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Dupont, Maeva. Identification of novel factors involved in the exacerbation of HIV-1 infection and spread among macrophages in the tuberculosis context

Dupont, Maeva (2019). Identification of novel factors involved in the exacerbation of HIV-1 infection and spread among macrophages in the tuberculosis context.

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Résumé en francais

Mycobacterium tuberculosis (Mtb), la bactérie responsable de la tuberculose (TB), et le virus de l'immunodéficience humaine (VIH-1), l'agent du syndrome de l'immunodéficience acquise (SIDA), accélèrent leurs progressions mutuelles chez les patients co-infectés. Alors que de nombreuses données cliniques rapportent une augmentation de la charge virale dans les sites anatomiques co-infectés, les mécanismes qui en sont responsables restent insuffisamment décrits. Mtb cible principalement les macrophages. Nous émettons l'hypothèse que l'infection des macrophages par Mtb créé un microenvironnement propice à la réplication du VIH-1 au niveau des sites co-infectés. Pour le montrer, j'ai utilisé un modèle in vitro précédemment établi par mes équipes (le cmMTB - pour " conditioned media of Mtb-infected macrophages "). Celui-ci permet de mimer un environnement tuberculeux, par la différenciation et l'activation des macrophages vers un profil " M(cmMTB) ", largement retrouvé dans les poumons lors d'une tuberculose active. En rejoignant le laboratoire, j'ai participé à l'étude des mécanismes responsables de l'augmentation de la réplication virale dans le contexte de co-infection, en utilisant ce modèle. Nous avons trouvé que les M(cmMTB) forment de nombreux nanotubes (ponts intercellulaires), leur permettant de transférer plus de virus d'un macrophage à l'autre, et conduit à une forte augmentation de la production virale. L'objectif principal de ma thèse a donc été d'identifier, dans un contexte tuberculeux, de nouveaux facteurs impliqués dans l'augmentation de la réplication du VIH-1 dans les macrophages. Pour cela, une analyse transcriptomique des M(cmMTB) a été réalisée, révélant deux facteurs essentiels : le récepteur Siglec-1 et les interférons de type I (IFN-I) via STAT1. Dans un premier temps, j'ai étudié le rôle de Siglec-1 dans la synergie entre Mtb et le VIH-1 dans les macrophages. D'abord, j'ai montré que son expression de surface était augmentée par le cmMTB, de façon dépendante des IFN-I. Ensuite, j'ai établi que l'abondance des macrophages alvéolaires exprimant Siglec-1 chez les primates non-humains co-infectés avec Mtb et le virus de l'immunodéficience simienne corrélait avec la sévérité de la pathologie, et était associée à la signalisation des IFN-I, via l'activation de STAT1. De plus, j'ai identifié une nouvelle localisation de Siglec-1 le long d'un sous-type de nanotubes. Ceux-ci, plus larges et plus longs, contenaient plus de VIH-1 que les autres, suggérant que le virus puisse les emprunter en majorité. Enfin, j'ai montré que Siglec-1 était responsable de l'augmentation de la réplication du VIH-1, grâce à une meilleure capture du virus et de son transfert intercellulaire, potentiellement grâce aux nanotubes. Ces résultats permettent de proposer que Siglec-1 a un rôle physiologique dans la biologie des nanotubes et des macrophages. Dans un second temps, j'ai déterminé que la TB dérégule la signalisation IFN-I/STAT1 dans les macrophages et diminue leur réponse antivirale. Après stimulation des M(cmMTB) par de l'IFN-I exogène, j'ai démontré une diminution de l'activation de STAT1 et de l'expression des gènes de réponse à l'IFN, indiquant une potentielle désensibilisation de ces cellules à l'IFN-I. Ces observations, ainsi que la perte de contrôle de la réplication du VIH-1, ont été reversées par l'inhibition du récepteur aux IFN-I (IFNAR2) ou du facteur de transcription STAT1. Ensemble, ces résultats indiquent que les IFN-I ont un rôle délétère pour l'hôte dans le contexte de la co-infection. Mon projet de thèse a permis de révéler la capacité de Mtb à déréguler les réponses antivirales de l'hôte contre le VIH-1, participant ainsi à la gravité de la co-infection. Les facteurs identifiés au cours de ma thèse pourraient à plus long terme être utilisés à des fins diagnostiques ou thérapeutiques, dans le but d'améliorer la prise en charge des patients co-infectés.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Lugo-Villarino, Geanncarlo
Vérollet, Christel
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), UMR 5089
Mots-clés libres :Tuberculose - VIH-1 - Macrophage - Co-infection - Mycobacterium tuberculosis
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :23 Jun 2020 15:29