Origine du virus et de l’épidémie VIH

Immunopathogénèse du  VIH-1

Origine du virus et de l’épidémie

Les premiers cas répertoriés

Au début des années 1980, le U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) est alerté de plusieurs cas d’infections pulmonaires rares à Pneumocystis carinii chez des hommes homosexuels. Ces infections sont accompagnées d’une perte de fonction du système immunitaire que l’on connaît maintenant sous le nom de syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA). Au fil des mois, le nombre de cas augmente drastiquement si bien que les autorités médicales et gouvernementales sont forcées d’agir rapidement. C’est en 1983 que l’équipe du Dr Luc Montagnier de l’Institut Pasteur de Paris découvre l’agent causal du SIDA. Il s’agit d’un rétrovirus isolé à partir de ganglions de patients atteints de la maladie qui est nommé Lymphadenopathy Associated Virus (LAV). L’année suivante, l’équipe du Dr Robert Gallo en Californie isole un nouveau rétrovirus nommé Human T-Lymphotropic Retrovirus III (HTLV-III), qui s’avère être la cause du SIDA [3]. Après des observations, on constate que ces deux nouveaux virus n’en sont qu’un seul et au mois de mai 1986, le comité international de taxonomie sur les virus propose que le nom virus de l’immunodéficience humaine (VIH) soit dorénavant utilisé.

Épidémiologie

Selon les dernières statistiques de l’Organisation mondiale de la Santé (OMS) en 2016, environ 37 millions de personnes seraient infectées par le VIH-1. La majorité de ces personnes vivent en Afrique subsaharienne. Annuellement, environ 1.8 million de nouvelles personnes contractent le virus et plus de 1 million en meurt. En date de la mi-2017, environ 20,9 millions de personnes recevaient des traitements antirétroviraux. Le programme ONUSIDA est une initiative de l’Organisation des Nations Unies (ONU) servant à coordonner les efforts dans la lutte contre la pandémie de VIH/SIDA. Son but est d’éliminer complètement l’épidémie de SIDA d’ici 2030. Pour ce faire, ils veulent d’ici 2020 réduire sous la barre des 500 000 nouveaux cas par année sans qu’aucun enfant en meure. De plus, ils veulent que 90% des personnes infectées soient testées, 90% soient traitées et 90% aient une suppression complète du virus.

Les origines du VIH-1

Depuis la découverte du VIH-1, beaucoup de théories plus ou moins crédibles ont émergé sur l’origine du virus. Nous savons cependant à l’heure actuelle que l’épidémie aurait commencé au début des années 1920 dans un petit village de l’Afrique de l’Ouest appelé Kinshasa [7]. C’est à cet endroit que la diversité génétique du virus est la plus grande et que la plus vieille souche du virus a été isolée [8]. Il y aurait probablement eu à cet endroit une zoonose avec un virus similaire : le virus de l’immunodéficience simienne (VIS) [9]. Avec le début de l’ère de l’industrialisation au 20e siècle, le virus s’est propagé à travers le monde pour atteindre le continent américain au début des années 1970.

Génome et structure du VIH-1
Génome viral

Le VIH-1 est un rétrovirus du genre lentivirus possédant un génome de seulement 9200 nucléotides [11]. Les rétrovirus ont la particularité de rétrotranscrire l’ARN pour former de l’ADN tandis que le genre lentivirus a la capacité d’établir une infection latente et de tuer les cellules [12]. Chaque virion contient deux copies d’un ARN monocaténaire à polarité positive contenu dans une capside virale. Le virus possède trois (3) polyprotéines appelées Gag, Pol et Env qui sont respectivement responsables des gènes de structure (matrice (MA), capside (CA), nucléocapside (NC) et p6), des enzymes virales (transcriptase inverse (RT), intégrase (IN) et protéase (PR)) et de l’enveloppe (gp120 et gp41). Le génome possède également des protéines essentielles (Tat, Rev) et des protéines accessoires (Vpr, Vpu, Vif, Nef) régulant la biosynthèse du virus [13]. Finalement, le génome est flanqué de deux séquences hautement conservées appelées long terminal repeats (LTR). Ces LTR servent d’éléments de régulation en interagissant avec différentes protéines virales et de l’hôte lors du cycle de réplication [14]. La figure 2 illustre l’organisation génomique des différentes protéines du VIH-1.
Organisation du génome d’ARN monocaténaire du VIH-1 et de ses différentes protéines.

Structure du virion

Le VIH-1 mesure environ 120 nm de diamètre et possède une structure relativement complexe. À sa surface, des trimères de gp120 sont arrimés avec des trimères de gp41 [15]. Ces derniers sont ancrés dans une enveloppe composée d’une bicouche lipidique obtenue lors du bourgeonnement du virus de la cellule hôte [16]. Cette enveloppe entoure une matrice (MA, p17) aidant à la structure au virion et régulant différentes étapes du cycle viral, dont l’assemblage [17]. Finalement, à l’intérieur se trouve une capside de forme conique appelée p24 (CA). Elle contient les 2 copies d’ARN monocaténaire à polarité positive entouré d’une nucléocapside (NC) qui les protègent contre la dégradation et intervenant dans plusieurs étapes du cycle viral, dont la transcription inverse ainsi que l’assemblage du virion [18]. Dans la capside, il y a également les diverses protéines essentielles et accessoires, le complexe de transcriptase inverse, l’intégrase ainsi que la protéase virale.

