Les cellules infectées de façon latente constituent de sérieux obstacles à l'éradication du VIH et à la guérison complète des patients. Nous avons précédemment rapporté que le facteur cellulaire CTIP2 joue un rôle clé dans l'établissement et dans la persistance de la latence du VIH dans les cellules de la microglie, principaux réservoirs du virus dans le cerveau. En recrutant des complexes enzymatiques au niveau du promoteur viral, CTIP2 inhibe l'expression des gènes en favorisant la compaction de la chromatine et défavorise la réactivation des réservoirs viraux grâce à son activité inhibitrice de l’activité kinase du complexe d’élongation pTEFb. Cependant, nous ne savons pas comment le VIH-1 contrecarre les effets répresseurs de CTIP2 dans des cellules permissives à son expression. Manipuler la machinerie cellulaire d'ubiquitination afin de cibler les protéines hôtes indésirables est une stratégie commune utilisée par les rétrovirus. Ici, nous postulons que la protéine auxiliaire Vpr pourrait favoriser la dégradation de CTIP2 via le complexe CUL4-DDB1-DCAF1 pour contrer ses effets sur la réplication du VIH-1. Nos précédents résultats ont montré que CTIP2 contribuait à la réponse antivirale cellulaire grâce à son activité répressive sur la transcription du VIH. Nous avons montré que l'expression de CTIP2 était induite par un traitement à l'interféron-α suggérant que ce facteur fait partie de la réponse cellulaire à des infections virales. Nous avons observé que la réplication du wt- mais pas du mutant délété pour vpr diminue l'expression de CTIP2 dans des cellules infectées de manières productives. L'expression de Vpr a été corrélée avec une dégradation de CTIP2 et une augmentation de la transcription des gènes du VIH-1. De plus, nous avons montré par des expériences d’immunoprécipitation et de FRET/FLIM que la protéine CTIP2 interagit avec DDB1, DCAF1 et Vpr afin d'induire la dégradation de CTIP2 par la voie du protéasome. Enfin, nous démontrons que DCAF1 est nécessaire à la dégradation de CTIP2 par Vpr dans les noyaux des cellules infectées. Nos résultats suggèrent ainsi que la protéine virale Vpr détourne la machinerie cellulaire et plus spécifiquement la voie de dégradation du protéasome afin d'induire la dégradation de CTIP2. En dégradant CTIP2, le VIH-1 contrecarre une réponse cellulaire anti-virale et favorise ainsi sa réplication. Notre travail a permis de mieux comprendre la nature des mécanismes mis en jeu par le VIH-1 afin de favoriser sa réplication dans les cellules microgliales. / Latently infected cells constitute major blocks to HIV-1 eradication and a functional cure of the patients. We have previously reported that the cellular co-factor CTIP2 plays a key role in the establishment and persistence of HIV latency in microglial cells, the main reservoirs of the virus in the brain. By recruiting large enzymatic complexes at the viral promoter, CTIP2 silences HIV-1 gene transcription and disfavors the viral reactivation from the reservoirs. However, nothing is known on how HIV-1 can counteract the effects of CTIP2 in permissively infected cells. Usurping the host ubiquitination machinery to target undesirable host proteins is a common strategy utilized by retroviruses. Here, we tend to postulate that HIV-1 Vpr may target CTIP2 by Cul4A-DDB1-DCAF1 complex to counteract its effects on HIV-1 replication. Our results showed that CTIP2 contributes to the cellular anti-viral response. We demonstrated that interferon treatments induce expression of CTIP2 suggesting that this factor may be part of the cellular response to viral infections. We observed that replication of wt- but not Vpr-deleted HIV-1 reduced CTIP2 expression in productively infected cells. Vpr expression was correlated with low levels of CTIP2 and increased levels HIV-1 gene transcription. In addition, we showed that CTIP2 interacts with DDB1, DCAF1 and HIV-1 Vpr in order to induce the degradation of CTIP2 via proteasome by coimmunoprecipitation and FRET experiments. Finally, the abrogation of Vpr binding to the DCAF1-CUL4-DDB1 complex prevented CTIP2 degradation. Our results suggest that Vpr engages the ubiquitination machinery to induce CTIP2 degradation. By degrading CTIP2, HIV-1 counteracts CTIP2-mediated silencing of its expression and thus favors viral replication. Our work has helped to understand the nature of the mechanisms involved in HIV-1 to foster its replication in microglial cells. These results allow us to consider new strategies toward a cure of the patients.

