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     Immunologie Virale


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


  resume

 

L'Unité d'Immunologie Virale a atteint en 2005 sa dernière année d'existence dans sa configuration actuelle. Toutefois une continuité thématique et d'approches est assurée par la création en 2006 d'un nouveau laboratoire sous la direction de Fernando Arenzana-Seisdedos. Ces thématiques concernent la Relation Hôte/Virus, dans des infections virales de grand impact en santé publique, en particulier le SIDA et la dengue. Les investigations se concentrent sur les stades précoces de ces infections, et particulièrement le phénomène d'entrée virale. Les approches ont donc porté ces quatre dernières années sur l'interaction des protéines virales avec les récepteurs cellulaires. L'approche globalement suivie est de développer des investigations parallèles et interactives sur les aspects physiologiques et pathologiques des fonctions des récepteurs aux chimiokines et aux virus. En 2005, le virus le plus étudié a été le virus de la dengue. Les efforts se sont aussi portés sur les signaux moléculaires associés à l'endocytose des récepteurs aux chimiokines, et la pertinence de ce phénomène dans un désordre immuno-hématologique d'origine génétique chez l'homme (syndrome de WHIM), approche correspondant aux priorités du Département de "Médecine Moléculaire" que notre unité (JLV) a coordonné pendant quatre ans.



  rapport

cale

L'ensemble des travaux décrits ci-dessous a été réalisé sous la direction scientifique conjointe de F. Arenzana-Seisdedos et J-L Virelizier.

1-Physiologie des récepteurs aux chimiokines

- Conditions structurelles requise pour la signalisation induite par CCR5 et pour l'endocytose du récepteur

Responsables : Lagane, B. ; Bachelerie, F., et al

Nous avons montré préalablement que CCR5, un récepteur couplé aux protéines G et un co-récepteur majeur du VIH, s'internalise après son induction par les chimiokines correspondantes, et que ce phénomène est responsable du blocage de l'entrée du VIH dans les cellules cibles (Amara , A, et al, 1997). Nous avons maintenant montré que CCR5 est couplé aux protéines G de façon indépendante de la liaison de ce récepteur avec sa chimiokine agoniste. L'introduction d'une mutation au niveau de l'Arg 126 au niveau du motif DRY de CCR5 a aboli l'activation des protéines G induite par CCR5, mais n'a pas altéré la capacité de la chimiokine agoniste de déclencher la phosphorylation et l'endocytose dépendant de la β-arrestine. Le récepteur mutant a montré un état basal de phosphorylation supérieur à celui du récepteur CCR5 sauvage. L'induction de l'expression de β-arrestine a diminué l'expression du récepteur mutant, ce qui suggérait une association spontanée des β-arrestines avec cette forme de récepteur. Toutefois la migration des cellules exprimant le mutant ne s'est pas montrée augmentée par l'expression de β-arrestine, au contraire de ce qui était observé avec le récepteur sauvage. Globalement, ces données indiquent que des conditions structurales différentes sont requises, après activation des G protéines par CCR5, pour la chimiotaxie dépendante des β-arrestines et pour la désensibilisation / internalisation du récepteur. Cette dissociation est compatible avec le concept que différentes réponses biologiques de CCR5 peuvent dépendre de conformations différentes du récepteur. (Lagane, B., et al, Mol. Pharmacol., 67, 1966, 2005).

- Caractérisation de RDC1 comme un nouveau récepteur fonctionnel de la chimiokine SDF-1 (CXCL12)

