Unité: Biologie des Rétrovirus

Responsable: Françoise BARRE-SINOUSSI

L'unité se consacre à la recherche de mécanismes impliqués dans la régulation innée ou induite des infections VIH/SIV chez l'hôte et/ou au niveau cellulaire et tissulaire chez l'hôte.

I - Régulation de l'infection VIH-1 au niveau d ‘une barrière cellulaire : le placenta. Responsable : Elisabeth MENU

Nos études visent à appréhender les mécanismes impliqués dans le contrôle de la transmission mère-enfant (TME) in utero du VIH-1. Nous avons montré que les cellules trophoblastiques placentaires ne sont pas permissives à l'infection par des virions libres, à cause d'un blocage précoce du cycle viral avant l'intégration du virus dans le génome cellulaire. Cette restriction cellulaire est également observée au niveau du tissu placentaire, comme l'indique l'absence d'infection productive détectable sans activation exogène. Nous étudions actuellement les mécanismes et les facteurs impliqués dans cette restriction. Nous avons également montré que le passage de virus au travers de la barrière trophoblastique est régulé par des cytokines présentes dans l'environnement placentaire, notamment le TNF-α dont l'expression est augmentée lors de co-infections. Ces observations pourraient expliquer le risque accru de TME observé dans le cadre d'une étude multicentrique, réalisée en collaboration avec le Centre Pasteur du Cameroun et l'équipe PHPT ("Perinatal HIV Prevention Trial") en Thaïlande. Lors de cette même étude, nous montrons que l'efficacité des traitements antirétroviraux préventifs de la TME pourrait en partie s'expliquer par leur action sur les profils de cytokines placentaires. Nos études in vitro consolident d'ailleurs ces observations puisque l'AZT diminue le niveau d'expression du TNF-α placentaire.

Ces études permettent de mieux comprendre les paramètres impliqués dans le contrôle de la TME du VIH-1 et de contribuer au développement et à l'évaluation de nouvelles stratégies thérapeutiques d'intervention en termes de prévention de la TME. Nous étudions dans ce cadre, l'inhibition de l'infection cellule à cellule au niveau de la barrière placentaire in vitro par des inhibiteurs d'entrée.

II -Régulation de la réplication du VIH-1 et de la survie des thymocytes infectés au sein de l'environnement thymique. Responsable : Nicole ISRAEL

La disparition des cellules T CD4+, observée lors de l'infection VIH-1, est associée à des altérations extra et intra-thymique. Nos recherches visent à identifier les mécanismes impliqués dans l'infection et la survie de cellules infectées au sein de l'environnement thymique. Nous avions précédemment démontré que deux cytokines (IL-7 et TNF) sont essentielles pour la réplication du virus et la survie de thymocytes infectés in vitro et que l'IL-7 favorise la réplication des virus X4 dans les thymocytes matures et les protège de l'apoptose. Les thymocytes immatures infectés pourraient également participer à la propagation du VIH-1 dans un contexte inflammatoire (en présence de TNF), mais ils restent sensibles à l'apoptose viro-induite et leur infection pourrait donc contribuer à un défaut de régénération des cellules T. Ces données nous ont conduites à étudier l'effet bénéfique ou délétère d'un traitement IL-7 chez des macaques infectés par du SIV in vivo, traités ou non par des antirétroviraux (ARV). Nous montrons ainsi que, malgré son impact sur la réplication des virus X4 et sur la survie des cellules infectées, l'IL-7 induit un renouvellement des cellules T chez l'animal, ce qui plaide en faveur de l'utilisation de cette cytokine en thérapeutique chez l'homme. Nous avons également abordé l'étude de l'impact de l'atteinte thymique chez certains patients sous anti-rétroviraux, en succès virologique, qui présentent une fréquence élevée de virus X4 associée à un défaut de restauration de cellules T-CD4+ sous traitement. Nous montrons que la lymphopénie T-CD4+ persistante chez ces patients est plutôt liée au maintien de niveaux élevés d'activation et d'apoptose lymphocytaire T qu'à un défaut de leur fonction thymique, ce qui soulève la question du rôle éventuel de la gp120 des virus X4 dans l'hyperactivation lymphocytaire T observée chez ces patients sous traitement.

Enfin, nous montrons récemment que le VIH-1, en particulier les virus R5 se répliquent à haut niveau dans les cellules dendritiques (DC) thymiques et que l'infection induit une déplétion et modifie le phénotype des DC thymiques. L'infection pourrait donc provoquer des modifications fonctionnelles des DC thymiques, en particulier en termes de sélection négative des cellules T.

III- Déterminants précoces de la protection du singe vert d'Afrique. Responsable : Michaela C. MULLER-TRUTWIN.