Le VIH-1, via sa protéine Vif, contrecarre l’activité des facteurs de restriction A3G et A3F de plusieurs manières dont l’inhibition traductionnelle. Nous avons démontré que cette répression traductionnelle d’A3G par Vif est spécifique de la région 5’UTR. De plus, une séquence uORF contenue dans cette région est essentielle pour la régulation de la traduction ainsi que pour la répression par Vif. Nous avons montré qu’A3G et A3F sont traduits par leaky-scanning et ré-initiation et que la distance entre l’uORF et l’ORF principal est importante pour l’inhibition traductionnelle d’A3G et d’A3F. Ensuite, nous avons montré que ce mécanisme est très conservé à travers différents sous-types de Vif et que les acides aminés de Vif en position 39, 48 et 127 sont impliqués dans cette répression. Enfin, nous avons observé que l’interaction entre Vif et A3G est nécessaire pour la régulation traductionnelle. Des expériences de transfections des différents mutants d’A3G et d’A3F dans un système infectieux tel que le clone pNL4.3 sont envisagées. Celles-ci permettront de voir l’effet de l’uORF sur l’infectivité virale mais aussi sur l’assemblage, la maturation et la libération des nouvelles particules virales. / The HIV-1, through its Vif protein, counteracts the restriction factors A3G and A3F activity in several ways including translational inhibition. We demonstrated that this translational repression of A3G by Vif is specific of the 5’UTR. Moreover, an uORF sequence contained in this region is essential for both the translational regulation and the repression by Vif. We showed that A3G and A3F are translated by leaky-scanning and re-initiation mechanisms and that the distance between the two ORFs is important for the translational inhibition. Then, we showed that this mechanism is conserved among several Vif subtypes and that the Vif amino acids 39, 48 and 127 are implicated in this repression. Finally, we observed that the Vif-A3G interaction is necessary for the translational inhibition. A3G and A3F mutants transfections experiments into an infectious system like the pNL4.3 clone are considered. It will permit to observe the uORF effect on the viral infectivity but also on the assembly, the maturation and the release of the viral particles.

Au cours de notre programme de thèse, nous avons isolé et caractérisé des molécules protéiques à activité antivirale intracellulaire dirigée contre le VIH-1. Ces protéines, appelées aRep, ont été obtenues par criblage d'une banque de protéines artificielles de nouvelle génération, construites de façon combinatoire à partir de protéines naturelles constituées de motifs alpha-hélicoidaux répétés. La cible virale, ou "appât", utilisé pour ce criblage a été une région de la polyprotéine Gag du VIH-1 identifiée comme une cible privilégiée de nouvelles thérapeutiques antivirales, car essentielle à l'assemblage viral, l'empaquetage du génome viral et le clivage de maturation de Gag aboutissant à la formation de virions infectieux. Deux molécules d'aRep à affinité élevée pour la cible virale, l'aRep4E3 (32 kDa; 7 motifs répétés) et l'aRep9A8 (28 kDa; 6 motifs répétés) ont ainsi été identifiées, isolées et clonées. L'étude de l'activité anti-VIH intracellulaire de ces aRep a été réalisée dans différents systèmes d'expression cellulaire, nécessitant la construction de lignées stables de cellules d'insecte et de cellules épithéliales humaines, et leur infection par différents types de vecteurs viraux recombinants, baculovirus ou lentivirus, porteurs du gène rapporteur luciférase. Mais surtout, cette étude a été menée sur des cellules lymphocytaires-T (SupT1), cibles naturelles du virus, exprimant ces aRep et infectées par du VIH-1 naturel infectieux. Nos résultats ont montré que l'aRep4E3 et l'aRep9A8 ont toutes deux un effet négatif significatif sur le cycle réplicatif du VIH-1, mais ciblent des fonctions virales différentes. L'aRep4E3 bloque l'empaquetage du génome viral, tandis que l'aRep9A8 inhibe la maturation et diminue l'infectivité virale. De plus, l'aRep9A8, exprimée de façon constitutive dans les cellules SupT1, leur confère une résistance au VIH: une lignée de SupT1 chroniquement infectée par le VIH-1 a pu être ainsi isolée et maintenue en culture pendant plusieurs semaines, sans effet cytopathique viro-induit apparent. Ces nouvelles données auront des implications non-négligeables