Responsables : Balabanian, K., Lagane, B., Bachelerie, F., et al

Les chimiokines contrôlent des fonctions biologiques très diverses. La chimiokine SDF-1 (CXCL12) montre un répertoire particulièrement large d'effets biologiques, bien qu'un seul r récepteur lui ait jusqu'à présent été attribué : CXCR4. Nous avons montré que RDC1, un récepteur associé aux G protéines mais "orphelin", connu pour permettre l'entrée de certaines souches de VIH et de SIV, est capable de lier et d'être activé par SDF-1. L'expression de RDC1 a été vérifiée au niveau des lymphocytes circulants humains. Nous avons montré que des anticorps spécifiques de RDC1 bloquent la chimiotaxie induite par SDF-1 dans des cellules exprimant ce récepteur. L'interaction SDF-1/RDC1 s'est révélée spécifique, saturable, et de haute affinité. En outre, il est apparu que dans des cellules n'exprimant pas CXCR4, mais exprimant RDC1, SDF-1 induit des réponses chimiotactiques et l'internalisation du récepteur. Nous avons donc suggéré que RDC1 est un nouveau récepteur pour la chimiokine SDF-1, et proposé le nom CCR7 pour ce récepteur qui n'est désormais plus orphelin. (Balabanian, K., et al, J. Biol. Chem., 280,35766, 2005).

2 - Aspects pathologiques du fonctionnement des récepteurs DC-SIGN et CXCR4

- Les signaux d'internalisation de DC-SIGN n'ont pas de rôle dans l'utilisation par le virus de la dengue de cette lectine pour son entrée dans les cellules dendritiques.

Responsables: Lozach, P-Y, Amara, A., et al

La nature du (ou des) récepteurs permettant, au cours de l'infection primaire, l'entrée du virus de la dengue (DV) dans les premières cellules cibles après injection du virus sous la peau par le rostre d'un moustique infecté, est longtemps restée une énigme. Il a été rapporté que des cellules de type dendritique de la peau peuvent être infectées in vivo par le DV. Nous avons montré préalablement que l'expression du récepteur aux mannoses DC-SIGN rend divers types cellulaires totalement susceptibles à l'infection par DV (Navarro-Sanchez, E. , et al, 2003). En utilisant des préparations de cellules dendritiques générées in vitro à partir de précurseurs circulants, nous avons observé que le virus de la dengue infecte de façon intense et productive les cellules dendritiques immatures (DCs), mais pas les cellules de Langherans (LCs). Nous avons pu montrer que les interactions entre DC-SIGN et la protéine d'enveloppe du virus (DV-E), la seule protéine mannosylée présente dans les particules de virus DV, sont essentielles pour l'infection des DCs. La liaison de DC-SIGN par les résidus N-glycans mannosidés présents sur la protéine DV-E induit rapidement l'internalisation de DC-SIGN. Pourtant, nous avons observé que des molécules de DC-SIGN mutées et incapables d'endocytose permettent néanmoins la réplication du DV. Ceci indique que la capacité intrinsèque d ‘endocytose per se n'est pas indispensable pour que DC-SIGN permette le stade d'internalisation du DV. Bien que ces observations ne permettent pas de conclure si DC-SIGN agit seulement comme un facteur d'attachement à la membrane ou bien comme un authentique récepteur d'entrée induisant l'internalisation de la particule virale, elles apportent un éclairage intéressant sur les premiers évènements moléculaires contrôlant l'endocytose récepteur-dépendante du flavivirus DV. (Lozach, P-Y., et al, J. Biol. Chem., 280, 23698, 2005).

- Un défaut de désensibilisation sous-tend l'excès de fonction chimiotactique de CXCR4 induit par SDF-1 et une rétention médullaire des précurseurs hématopoïétiques chez les patients génétiquement atteints de syndrome de WHIM.