L'infection par un lentivirus simien (SIV) chez le singe vert d'Afrique (AGM) constitue un modèle d'étude de protection naturelle contre le SIDA. Nous avons précédemment décrit des niveaux très élevés d'ARN viral dans le sang et les tissus intestinaux, ce qui suggère que la réplication virale est certes nécessaire, mais pas suffisante en elle-même pour induire la déplétion des cellules T CD4+. Ces observations sont à rapprocher des données chez l'homme qui montrent que la déplétion T CD4+ est indirectement liée à la charge virale, mais directement corrélée au niveau d'activation T. Nous avons montré que les AGM chroniquement infectés par le SIVagm ne présentent pas d'activation lymphocytaire T chronique et généralisée contrairement à l'homme infecté par le VIH-1, et ceci en dépit de niveaux similaires de virémie. Plus récemment, nous avons démontré l'existence d'un contrôle extrêmement rapide de l'activation T chez l'AGM en réponse à l'infection par du SIVagm in vivo. Ce contrôle est associé à une induction très précoce, dès la première semaine post-infection, de cytokines anti-inflammatoires (TGF-β, IL-10). Les augmentations de TGF-βque nous observons sont corrélées à des augmentations de FoxP3 et de cellules T CD25+, ce qui pose la question du rôle de cellules T CD25+ régulatrices dans le contrôle précoce de l'activation T chez l'AGM. Nous envisageons donc d'étudier la fonction des cellules Treg CD25+ chez l'AGM ainsi que le rôle potentiel des cellules dendritiques dans l'activation précoce de réponses immunes bénéfiques chez l'AGM. Les méthodologies utilisées comprennent des approches classiques (cytométrie fe flux, PCR en temps réel...) et globales (puces à ADN).

IV - Déterminants de résistance naturelle à l'infection par le VIH-1. Responsable : Gianfranco PANCINO

Nos recherches visent à identifier des facteurs d'hôte impliqués dans le contrôle de l'infection par le VIH-1. En collaboration avec les Instituts Pasteur d'Hô Chi Minh Ville (Vietnam), du Cambodge et de Bangui (RCA), nos travaux sur les mécanismes de résistance à l'infection chez des toxicomanes i.v. ou des partenaires de sujets séropositifs exposés au VIH-1 de façon répétée, mais non infectés (exposés non infectés, ENI) ont révélé une réduction de la sensibilité à l'infection in vitro  par le VIH-1 des cellules mononuclées circulantes des ENI comparativement à celles de sujets témoins. Cette résistance relative à l'infection est associée soit à une activité inhibitrice des cellules T CD8 soit à des restrictions de la réplication virale dans les lymphocytes T CD4. Nous avons identifié trois phénotypes distincts de restriction dans les cellules T CD4 qui affectent l'entrée du VIH-1 ou des étapes postérieures de la réplication virale. Grâce à l'établissement d'un modèle d'étude in vitro de la réplication du VIH-1 dans des macrophages primaires, nous avons également montré que l'activation de macrophages par l'agrégation des récepteurs Fcγ, mimant la stimulation par des complexes immuns, inhibe la réplication du VIH-1 en bloquant son intégration dans le génome de l'hôte. L'inhibition induite par les FcγR affecte aussi d'autres lentivirus, y compris VIH-2 et SIV. Dans le cadre de ces études, nous avons développé une méthode d'imagerie par bioluminescence qui permet la quantification en temps réel de l'expression du VIH-1 dans des cellules primaires vivantes à niveau d'une seule cellule infectée, en collaboration avec la Plate-forme d'Imagerie Dynamique de l'Institut Pasteur (Figure).

Nos recherches sont maintenant orientées vers l'identification des mécanismes moléculaires responsables des restrictions de la réplication virale observées dans les lymphocytes T CD4 et dans les macrophages. En parallèle, nous étudions les mécanismes de contrôle de la réplication du VIH-1 chez des individus que, bien qu'infectés depuis plus de 10 ans, ne présentent pas de charge virale plasmatique détectable (" HIV-controllers "). Ces études se situent dans la perspective d'identifier de nouveaux mécanismes et molécules à activité anti-VIH susceptibles d'applications cliniques et vaccinales.

V - Régulation de l'infection à VIH par l'immunité innée. Responsable : Daniel Scott-Algara.

Nous étudions le rôle de l'immunité innée, en particulier des cellules NK, dans le contrôle de l'infection par le VIH. En collaboration avec l'Institut Pasteur d'Hô Chi Minh ville et de G. Pancino, nous avons démontré une augmentation de la réponse cytotoxique et sécrétoire des cellules NK dans une cohorte de drogués par voie intravasculaire au Vietnam qui sont restés non infectés par HIV en dépit de leur haut risque d'exposition au virus (ENI). Nous nous intéressons maintenant à l'expression de marqueurs de cellules de NK qui peuvent caractériser le statut ENI comparativement à une population vietnamienne non exposée au VIH ou à des individus vietnamiens séropositifs pour le VIH en utilisant les techniques de cytometrie de flux et la PCR en temps réel (collaboration avec P. Paul, Marseille). Nos résultats montrent une expansion des sous-populations NK exprimant des récepteurs inhibiteurs et/ou activateurs chez les ENI. Ces résultats suggèrent que l'expansion sélective des sous populations NK pourrait représenter un avantage pour la résolution de l'infection par le VIH. Nous envisageons de définir le rôle des sous populations NK en particulier l'impact de leurs interactions avec d'autres acteurs de l'immunité innée (cellules dendritiques et macrophages), notamment leurs implications dans la régulation de la propagation virale et/ou de la progression de la maladie.

Légende de la photo

Quantification en temps réel de l'expression du VIH-1 à niveau d'une seul cellule vivante infectée

A. Image de bioluminescence, superposée à l'image en lumière transmise, montrant l'émission en photons d'un macrophage infecté avec des particules virales du VIH-1 contenant le gène luciférase. B. Image en temps réel (en haut) et quantification en photons (en bas) de l'induction de l'expression génique virale dans une cellule T CD4+ primaire infectée de façon latente, après stimulation par PHA (1, bleu). Réplication du VIH-1 dans une cellule T CD4+ pré-activée qui émettait déjà des photons avant stimulation (2, vert).

Mots-clés: VIH/SIV, SIDA, singe vert, régulation innée, activation T, régénération T, restriction cellulaire


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