dans le choix et la conduite de futures stratégies de thérapie cellulaire anti-VIH / HIV-1 infection is a long-term disease which required a long-life treatment. Besides the standard HAART regiment, HIV gene therapy is a promising alternative strategy which give rise to hope for the better HIV-1 treatment. Protein therapeutics is one another technique that represent high impact results in curing various types of disease. It is already become a significant part of current medical treatments. In this study we first designed aRep, a non-immunoglobulin scaffold protein which target two domains of HIV-1 Pr55Gag, SP1-NC and investigated their roles as an intracellular therapeutic agents. Phage display technology was used for the specific isolation of aRep against a critical C-terminal region of the HIV-1 Pr55Gag precursor from a large and diverse library. The antiviral activity of these two Pr55Gag binders was investigated using different cell systems. Two aRep scaffolds aRep4E3 and aRep9A8 were isolated and characterized. aRep4E3 contains 7 repeat motifs (32 kDa), meanwhile aRep9A8 has 6 repeat motifs (28 kDa). These two scaffold molecules found to be able to display antiviral effects on the late stage of HIV-1 replication, by reducing and delaying the viral progeny production. The difference in the molecular mechanism was observed between these two aRep proteins: aRep4E3 mainly interferes with the packaging of the viral genome, meanwhile aRep9A8 interferes with the proteolytic processing of Gag, and performs as a protease inhibitor to prevent the PR cleavage required for the production of newly infectious mature virus. Interestingly, aRep9A8 is able to survive in the chronical HIV-1 infected cells up to D38 pi with the low level of HIV-1 replication. Taken together, results suggested that aRep, a new type of scaffold protein could serve as a promising alternative agent in protein therapy, not only the HIV-1 infection but also the others pathogens or disorders

La dissémination du VIH-1 par contacts cellulaires est plus efficace que sa transmission par particules virales libres. Cependant, la nature du matériel infectieux transféré à la jonction reste très mal connue. Nos travaux révèlent que l'infectivité du VIH-1 associée aux lymphocytes T est majoritairement portée à la surface cellulaire dans un biofilm viral. Initialement décrit pour le rétrovirus lymphotrope HTLV-1 (Human T-cell Leukemia Virus type-1), le biofilm viral est une colonie extracellulaire de particules virales infectieuses enchâssées dans un cocon de matrice extracellulaire (MEC). Par un panel de techniques de microscopie, nous décrivons la présence de biofilms viraux à la surface de lymphocytes T infectés par le VIH-1 (lignées chroniquement infectées, lymphocytes CD4+ primaires infectés in vitro par des souches de laboratoire et des isolats primaires, lymphocytes de patients). Nous identifions certains éléments de la MEC enrichis dans le biofilm du VIH-1 et démontrons que certains de ces composants, modulés par l'infection, favorisent la transmission du VIH-1. En effet, le biofilm viral joue un rôle clé dans la transmission directe (entre lymphocytes T) et indirecte (trans-infection) du VIH-1. De plus, le biofilm du VIH-1 confère une infectivité accrue aux particules virales, avantage préservé en présence d'antirétroviraux et d'anticorps neutralisants.L'ensemble de notre travail identifie une nouvelle entité infectieuse cruciale pour la dissémination du VIH-1 par contacts cellulaires. Ce nouveau mécanisme de transmission, potentiellement généralisable à d'autres virus, sera désormais à prendre en compte dans l'élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques. / HIV-1 cell-to-cell spread is thousands fold more efficient than cell-free infection; yet the nature of the infectious material transferred at the junction remains poorly documented. We found that HIV-1 T cell-associated infectivity mostly resides at the cell surface in a viral biofilm. Initially described for HTLV-1, a viral biofilm is defined as extracellular viral particles aggregated within a scaffold of extracellular matrix (ECM) components exposed at the surface of infected cells. Using a combination of microscopy techniques, we report the presence of HIV-1 biofilms at the surface of HIV-1 infected T cells (chronically infected T cells lines as well as primary CD4+ T cells