SIDA: perspectives de traitement du VIH-1 au niveau des étapes tardives de la réplication du virus
Publié par Adrien le 21/10/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB
Le virus VIH-1, responsable du SIDA, infecte les lymphocytes T CD4 et produit des particules virales, d'une centaine de nanomètres, qui bourgeonnent de la membrane de la cellule infectée. Le virus acquiert ainsi une enveloppe lipidique qui dérive de la cellule hôte. En appliquant une technique optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) novatrice (nanoscopie de fluctuation sur lymphocytes T vivants infectés), les chercheurs ont pu montrer, et publier dans la revue Science Advances, que le VIH-1 trie des lipides spécifiques dans la membrane de la cellule en créant ainsi une nouvelle plateforme d'assemblage, véritable "usine à virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire....)" !


Figure: Comparaison de la mobilité des lipides dans la membrane de la cellule infectée par le VIH-1 au site d'assemblage ("HIV-1 Bud") et en dehors ("Plasma Membrane") grâce à des mesures effectuées par la technique de nanoscopie "scanning STED-FCS" directement sur cellules infectées vivantes. Dans la membrane plasmique, le phospholipide PI(4,5)P2 (courbe bleue) diffuse plus rapidement que la sphingomyeline (courbe verte) alors que dans le site d'assemblage du virus, si la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un...) de la sphingomyeline reste identique, celle du PI(4,5)P2 est fortement ralentie (courbe bleue) indiquant une capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de...) du phospholipide par le virus dans la membrane de la cellule infectée.
© Jakub Chojnacki/Cyril Favard.

Au cours de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de production des particules du virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1), les protéines Gag du virus s'assemblent et le virus bourgeonne à partir de la membrane plasmique de la cellule infectée. La composition lipidique de l'enveloppe du VIH-1 est cependant différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de...) de celle de la membrane cellulaire. Longtemps les chercheurs ont pensé qu'après une interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) avec un phospholipide chargé, le PI(4,5)P2, la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En...) Gag du VIH-1 ciblait des zones pré-existantes de la membrane plasmique de la cellule infectée appelées "radeaux lipidiques", enrichies dans certains lipides comme la sphingomyéline et le cholésterol, dont elle profitait pour s'auto-assembler.

Dans le cadre d'une collaboration avec l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) d'Oxford (UK) et l'Université de Jena (Germany), les chercheurs ont montré qu'un tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) autre mécanisme était mis en jeu lors de l'assemblage du virus dans les cellules cibles. A l'aide d'une nouvelle méthode de microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à l'œil nu, soit par leur...) photonique de super-résolution, applicable sur cellules vivantes infectées, la nanoscopie "scanning STED-FCS", ils ont mesuré et directement comparé la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des différents lipides dans les sites d'assemblages du VIH-1 et en dehors de ces sites d'assemblages, directement dans la membrane des lymphocytes T CD4.

Les chercheurs ont pu observé que la mobilité du PI(4,5)P2 et du cholesterol au site d'assemblage du virus dans des cellules préalablement infectées, contenant donc toute la machinerie virale, était fortement diminuée au bourgeon (Bourgeon peut faire référence à :) viral par rapport à la membrane plasmique alors que celle de la sphingomyéline, composant essentiel des domaines membranaires pré-existants restait inchangée.

Finalement, en implantant à Montpellier la technique de "scanning STED-FCS", ils ont montré, dans des lymphocytes T exprimant seulement la protéine Gag du VIH-1 que, là encore, les mobilités du PI(4,5)P2 et du cholestérol (Le cholestérol est un lipide de la famille des stérols qui joue un rôle central dans de nombreux processus biochimiques. Le cholestérol tire son nom du grec ancien chole- (bile) et de stereos (solide),...) étaient réduites au site d'assemblage alors que celle de la sphingomyéline restait inchangée, dévoilant ainsi l'acteur (Un acteur est un artiste qui incarne un personnage dans un film, dans une pièce de théâtre, à la télévision, à la radio, ou même dans des spectacles de rue. En plus de l'interprétation proprement dite,...) de ce phénomène. Cela démontre que le VIH-1, comme tout parasite, utilise non seulement les composants cellulaires à son avantage mais en plus il les choisit et les "kidnappe" afin de produire de nouveaux virus.

Ces résultats ont donc permis d'établir que la composition lipidique différentielle de l'enveloppe du VIH-1 n'était pas liée à son recrutement dans des sites spécialisés de la membrane plasmique de la cellule mais à la capacité de sa protéine Gag à interagir et à trier les lipides lors de son assemblage afin de créer son propre domaine membranaire. Cela ouvre de potentielles perspectives pour le traitement du virus VIH-1 notamment au niveau des étapes tardives de la réplication du virus et pour des méthodes de criblage de molécules par nanoscopie de super-résolution.

Voir aussi l'article: Les mécanismes de désassemblage (Le désassemblage est l'action inverse de l'assemblage. Cette opération va, grâçe à un désassembleur, essayer de convertir un fichier binaire en code assembleur. Mais cette tâche n'est pas évidente. En effet, le désassembleur a parfois...) et d'import nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) du VIH enfin résolus

Pour en savoir plus:
HIV-1 Gag specifically restricts PI(4,5)P2 and cholesterol mobility in living cells creating a nanodomain platform for virus assembly.
Favard C, Chojnacki J, Merida P, Yandrapalli N, Mak J, Eggeling C, Muriaux D.
Science Advances, Oct 2nd, 2019. DOI: 10.1126/sciadv.aaw8651
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