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Bien que la description qualitative et phénoménologique de la migration cellulaire soient décrites de façon minutieuse dans son approche holistique, des mécanismes de base et connus depuis longtemps n’ont pas encore été explorés quantitativement avec une approche "bottom-up". Un de ces exemples est le comportement migratoire en deux dimensions des lym- phocytes T effecteurs humains. Alors que leur comportement in vivo est déjà connu depuis longtemps et décrit qualitativement, une approche quantitative in vitro offre de nombreuses perspectives. Les interactions des intégrines LFA-1 et VLA-4 avec leurs ligands respectifs ICAM-1 et VCAM-1 ont déjà été étudiées et sont les principales molécules impliquées dans la migration des lymphocytes T effecteurs. Du fait de leur importance dans l’organisation de la mobilité, ces deux protéines sont les principaux objets d’étude de cette thèse. La majorité des travaux précédents ont été réalisés en observant les lymphocytes T dans des tissus vi- vants dont la composition et la densité des molécules d’adhésion ne peuvent ni être déterminées ni contrôlées de façon précise. Nous avons developpés des substrats artifi- ciels permettant d’imiter et de contrôler ces caractéristiques adhésives afin d’examiner et de relier les propriétés physiques des cellules tels que la vitesse ou l’index de mi- gration orientée, avec une réponse cellulaire donnée ainsi que d’associer un type de mouvement avec des interactions intégrines-ligands spécifiques. Pour aller plus loin, nous avons à nouveau analysé la conformation des intégrines puis l’avons modulé pour altérer leur affinité et changer les propriétés précédemment décrites. / The ability of T-lymphocytes to migrate to sites of inflammation towards all different types of tissues based on the interplay between biochemical and mechanical signaling is unique among human cells and underlines the importance of their complex motility apparatus relying on multiple stimuli. A crucial part within the leukocyte adhesion cascade is the firm attachment of the immune cell to the inner wall of the blood vessel and the subsequent migration along its surface until crossing the endothelial cell barrier. These migrational steps are guided not only by the shear stress to which the cell is exposed to by the flow of blood, but also by expression of adhesion molecules, the most important among them are ICAM-1 and VCAM-1 and their integrin counterparts LFA-1 and VLA-4, expressed by the immune cell. These proteins are crucial not only in a mechanically anchoring sense, but they also play a part in an intracellular signaling process leading to a change in migrational direction, overall cell affinity and phenotype. Few is known about how all components shape the movement behaviour on a quantitative level, raising questions about hierarchy, affinity and density of the involved proteins. Besides enhancing the general knowledge of the mechanisms of T-cell migration, the role of ICAM-1 and VCAM-1 in various diseases makes this study a promising endeavour. The approach taken in this thesis is to dissect and recompose the important adhesion molecules on a laminal flow chamber to link the cell’s response to them to specific movement properties and answer the questions addressed above.

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Thèse doctorat : Biochimie : INSA LYON : 2001. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 161-198.

Ulm, Univ. Diss., 2006.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2002. / Bibliogr.: f. [73]-78. Publié aussi en version électronique.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 15 décembre 2005). Bibliogr.

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Plusieurs études ont démontré que le virus d'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) possède la propriété d’incorporer diverses protéines de la cellule-hôte. Certaines observations indiquent que ce processus d'incorporation est sélectif. Cependant, les mécanismes expliquant la sélectivité des protéines incorporées demeurent largement inconnus. Les travaux présentés ciblent l'identification du facteur responsable de l'incorporation sélective de la protéine cellulaire ICAM-1 par le VIH-1. Parallèlement, nous avons évalué la sensibilité des virus porteurs de l’ICAM-1 à l’action de l’inhibiteur de fusion, T-20. Un système de transfection et d'expression transitoire a été utilisé afin de produire des particules virales isogéniques avec ou sans l’ICAM-1, et de certains de ses variants. Ce système nous a permis de démontrer que le VIH-1 s’approprie la molécule d’adhésion ICAM-1 par un processus indépendant de l’enveloppe virale (Env), mais dépendant de la portion intracytoplasmique de l’ICAM-1. Cette incorporation serait dirigée par une interaction directe ou indirecte entre la molécule d’adhésion et le précurseur immature Gag du VIH-1. Par ailleurs, la présence de l’’ICAM 1 sur le VIH-1 augmente la résistance des virions à l’action du T-20 en accélérant la cinétique de fusion du virion. La présence de l’ICAM-1 à la surface des virions et son rôle dans le cycle réplicatif du VIH 1 sont très importants dans la pathogenèse du VIH-1. / INTRODUCTION Previous works have indicated that incorporation of surface glycoprotein into retroviruses such as the human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is not a highly specific process since several cellular glycoproteins can be inserted within the mature viral particle. The mechanism(s) that govern the acquisition of such host constituents have remained so far elusive. OBJECTIVES We have examined the molecular basis, associate to ICAM-1 localization and structural viral proteins responsible for the selective incorporation of the adhesion molecule ICAM-1 within HIV-1. We also investigated whether sensitivity to the newly developed fusion inhibitor T-20 is affected by incorporation of the adhesion molecule ICAM-1 in HIV 1. METHODS We have first investigated the role played by the viral envelope (Env) of HIV-1 in the acquisition of host ICAM-1. The incorporation process of ICAM-1 was also investigated by using different ICAM-1 constructs in which both transmembranes and intracytoplasmic tails were modified. These investigations were performed in combination with virus capture and immunoprecipitation studies, Western blot, confocal microscopy analyses, and infectivity assays. We finally used laboratory isolates of HIV-1 (X4- and R5-tropic) either lacking or bearing ICAM-1 as well as clinical variants into infectivity tests to both evaluate their respective IC50 for the fusion inhibitor and to understand the mechanism of resistance bring by the presence of this host molecule. RESULTS Mutation in the matrix (MA) domain or on Env-deficient viruses produced either in immortalized or primary human cell lines does not affect the incorporation of ICAM-1 by HIV-1. However, the incorporation seems to be conducted by the cytosolic tail of ICAM-1. Further experiments suggested that there is an association – direct or indirect – between ICAM-1 and virus-encoded Pr55Gag. We also demonstrate that ICAM-1-bearing virions are more resistant to T-20 than isogenic HIV-1 particles lacking this host adhesion molecule probably based on a reduction of the kinetic window during which the viral envelope is sensitive to T-20. CONCLUSION This study represents the first demonstration that structural Gag polyproteins mediate the uptake of a host-derived cell surface constituent (ICAM-1) by interacting directly with its cytoplasmic domain or by interacting with a partner into the cytosol. This observation describes a new strategy by which HIV-1 can modulate its replicative cycle considering that insertion of ICAM-1 within nascent virions has been shown to affect virus life cycle and also the sensitivity to the newly develop class of inhibitor including T-20.