infected in vitro with HIV-1 laboratory strains as well as primary isolates). Importantly, we show that CD4+ T cells isolated from HIV-1 patients produce a viral biofilm as well. We partially characterize the composition of HIV-1 biofilm in ECM components and unravel their contribution to HIV-1 transmission. We show that HIV-1 biofilm is transferred both between T cells and during dendritic-cell (DC)-mediated trans-infection and confers viral particles with an increased infectivity as compared to their cell-free counterparts. This increased infectivity is preserved in the presence of antiretroviral treatment and neutralizing antibodies. Our findings hence identify HIV-1 biofilm as a new infectious entity central for the efficiency of HIV-1 cell-to-cell transmission. This new mechanism of intercellular transmission might be shared by other viruses and will require appraisal in the design of future therapeutical strategies.

La disponibilité des antirétroviraux,ARV pour traiter les patients infectés par le VIH a été l’un des plus grands défis de santé publique ces dernières années. Actuellement, de nouveaux ARV sont en cours de développement ou déjà disponibles, comme les inhibiteurs non-nucléosidiques de la transcriptase inverse de deuxième génération, les inhibiteurs d'intégrase et les inhibiteurs d’attachement (inhibiteurs d'entrée du virus dans la cellule). Cependant, le succès à long terme de ces traitements se heurte à plusieurs problèmes, dont l’émergence de souches résistantes du VIH aux ARV. Alors que les connaissances portent essentiellement sur le VIH-1 prévalent dans les pays du Nord, le sous-type B, la majorité des infections mondiales à VIH est causée par les sous-types non B, majoritairement présents dans les pays du Sud. L’accès aux ARV étant de plus en plus important dans les pays du Sud, il est donc important d’étudier les bases moléculaires de la résistance des VIH-1 de sous-type non-B. Dans une première partie de cette thèse, nous avons évalué la résistance primaire chez des patients infectés par le VIH dans deux contextes différents de prise en charge, au Sud (Mali) et au Nord (Hôpital de la Pitié-Salpêtrière, France). Les résultats montrent une augmentation de la résistance primaire au cours du temps au Mali, probablement liée à un accès élargi aux ARV. Nous avons également observé une fréquence de mutations de résistance plus élevée chez les virus de sous-type non-B versus sous-type B. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons caractérisé les profils de résistance génotypique chez des patients sous traitement de première ligne depuis au moins trois ans au Mali. Nous rapportons un niveau élevé de résistance aux inhibiteurs non-nucléosidiques de la transcriptase inverse de première et de seconde génération. Enfin, dans la troisième partie de cette thèse nous nous sommes intéressés à l’étude du polymorphisme au niveau des codons nucléotidiques codant pour les acides aminés impliqués dans la résistance aux nouvelles molécules. Nous avons d’abord comparé la barrière génétique à la résistance entre les sous-types B et CRF02_AG pour la rilpivirine et l’étravirine, inhibiteurs de la transcriptase inverse de deuxième génération. Puis, nous avons comparé la barrière génétique entre le sous-type B et différents sous-types non B (C, D, CRF02_AG et CRF01_AE) pour l’inhibiteur d’attachement, BMS-626529.Les résultats montrent que la barrière génétique des sous-types non B est proche de celle du sous type B pour ces nouvelles molécules. / The availability of antiretroviral therapies, ART to treat HIVinfected patients has been one of the greatest public health concerns in the recent years. Currently, new ART are under development or already available, such as non-nucleoside reverse transcriptase second-generation,integrase inhibitors and attachment inhibitors (inhibitors of viral entry into the cell). However, the long-term success of these treatments faces several challenges, including the emergence of resistances to ART. Also, while most available data being focused on the subtype B of HIV-1 (themost prevalent in northern countries), the majority of HIVcases worldwide are caused by the non-B subtypes, mostly in the South. Access to ARTin this part of the World is significantly and regularly increasing, and therefore highlights again the need to study the molecular basis of resistance of