Autophagy, a mechanism involved in the physiopathology of HIV-1 infection

L'autophagie est une voie majeure de dégradation et de recyclage des constituants cytoplasmiques. C'est également un mécanisme de l'immunité innée et adaptative. Au cours de l'infection par le VIH-1, l'autophagie est déclenchée dans les lymphocytes T CD4 non infectés après contact avec les glycoprotéines d'enveloppe virale (Env). Cette autophagie participe alors à l'induction de l'apoptose dans ces cellules, mécanisme connu pour être responsable de la disparition des lymphocytes T CD4 au cours de l'infection, et donc de l'évolution vers la phase SIDA. Nos travaux ont permis de montrer que l'activité fusogénique de gp41 est responsable de l'induction d'autophagie et de la mort des lymphocytes T CD4 non infectés après leur contact avec Env. De façon tout à fait surprenante, il apparaît que l'autophagie est bloquée dans les lymphocytes T CD4 productivement infectés par le VIH-1 (souches X4 ou R5). Par contre, les macrophages, autre population cellulaire ciblée par ce virus, ne présentent aucun signe d'autophagie en réponse à la fixation de Env (souches X4 ou R5), alors qu'elle est induite dans les macrophages infectés par ces mêmes virus. Enfin, les derniers résultats nous ont permis de mettre en évidence une phase d'autophagie plus précoce, intervenant dans les deux heures suivant le contact avec Env. L'étude des acteurs impliqués dans l'induction de cette première phase a montré qu'elle était indépendante de la fusion membranaire induite par gp41, ainsi que de la liaison de Env aux récepteurs CD4 et CXCR4. Cette première phase d'autophagie est également présente dans les premières étapes d'infection des lymphocytes T CD4 par du virus libre, et est nécessaire à la réplication du VIH-1. Le VIH-1 adopte donc une stratégie d'exploitation du mécanisme autophagique afin d'optimiser sa réplication, mais également la propagation de l'infection.Autophagy is a major catabolic pathway involved in the degradation and recycling of cytoplasmic components. It is also a mechanism of adaptive and innate immunity. During HIV-1 infection, autophagy is induced in uninfected CD4 T lymphocytes after contact with cells expressing HIV-1 envelope glycoproteins (Env, gp120/gp41). This process is a pre-requisite to their apoptosis. Thus, autophagy is implicated in the depletion of CD4 T lymphocytes during HIV-1 infection, mechanism leading to AIDS. The results obtained during my PhD have shown that the fusogenic function of gp41 is responsible for the induction of autophagy in the uninfected CD4 T lymphocytes. Surprisingly, this process is blocked in productively HIV-1-infected CD4 T lymphocytes (X4 or R5 strains). In contrast, uninfected macrophages, a preserved cell population during HIV-1 infection, do not undergo X4 or R5 Env-mediated autophagy. However, autophagosomes are present in infected macrophages. Our last results demonstrated that an early autophagic phase is triggered in target CD4 T cells 2h after the contact with Env-expressing cells. Neither the fusogenic function of gp41, nor gp120 binding to CD4 and CXCR4 is implicated in the induction of this early autophagic phase. Interestingly, this process seems necessary to establish an efficient HIV-1 replication. Our results suggest that HIV-1 adopts a strategy to use the autophagic pathway to its own profit and pointes this process as a key for the HIV-1-associated physiopathology