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  Responsable : VIRELIZIER Jean-Louis (virelizi@pasteur.fr)


  resume

 

Le thème central de nos recherches est l'analyse de l'entrée du VIH dans ses cellules cibles, à travers l'étude physio-pathologique des corécepteurs viraux (CXCR4 et CCR5) et des chimiokines antivirales, particulièrement SDF-1. L'expression de CXCR4 a été étudiée dans les neurones, et dans les cellules épithéliales des muqueuses où SDF-1 internalise CXCR4 au niveau des lymphocytes intra-épitheliaux. En culture de cellules endotheliales, l'exposition membranaire de SDF-1 à travers sa liaison aux sulfates d'héparan déclenche l'extravasation leucocytaire. Les interactions avec le récepteur d'oligomères d'enveloppe de souche primaire de VIH ont été analysées. La dégradation intra-nucléaire d'IkB s'est révélée être un élément décisif de la persistance de l'activité inductible de NF-kB.



  rapport

cale

L'Unité d ‘Immunologie Virale dédie ses efforts à l'analyse moléculaire de la relation Hôte/VIH. Le but de nos recherches est de mieux comprendre la stratégie de persistance indéfinie développée par le VIH, afin de s'y opposer de façon aussi adaptée que possible. Nos approches combinent l'étude de la transcription du génome VIH intégré, contrôlée à travers le promoteur viral (LTR) par le facteur NF-k
B
, et l'analyse de l'entrée virale, déclenchée par l'interaction de l'enveloppe du VIH successivement avec CD4 et l'un ou l'autre des deux grands corécepteurs membranaires, les récepteurs aux chimiokines CCR5 et CXCR4.
Ces recherches sont coordonnées par Fernando Arenzana-Seisdedos et Jean-Louis Virelizier.


Aspects physio-pathologiques de l'expression de SDF-1 et de CXCR4 dans les tissus (responsable : F. Arenzana-Seisdedos)

Nous avons préalablement montré que la chimiokine SDF-1 est l'unique ligand naturel du récepteur CXCR4, l'un des deux principaux corécepteurs du VIH (Nature, 1986), et que le blocage de l'entrée des souches X4 de VIH (utilisant CXCR4) par SDF-1 est due à l'internalisation du récepteur (J. Exp. Med., 1998).


SDF-1 et contamination VIH à travers les muqueuses.

Nous avons désormais analysé l'expression tissulaire du SDF-1, et ses conséquences sur l'expression membranaire de CXCR4. La production constitutive de SDF-1 observée au niveau des cellules épithéliales de la muqueuse humaine a pu être associée à l'absence d'expression de CXCR4 sur les lymphocytes intra-épithéliaux (IEL) analysés ex vivo (Agace et al, Current Biology, 2000). L'internalisation permanente de CXCR4 observée in vivo sur les IEL se corrige dès que ces cellules sont cultivées in vitro. Ainsi la sécrétion de SDF-1 dans les muqueuses semble responsable de l'internalisation de CXCR4 sur les lymphocytes en contact étroit avec les épithéliums. Ceci pourrait expliquer pourquoi la contamination vénérienne par le VIH se fait de façon quasi-exclusive par des souches R5, et très rarement X4 de VIH.
Ces observations amènent à remettre en question le caractère soluble, diffusible de la chimiokine SDF-1, puisque des contacts cellulaires intimes semblent impliqués. Nous avons préalablement montré que SDF-1 est exposée de manière fonctionnellement active à la membrane cellulaire, où l'extrémité N-terminale de SDF-1 est libre alors que le domaine C-terminal interagit avec les sulfates d'héparan (Amara et al, J. Biol. Chem., 1999). Les molécules de sulfate d'héparan sont concentrées au pôle baso-latéral des cellules épitheliales des muqueuses. Nous montrons que l'inhibition optimale de l'entrée des isolats X4 de VIH implique une interaction avec les sulfates d'héparan membranaires (Valenzuela-Fernandez et al, J. Biol. Chem., 2001). Globalement, ces résultats sont compatibles avec l'hypothèse que SDF-1, sécrétée localement et exposée à la membrane cellulaire, participe aux moyens de défense naturels des muqueuses contre la contamination par les virus VIH X4, en internalisant constitutivement CXCR4 au niveau des premières cellules cibles rencontrées par le virus.


Rôle de SDF-1 dans la physiologie immunologique, hématopoïétique et dans la pathogénie de l'arthrite inflammatoire.