that subtype non-B of HIV-1.In the first part of this thesis, we evaluated the primary resistance withHIV infected patients in two different contexts of health care, South (Mali) and the North (Pitié-Salpêtrière, France). The results show an increase in primary resistance over time in Mali, probably due to an expanded access to ART in the country. We also observed a higher frequency of resistance mutations in virus non-B subtype compared to thesubtype B. In the second part of this work, we characterized the genotypic resistance profiles in patients that received first-line treatment for at least three years in Mali. We found a high level of resistance to non-nucleoside reverse transcriptase first and second generations. Finally, in the third part of this thesis we were interested in studying the nucleotide polymorphism of codons encodingamino acids involved in new drugsresistances. We first compared the genetic barrier to resistance between subtypes B and CRF02_AG for rilpivirine and etravirine, inhibitors of reverse transcriptase second generation. Then, we compared the genetic barrier between subtype B and different non-B subtypes (C, D, CRF01_AE and CRF02_AG) for the attachment inhibitor, BMS-626529. The results show that the genetic barrier of non-B subtypes is similar to those of subtype B for these new molecules.

Les cellules de la lignée myéloïde jouent un rôle majeur dans la pathogénèse du VIH, servant à la fois de réservoir viral et permettant la transmission du virus aux cellules T. Cependant, ces cellules sont relativement résistantes à l’infection lentivirale par comparaison aux cellules provenant d’autres lignées. Des études provenant de divers laboratoires, dont le notre, ont montré que les étapes précoces de l’infection semblent se dérouler beaucoup moins efficacement dans ces cellules. Nous avons donc cherché à identifier des facteurs spécifiquement exprimés dans ces cellules pouvant être à l’origine de ce blocage. Ainsi, nous avons pu identifier APOBEC3A (A3A), un membre de la famille des APOBEC3s. A3A est spécifiquement exprimée dans les cellules de la lignée myéloïde mais n’était pas connue pour bloquer la réplication du VIH. Nous avons pu montrer que le pool d’A3A présent dans les cellules cibles est capable de cibler les particules entrantes d’une manière dépendante de son activité enzymatique. Sa déplétion, au moyen d’ARNs interférents, permet d’augmenter l’accumulation de l’ADN viral. Nos données suggèrent donc que A3A induit la dégradation des génomes viraux et que son activité antivirale est dirigée plus généralement contre les lentivirus de Primates. Cependant, la protéine Vpx des membres de la famille VIH-2/SIVSM permet de protéger contre l’action de A3A en induisant sa dégradation via le protéasome.Nous avons mis à jour un nouveau rôle de A3A lors de l’infection lentivirale des cellules myéloïdes. Ces données remettent en question le mode de fonctionnement des membres de la famille des APOBECS et ouvrent de nouvelles questions sur leurs modes d’action et leurs régulations dans les cellules primaires. / Myeloid cells are important for HIV pathogenesis both for viral transmission to T cells and as a viral reservoir. Nonetheless, these cells are quite restrictive to HIV infection compared to established cell lines or primary T cells. Studies from our group as well as other laboratories suggest thatthe early steps of infection are particularly inefficient in these cells . We tried to identify cellular factors specifically expressed in myeloid cells that could be responsible for this block. We identified APOBEC3A as one of such factors. A3A is a member of the APOBEC3 family and is the sole specifically expressed in myeloid cells. We showed that A3A blocks HIV incoming viral particles and more generally primates lentiviruses specifically in myeloid cells in a cytidine deaminase dependant manner. Our data suggest that A3A decreases viral DNA accumulation by inducing the degradation of newly synthesized genome most probably after deamination. Among the proteins coded by primate lentivirus, the HIV-2/SIVsm Vpx protein interacts and degrades A3A thus providing partial protection against A3A.Overall, our data reveal a novel role for A3A in the infection of myeloid cells and raises important questions about the regulation of the cell type specific antiviral role of A3A in primary myeloid cells.