Responsables : Balabanian, K., Lagane, B., Bachelerie, F., et al

Sachant que les interactions SDF-1/CXCR4 participent au contrôle de l'importation, la rétention et l'exportation des précurseurs hématopoïétiques dans la moelle osseuse, nous avons exploré le fonctionnement de ce couple chimiokine/récepteur chez des patients atteints de syndrome de WHIM, désordre immuno -hématologique d'origine génétique caractérisé notamment par une neutropénie périphérique à moelle riche. Nous avons étudié des patients de trois familles différentes. Une anomalie génétique de CXCR4 (une nouvelle mutation responsable de l'expression d'un récepteur à extrémité C-terminale tronquée) a été trouvée chez deux enfants de mêmes parents, mais aucune anomalie de CXCR4 n'a été mise en évidence chez deux patients d'une autre famille. Cette différence génétique majeure a été observée malgré l'extrême similitude des symptômes cliniques chez tous ces patients. Par contre, un syndrome biologique commun a été retrouvé chez tous les malades investigués, caractérisé par des réponses exagérées à la stimulation de CXCR4 par SDF-1 au niveau des lymphocytes et des neutrophiles circulants. Cette anomalie fonctionnelle était le résultat d'un défaut frappant de désensibilisation et d'internalisation de CXCR4 en réponse à SDF-1. Ces réponses fonctionnelles exagérées n'ont pas été retrouvées après stimulation par d'autres chimiokines (CCL4, CCL5, CCL21). Ainsi, que le gène CXCR4 lui-même soit anormal ou non, l'exagération des réponses CXCR4 furent retrouvées chez tous les patients, définissant donc un syndrome biologique commun. Nous proposons que les signes cllinico-biologiques du syndrome, et tout particulièrement la rétention médullaire des cellules précurseurs de la lignée myéloïde, soient sous-tendues par les anomalies de la signalisation CXCR4 que nous avons observées. (Balabanian, K., et al, Blood, 105, 2449, 2005).

Il est désormais nécessaire de caractériser le (ou les) gènes responsables des anomalies des cascades de signalisation CXCR4 observées chez les patients exprimant la forme sauvage du récepteur. D'autres enquêtes seront encore nécessaires, notamment pour comprendre l'association dans le syndrome de WHIM de graves condylomes à virus papilloma. Les relations complexes entre les signaux générés par le couple SDF-1/CXCR4 et la tumorogénese/angiogénèse sont en cours d'exploration. (Orimo A. et al, Cell, 121, 335, 2005)

3- Capacité signalisatrice de la glycoprotéine du VIH

Responsable : L. Chakrabarti

Dans le cadre du programme multi-départemental GPH SIDA, nous cherchons à déterminer si l'interaction de la glycoprotéine d'enveloppe gp120 avec ses récepteurs induits des voies de signalisation aberrantes, ce qui pourrait contribuer à l'activation anormale des lymphocytes T caractéristique de l'infection à VIH. Nous observons que, si la gp120 utilisant CXCR4 signalise comme un agoniste plein de ce récepteur, la gp120 utilisant CCR5 semble induire un jeu de signaux plus réduits. Nous explorons à présent l'influence des signaux via les corécepteurs sur le routage des particules virales lors des étapes précoces post-entrée.


Légende de la figure :

Capture de particules VIH fluorescentes par les cellules cibles

Des particules VIH-1 marquées avec une protéine de fusion Vpr-GFP (vert) sont capturées par des cellules exprimant une protéine de fusion DsRed-clathrine (rouge). Certaines particules sont capturées dans les puits à clathrine (points jaunes) alors que d'autres évitent la voie endocytique (points verts).




Mots-clés: Virus , entry , receptor, chemokine, signalling, WHIM syndrome, entry



  publications

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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  Goupil Marie-Laure (goupil@pasteur.fr) Amara Ali , INSERM (CR, aamara@pasteur.fr)

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

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

Chakrabarti, Lisa, Institut Pasteur (CR, chakra@pasteur.fr)

Lagane Bernard, INSERM (CR1, lagane@pasteur.fr)

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

Balabanian, Karl, stage post-doctoral, kbalaban@pasteur.fr

Harriague, Julie, stage post-doctoral, harriag@mailhost.pasteur.fr

Lozach, Pierre-Yves, Etudiant en thèse, lozach@pasteur.fr

Planchenault, Thierry,(Ingénieur IP), tplanche@pasteur.fr

Staropoli, Isabelle, (Ingénieur IP), istaro@pasteur.fr

Laurent Lysiane (technicienne IP) , lyslaure@pasteur.fr


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