L'inhibition de l'autophagie dans les lymphocytes T CD4 infectés par le VIH-1 : le rôle des protéines accessoires Vif et Vpr

L’autophagie est un mécanisme de l’immunité innée contre le VIH-1 déclenché très rapidement dans les cellules T CD4 par les protéines d’enveloppe du virus (Env). Dans les cellules T CD4 appelées « bystander », c’est-à-dire où l’infection est abortive, l’autophagie entraine l’apoptose. Dans les cellules T CD4 infectées de façon productive, l’autophagie est inhibée, empêchant ainsi à la fois la dégradation du virus et/ou des protéines virales et l’apoptose médiée par Env. Le but de cette étude de doctorat est de comprendre comment l’autophagie est bloquée dans les cellules T CD4 infectées par le VIH-1. Durant la première année de ma thèse, j’ai contribué au travail montrant que Vif nouvellement synthétisé bloque l’autophagie dans les lymphocytes T CD4 infectés. Les données ont été publiées en Janvier 2015 dans AIDS sous le titre «HIV-1 viral infectivity factor interacts with microtubule-associated protein light chain 3 and inhibits autophagy». Ensuite, j’ai montré que Vpr contribue aussi à l’inhibition de l’autophagie. En effet, Vpr ectopique diminue grandement le nombre des autophagosomes présents dans les cellules T CD4 quand l’autophagie est induite par un inhibiteur de mTOR. De même, Vpr incorporé dans les virions diminue le nombre des autophagosomes présents dans les cellules T CD4 très rapidement après leur infection productive (4h et 8h). Dans le but de définir le mécanisme par lequel la protéine Vpr entraine ce blocage, j’ai fait des expériences de GST pull-down et j’ai identifié que Vpr interagit avec BNIP3, une protéine pro-autophagique. De plus, le niveau d’expression de BNIP3 est augmenté dans les cellules T CD4 après le contact avec Env, suggérant que BNIP3 pourrait être impliqué dans l’induction de l’autophagie médiée par l’Env. Vpr co-localise avec BNIP3 et Vpr incorporé dans les virions induit une diminution drastique du niveau d’expression de BNIP3 après 8 heures d’infection. En conclusion, j’ai montré qu’au moins deux protéines du VIH-1 sont séquentiellement impliquées dans l’inhibition de l’autophagie dans les cellules T CD4 infectées par le VIH-1, Vpr qui contrôle l’autophagie durant la phase précoce de l’infection, et Vif néo-synthétisé qui inhibe l’autophagie après la transcription du génome viral. La compréhension complète des mécanismes par lesquels le VIH-1 inhibe l’autophagie devrait à terme permettre l’élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques pour lutter contre ce virus.Autophagy is a potent anti-HIV-1 mechanism. It is triggered in CD4 T cells by the viral envelope (Env) upon HIV-1 entry. In bystander CD4 T cells, autophagy leads to apoptosis. In productively infected CD4 T cells, autophagy is inhibited, preventing thus HIV-1 virophagy and Env-mediated apoptosis. The aim of my PhD study was to understand how autophagy is blocked in the HIV-1-infected CD4 T cells. During the first year of my thesis, I contributed to the work demonstrating that Vif neosynthesized blocks autophagy in the infected CD4 T lymphocytes. The data were published in January 2015 in AIDS under the title “HIV-1 viral infectivity factor interacts with microtubule-associated protein light chain 3 and inhibits autophagy”. Then, I demonstrated that Vpr contributes also to the inhibition of autophagy. Indeed, both ectopic expression of Vpr and Vpr incorporated into the virions decrease the number of autophagosomes in CD4 T cells when autophagy is induced by an inhibitor of mTOR and Env, respectively. To define the mechanism by which HIV-1 Vpr inhibits autophagy, I performed GST pull-down experiments and identified that Vpr interacts with BNIP3, a pro-autophagic protein. Importantly, BNIP3 expression level is increased in CD4 T cells upon Env contact, suggesting that BNIP3 could be responsible for the Env-mediated induction of autophagy. Furthermore, Vpr co-localizes with BNIP3 and viral incorporated Vpr decreases BNIP3 levels after 8 hours of infection. In conclusion, I demonstrated that at least two HIV-1 proteins are sequentially involved in the inhibition of autophagy in HIV-1-infected CD4 T cells, Vpr that controls autophagy during the early phase of infection, and then neo-synthesized Vif that inhibits autophagy after HIV-1 genome transcription. The complete understanding of the mechanisms by which HIV-1 inhibits autophagy should lead to the rising of new molecular strategies to fight against this virus