Les tests de laboratoire basés sur des techniques de biologie moléculaire sont des outils inestimables pour le suivi des patients, en particulier dans le cadre de l’infectiologie. Dans ce contexte clinique, ils peuvent permettre d’établir un diagnostic, un pronostic ainsi que de déterminer la stratégie thérapeutique antivirale la plus adaptée. Les virus hautement variables tel que le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), de l’hépatite B (VHB) et de l’hépatite C (VHC) sont présents sous forme de quasi-espèces au sein de leur environnement réplicatif. Lorsque des pressions de sélection s’exercent telle que l’administration d’un antiviral, une redistribution des variants majoritaires est fréquemment observée en variants mutés pour mieux s’adapter à cet environnement. Nos travaux ont permis, dans ce contexte, de valider l’impact clinique des mutations majoritaires mais aussi minoritaires grâce à la mise en œuvre de plusieurs techniques de séquençage (pyroséquençage, séquençage à haut débit et PCR en allèle spécifique). Nous avons également validé l’utilisation d’un logiciel simple, fiable et utilisable en routine par le clinicien pour l’interprétation clinique de la masse de données générées par le séquençage à haut débit. Enfin dans le contexte du test diagnostique, nous avons cliniquement validé sur une cohorte de patients infectés par le VHB, l’utilisation du papier buvard (Dried Blood Spot) comme support de prélèvement alternatif non invasif de diagnostic, en particulier pour les populations n’ayant pas accès aux structures classiques de soins et pour les pays en voie de développement. / Molecular biology based assays are invaluable tools for the patients follow-up. They can help to establish the prognosis, guide for the treatment decisions and assess the virological response to therapy. Highly variable viruses like Human Immunodeficiency Virus (HIV), Hepatitis B Virus (HBV) and Hepatitis C virus (HCV) which have a quasispecies distribution. Selection pressure on viral replicative environment such as an antiviral drug treatment, generally lead to a redistribution of the viral quasispecies with an increasing of the best adapted viral mutant. Our work allowed in this context to validate the clinical impact of majority but also minority mutations through the implementation of several sequencing techniques (pyrosequencing, high-throughput sequencing and allele-specific PCR). We also validated the use of a simple, reliable and routinely software solution by clinician for clinical interpretation of the mass of data generated by high-throughput sequencing. Finally, in the context of the diagnostic testing, we clinically validated in a cohort of patients infected with HBV, use the Dried Blood Spot technique as a supporting noninvasive diagnostic alternative sampling, especially for populations that have no access to conventional health structures and developing countries.

L’intégration est une étape cruciale dans la réplication du VIH-1, assurant la stabilité et l’expression de son génome. Elle est donc la cible d’inhibiteurs de 1ère et 2nde génération, tels que le Dolutégravir (DTG). L’émergence de voies de résistance aux inhibiteurs de 1ère génération a mis en évidence leur faible barrière génétique à la résistance. Au contraire, aucune voie de résistance spécifique au DTG n’a encore émergé chez les patients, illustrant sa plus haute barrière génétique. Des mutations de résistance aux inhibiteurs de 1ère génération lui confèrent cependant de la résistance. Mes travaux de thèse ont permis la caractérisation de mutations conférant différents niveaux de résistance au DTG, notamment par des méthodes exploitant ses propriétés de fluorescence.D’autre part, nous avons étudié les rôles de l’ADN viral non intégré circulaire du VIH-1, formes minoritaires lors d’une infection intégrative mais accumulées en cas d’inhibition de l’intégration. Nos résultats indiquent deux voies d’échappement distinctes impliquant ces formes d’ADN viral non intégré circulaire dans l’intégration en cas de levée de traitement, et dans l’expression du VIH-1. Nos résultats suggèrent de plus un