Pour effectuer leurs fonctions dans divers tissus, les leucocytes doivent quitter la lumière des vaisseaux et traverser la barrière continue constituée par les cellules endothéliales (phénomène d'extravasation ou diapédèse). Nous avons montré que l'expression membranaire de SDF-1 sur les cellules endothéliales humaines suffit à induire de façon très rapide (moins de 0,1 secondes) l'arrimage et le roulement sur les molécules d'adhésion (VCAM-1) dans des conditions de flux permanent in vitro (Grabovsky et al, J. Exp. Med., 2000). Nous avons aussi observé que la repopulation de la moelle osseuse par les cellules précurseur de l'hématopoïèse chez la souris après irradiation est contrôlée par la production de SDF-1 induite par l'ADN endommagé (Ponomaryov et al, J. Clin. Invest., 2000). Outre, les cellules mésothéliales du péritoine recrutent et activent les lymphocytes B chez la souris (Foussat et al, Eur. J. Immunol., 2000). Un recrutement et une activation pathologiques de leucocytes participent aux processus d'inflammation. Nous avons détecté SDF-1 dans les endothéliums synoviaux, et montré que SDF-1 induit une adhésion très forte des lymphocytes T synoviaux à la fibronectine et à ICAM-1, lorsque l'expression de CXCR4 sur ces lymphocytes est induite par le TGF-ß (Buckley et al, J. Immunol., 2000).

Interactions de l'enveloppe du VIH avec CD4 et les corécepteurs, et phénomène de fusion. (responsable : Ralf Altmeyer)

L'enveloppe du VIH (gp120) interagit successivement avec CD4 et CXCR4 ou CCR5, ce qui déclenche l'entrée virale par fusion. On pense que la molécule d'enveloppe est exprimée sous forme de trimères à la membrane du virion VIH. Dans un système de co-transfection avec la protéase furine, nous avons pu purifier des formes sécrétées de la protéine (gp140) délétée de son domaine cytoplasmique, sous forme de mono-, di-, et trimères. Nous avons observé que la forme trimérique lie CD4 de façon beaucoup moins forte que les monomères, aucune des trois formes ne liant directement CCR5 (Staropoli et al, J. Bio. Chem., 2000) Ceci implique que les oligomères gp120/gp41 de la surface du virion sont stabilisés par un mécanisme qui reste à élucider. Nous avons développé un test de fusion cellulaire quantitatif en cytofluorographie pour répondre à ces questions, et analysons la fusion virale dans les lymphocytes T au repos. Nous avons utilisé ces matériels et ces méthodes pour montrer un rôle direct de gp120/gp41 membranaire dans la toxicité induite par des monocytes infectés par le VIH sur des cultures d'astrocytes humains (Lazarini et al, Eur. J. Neuroscience, 2000).


Régulation de l'activité de NF-kB dans le noyau à travers la dégradation inductible de l'inhibiteur Ik B-a par le protéasome. (responsable : Françoise Bachelerie)

Pour que NF-k
B exerce de façon optimale son induction de la transcription du LTR du VIH et de certains promoteurs de gènes cellulaires, ce facteur de transcription doit rester suffisamment longtemps dans le noyau sous forme active. Toutefois, nous avions montré préalablement que l'activité nucléaire de NF-kB est très vite interrompue par la translocation dans le noyau de l'inhibiteur IkBa, déclenchée très rapidement par l'activité NF-kB elle-même. Nous avons maintenant montré que les inducteurs de NF-kB tels que le TNF induisent l'ubiquitination d'IkB et sa dégradation par le protéasome dans le noyau, permettant ainsi le maintien prolongé de l'activité NF-kB aussi longtemps que la stimulation persiste (Renard et al, J. Biol. Chem., 2000).


Légende de la photo :Cellules fusées (jaunes) à partir de cellules exprimant CD4/un corécepteur (vertes) et d'autres exprimant l'enveloppe du VIH (rouges )



  publications

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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
 

Goupil Marie-Laure, IP, goupil@pasteur.fr

Altmeyer Ralf , Institut Pasteur, CR , altmeyer@pasteur.fr

Amara Ali, INSERM , CR1, aamara@pasteur.fr

Arenzana-Seisdedos Fernando , INSERM , DR1 , farenzan@pasteur.fr

Bachelerie Françoise, INSERM, CR1 , fbachele@pasteur.fr

Virelizier Jean-Louis , Institut Pasteur Pr. / INSERM DRE , virelizi@pasteur.fr

Renard Patricia, post-doctorante (Belgique)

Beissier Patrick, post-doctorant (Hollande)

Valenzuela-Fernandez Agustin, post-doctorant (Espagne)

Percherancier Yann, thèse, France

Magerus Aude, DEA, France

Chanel Chantal, DEA, France

Laurent Lysiane, technicien IP

Planchenaut Thierry, technicien IP

Staropoli Isabelle, ingénieur IP


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