le VHD a besoin du virus de l'hépatite B pour se propager, et la vaccination anti-VHB protège également contre le VHD. Cependant, les options de traitement du VHD sont très limitées. Les mécanismes sous-jacents de la pathologie hépatique induite par le VHD restent mal compris. On ne sait pas grand-chose de l'impact du VHD sur le métabolisme et les fonctions du foie. De plus, les études existantes ont surtout été réalisées sur des cellules de culture tissulaire transformées sur-exprimant les antigènes du VHD. Cette étude a été réalisée en utilisant HepaRG, une lignée de cellules progénitrices du foie non transformée, pour explorer l'impact du VHD sur le métabolisme et les fonctions spécifiques du foie in vitro afin de mieux comprendre la physiopathologie du VHD. Une recherche générale sur l'altération de l'expression des gènes métaboliques a révélé une activation de la biosynthèse de la sérine, de l'asparagine et du glutathion dans les cellules infectées par le VHD. Plusieurs gènes du cycle TCA et du métabolisme des acides gras ont été régulés à la baisse par le VHD. Comme l'activité du cycle TCA est étroitement liée à la respiration mitochondriale, nous avons étudié l'influence du VHD sur les taux de consommation d'oxygène (OCR). Le taux de consommation d'oxygène basal était effectivement plus faible dans les cellules infectées. Cependant, la capacité des cellules à augmenter la respiration (capacité respiratoire de réserve, CRS) était complètement abrogée par le VHD, ce qui suggère que les hépatocytes infectés par le VHD ne sont pas capables de répondre correctement à une demande accrue en ATP. En recherchant le mécanisme sous-jacent, nous avons constaté qu'il n'était pas lié au nombre, à la morphologie ni au potentiel membranaire des mitochondries, et non plus à l'expression des complexes respiratoires, à l'inhibition de la glutaminolyse ou à l'activité de la PDH. Cependant, la quantité de NADH, un substrat du cycle TCA, qui sert de donneur d'électrons pour la chaîne de transport des électrons, était légèrement réduite dans les cellules infectées par le VHD, ce qui indique une possible réduction de l'activité du cycle TCA. Pour confirmer cette théorie, une analyse des flux métaboliques est en cours. Tous les changements métaboliques induits par le VHD se sont avérés d’être du à la production d'IFNβ déclenchée par le virus. L'activation de la synthèse des acides aminés et du glutathion a été régulée par ATF4, induit en aval de l'IFNβ. L'augmentation des niveaux de l'ARNm et de la protéine ATF4 n'a pas impliqué les voies eIF2α et mTORC1. Le taux de transcription, la stabilité de l'ARNm et l'activité de traduction n'ont pas été modifiés, ce qui suggère que la régulation de l'ATF4 peut se produire pendant l'épissage. Les adaptations métaboliques observées n'ont pas modifié la sensibilité des cellules infectées à la privation de glucose/glutamine/sérum et à divers inhibiteurs métaboliques. La modulation du métabolisme n'a pas non plus affecté la réplication du VHD. Cependant, l'augmentation de la synthèse du GSH a rendu les cellules infectées par le VHD beaucoup plus résistantes à la mort cellulaire induit par les oxydants. Enfin, les cellules infectées par le VHD ont montré des signes de dédifférenciation - réduction de la sécrétion d'albumine et de l'activité du cytochrome CYP3A4. Dans l'ensemble, l'infection par VHD des cellules HepaRG induit des changements métaboliques indirectement, via la production d'IFNβ. Ces changements ne semblent pas être directement bénéfiques ou défavorables à la réplication du VHD. Cependant, la résistance accrue aux oxydants et la dédifférenciation peuvent avoir un effet favorable sur le VHD et jouer un rôle dans la pathologie associée.