contrôle différentiel de l’expression virale selon le statut intégré ou non de l’ADN viral considéré. Ces formes d’ADNni permettraient une réplication basale indépendante de l’intégration, et soulignent l’importance des réservoirs dans la réplication du VIH-1.L’éradication du VIH-1 ne nécessite donc pas seulement de lutter contre l’émergence de mutations de résistance, mais doit aussi considérer l’élimination des réservoirs constitués par l’ADNni, qu’ils soient actifs ou activables. / Integration of the HIV-1 genome is a key step in its replication cycle, allowing both stability and high level of expression. Therefore, this reaction constitutes a target in the development of 1st and 2nd generation inhibitors, such as Dolutegravir.Despite their strong efficiency in inhibiting HIV-1 replication, first generation inhibitors are associated with a low genetic barrier to resistance leading to common resistance mutations that threaten the long-term efficacy of antiretroviral therapy. However, no specific pathway has been described for Dolutegravir resistance, highlighting its higher genetic barrier to resistance. Here we have characterized different mutants involved in Dolutegravir resistance, by classical cell-based and in vitro assays, but also using fluorescence properties of Dolutegravir. These mutations, selected under drug pressure, constitute a direct escape pathway for the virus.Moreover, we have studied the roles of unintegrated viral DNA, that can be found in the non dividing cells-reservoir. Under non integrative conditions, such as integrase inhibitor treatment, these forms accumulate. Our work provides evidence showing that unintegrated viral DNA constitutes two different pathways to ensure replication, through their integration after inhibitor removal, or through their expression.Thus, the fight against HIV requires not only monitoring of drug resistance mutation emergence, but also the need to purge all viral DNA reservoirs, being latent weakly productive or activable.

La difficulté à induire des anticorps capables de neutraliser (anticorps neutralisants, AcN) la très grande diversité des isolats circulants du VIH-1 reste à l’heure actuelle un obstacle majeur au développement d'un vaccin préventif contre le VIH-1. L’objectif du projet a été de déterminer quels étaient les épitopes neutralisants les plus conservés au sein des 4 groupes M, N, O et P de VIH-1 puis de concevoir un immunogène qui serait capable d’induire la production d’AcN anti-VIH-1. Nous avons montré que l’épitope N160-glycane dépendant de la région V1/V2 de l’enveloppe virale est le plus conservé au sein des 4 groupes du VIH-1 (Morgand et al., JAIDS 2016). Nous avons ensuite montré la faisabilité d’obtenir, en système d’expression transitoire, des particules chimères constituées de la protéine d’enveloppe HBs du virus de l’hépatite B exprimant à leur surface les glycoprotéines d’enveloppe de différents groupes et sous-type du VIH-1. Malgré la présence de certains épitopes neutralisants (supersite N332-V3, site de liaison au CD4, région MPER- membrane proximal external region-), les épitopes d’intérêt de la région V1/V2 ne sont pas exposés sur ces particules chimères. / The difficulty to induce antibodies able to neutralize (neutralizing antibodies, NAb) the large diversity of HIV- 1 isolates remains a major hurdle toward the development of an anti-HIV-1 vaccine. The aim of our study was first, to identify which epitopes are the most conserved within the 4 HIV-1 groups (M, N, O, P) and then, to design an immunogen that would be able to induce NAb against HIV-1. We showed that the V1/V2 N160- glycan epitope is the most conserved within the 4 HIV-1 groups (Morgand et al., JAIDS 2016). Subsequently, we showed the feasibility to generate chimeric particles based on the HBs envelope protein exposing the envelope glycoproteins of different groups and subtypes of HIV-1 at their surface. Although we demonstrated the presence of several neutralizing epitopes on these chimeric particles (N332-V3 supersite, CD4 binding site, membrane proximal external region), none of them exposed the V1/V2 epitopes of interest.