Table des matières

Résumé
Abstract
Table des matières
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des abréviations
Remerciements
Chapitre 1 : Introduction
1.1. Origine du virus et de l’épidémie
1.1.1. Les premiers cas répertoriés
1.1.2. Épidémiologie
1.1.3. Les origines du VIH-1
1.2. Génome et structure du VIH-1
1.2.1. Génome viral
1.2.2. Structure du virion
1.3. Cycle de réplication du VIH-1
1.3.1. Les premières étapes de l’infection
1.3.2. Formation de l’ADN viral et intégration dans le génome
1.3.3. Production des protéines virales et maturation du virion
1.3.4. Les facteurs de restriction viraux
1.4. Immunopathogénèse du virus
1.4.1. Les modes de transmission du VIH-1
1.4.2. Les phases de l’infection virale
1.4.3. Antirétroviraux
1.4.4. Réservoirs et sanctuaires viraux
1.5. Macrophages
1.5.1. Origine des macrophages
1.5.2. Types de macrophages et leurs fonctions dans l’organisme
1.5.2.1. Macrophages tissulaires
1.5.2.2. Macrophages dérivés de monocytes
1.5.3. Polarisation des macrophages
1.6. Le VIH-1 et les macrophages
1.6.1. Le cycle viral du VIH-1 chez les MDM
1.6.2. Impact des macrophages de l’intestin sur la barrière épithéliale
1.7. Le folate, vitamine essentielle à l’organisme
1.7.1. Structure du folate
1.7.2. Le cycle du folate
1.7.2.1. L’absorption du folate et son entrée dans la cellule
1.7.2.2. Le contrôle du niveau de folate intracellulaire
1.7.2.3. La sortie de la cellule
1.7.3. Les analogues du folate
1.7.3.1. Méthotrexate
1.7.3.2. Raltitrexed
Chapitre 2 : Hypothèse et objectifs
Chapitre 3 : Matériel et Méthodes
3.1. Production de particules virales
3.1.1. Modèles viraux
3.1.2. Culture de cellules HEK293T
3.1.3. Transfection du plasmide viral
3.1.4. Récolte de la production virale
3.1.5. Dosage de la production virale
3.1.5.1. ELISA p24
3.1.5.2. TCID50 sur lignée de cellules TZM-BL
3.2. Production de macrophages dérivés de monocytes à partir de sang périphérique de donneurs sains
3.2.1. Isolement des macrophages dérivés de monocytes (MDM)
3.3. Modifications dans le cycle du folate
3.3.1. Utilisation de petits ARN interférents
3.3.2. Utilisation d’un inhibiteur chimique
3.3.2.1. Méthotrexate
3.3.2.2. Raltitrexed
3.3.3. Effet de l’acide folique sur la réplication virale
3.4. Infection des macrophages
3.5. Analyse des données
3.5.1. Cytométrie en flux
3.5.2. ELISA p24
3.6. Validation de l’efficacité des ARN interférents
3.6.1. Extraction de l’ARN
3.6.2. PCR quantitative
3.7. Étude du mécanisme d’action du Raltitrexed chez les MDM
3.7.1. Préparation des cellules
3.7.2. Extraction de l’ADN
3.7.3. PCR en temps réel pour l’ADN intégré
3.8. Statistiques
Chapitre 4 : Résultats
4.1. Validation de la diminution des ARNm de protéines impliquées dans le métabolisme du folate par des siRNA
4.2. La réduction des ARNm d’enzymes essentielles impliquées dans le cycle du folate a un impact sur la réplication du VIH-1
4.3. La réduction des ARNm d’enzymes essentielles impliquées dans le cycle du folate a un impact sur la production de nouveaux virions
4.4. La suppression du folate dans la culture des MDM n’a pas d’impact à court terme sur la réplication virale du VIH-1
4.5. Le MTX n’a pas d’effet significatif sur la réplication virale, malgré une diminution de l’activité métabolique
4.6. Le RTX diminue le nombre de MDM productivement infectés, mais augmente la transcription virale dans ces cellules
4.7. Le RTX influence la susceptibilité des MDM à l’infection
4.8. Le RTX n’influence pas l’intégration virale dans les MDM
Chapitre 5 : Discussion
5.1. Sélection des gènes d’intérêt et impact sur l’infection des MDM par le VIH-1
5.1.1. Gamma-Glutamyl Hydrolase (GGH)
5.1.2. Folylpolyglutamate Synthase (FPGS)
5.1.3. Méthylènetétrahydrofolate Réductase (MTHFR)
5.1.4. Dihydrofolate Réductase (DHFR)
5.2. En réponse à l’infection, le folate serait exporté de la cellule afin de nuire à la réplication virale
5.3. À court terme, une diminution du niveau d’acide folique n’a pas d’effet significatif sur la réplication virale
5.4. Le MTX n’affecterait pas la susceptibilité des MDM à l’infection
5.5. Le RTX diminue le nombre de cellules productivement infectées
5.6. Le RTX diminuerait la susceptibilité des MDM à l’infection par le VIH-1
5.7. Le RTX n’affecterait pas l’intégration virale dans les MDM
Chapitre 6 : Conclusion et perspectives
Chapitre 7 : Bibliographie

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