Le développement de la phase SIDA (Syndrome de l'ImmunoDéficience Acquise) chez les patients infectés par le virus VIH-1 (Virus de l'Immunodéficience Humaine) se caractérise par une diminution progressive du nombre de cellules T CD4. Orla majorité des cellules constituant cette déplétion sont non-infectées et appelées "bystander". En 2006, notre équipe a montré que le contact entre les cellules infectées exprimant les glycoprotéines de l’enveloppe (Env) et les cellules noninfectées exprimant les récepteurs CD4 et CXCR4 déclenche au sein de ces dernières la voie d’autophagie, ce qui mène à une mort cellulaire par apoptose. L'autophagie est un processus impliqué dans la dégradation de matériel cytoplasmiqueaprès sa séquestration au sein de vacuoles dans lesquelles il sera dégradé puis recyclé. Ce processus peut être hautement sélectif par l'action de protéines réceptrices tels que p62 ou NBR1.L’objectif de mon projet de thèse vise à comprendre comment l'autophagie induite par Env mène les cellules T CD4 bystander à leur mort par apoptose. Une précédente étude menée par notre équipe a démontré que les changements induits par Env au sein de ces cellules T CD4 non infectées comprenaient la production d’espèces oxygénées réactives (ROS) menant à un état de stress oxydatif. Nous montré que le stress oxydatif induit par Env est impliqué dans la mort des cellules T CD4 bystander par apoptose. Nous avons également observé que l’autophagie doit être dégradative pourmener ces cellules T CD4 à leur mort par apoptose. De plus, nous avons observé une dégradation des protéines peroxysomales par l’autophagie induite par Env dans le même modèle. Les peroxysomes sont des organelles essentielles de la cellule qui sont en partie responsables de la détoxification des ROS dans la cellule. Leur nombre est régulé par une dégradation sélective autophagique que l’on appelle la pexophagie.Dès lors, nous étudions l’hypothèse de l'induction par Env d’une dégradation sélective des systèmes antioxydants de la cellule par autophagie dans les cellules T CD4 bystander. Les peroxysomes étant des organites responsables de la réponse au stress oxydatif, leur dégradation sélective pourrait empêcher la cellule de faire face au stress oxydatif qu’elle subit et la mener vers une mort cellulaire par apoptose. En conclusion, nous montrons que l’autophagie induite par Env dégrade un système antioxydant important qui est un facteur clé nécessaire à la survie des cellules T CD4 bystander pour réduire le stress oxydatif induit par Env. / The development of AIDS (Acquired ImmunoDeficiency Syndrome) in HIV-1 (Human Immunodeficiency Virus)-infected patients is characterized by a progressive decrease in the number of CD4 T cells. The majority of dying cells are noninfected and called bystander CD4 T cells. In 2006, our team demonstrated that the contact between infected cells (expressing the envelope glycoproteins (Env)) and non-infected cells (expressing the CD4 and CXCR4 receptors) was responsible for enhancing the autophagic pathway which lead to their cellular death by apoptosis. The autophagicpathway is involved in the degradation of cytoplasmic material after its sequestration into vacuoles wherein it will be degraded and then recycled. This process can be highly selective through the involvement of receptor proteins such asp62 or NBR1.We aim at understanding how Env-mediated autophagy can lead to apoptosis in bystander CD4 T cells. A precedent workof our team showed that the changes induced by Env in bystander CD4 T cells included the production of reactive oxygen species (ROS) leading to an oxidative stress state. We showed that the oxidative stress induced by Env is involved in thecellular death by apoptosis of bystander CD4 T cells. We also show that the autophagic process involved has to be a degradative process to lead these CD4 T cells to their death by apoptosis. Moreover, we have observed that Env-mediatedautophagy was degrading peroxisomal proteins. Peroxisomes are essential organelles in the cell responsible partly for the detoxification of ROS in the cell. Their number is regulated through a selective autophagic degradation known aspexophagy.Therefore, we hypothesized that Env induced a selective degradation by autophagy of the cell antioxidant system in bystander CD4 T cells. Since peroxisomes are responsible for regulating the cellular response to an oxidative stress state, their selective degradation could prevent the cell from overcoming this event and eventually lead to its death by apoptosis. In conclusion, we are showing that Env-mediated autophagy degrades important antioxidant systems which are a key survival factor necessary to the bystander CD4 T cells to reduce the oxidative stress induced by Env.