Le système nerveux central est un organe complexe et privilégié, protégé, entre autres, par la barrière hémato-encéphalique (BHE), sur laquelle se trouvent des transporteurs d'efflux telle que la P-glycoprotéine (Pgp).<br />La BHE est impliquée dans la neuro-inflammation et les maladies cérébrales associées, et la littérature laisse penser que l'endothéline 1 (ET-1) y joue un rôle important. En utilisant un modèle in vitro autologue de BHE humaine adulte et un modèle in vitro de BHE humaine fœtale (co-culture de cellules gliales et de cellules endothéliales microvasculaires cérébrales), nous avons étudié l'effet de l'ET-1 sur la Pgp.<br />Une différence, en termes de modulation de l'activité de la Pgp, a été observée entre la BHE fœtale et la BHE adulte suite à l'exposition à l'ET-1. Nous avons également évalué la modulation induite par l'ET-1 sur la sécrétion de la MCP-1 (Monocyte chemoattractant protein 1) et de l'IL-8. Les résultats montrent que l'ET-1 diminue l'activité de la Pgp et induit la sécrétion de MCP-1 et d'IL-8.

La multichimiorésistance est caractérisée par une résistance simultanée à des agents chimiothérapeutiques de structures diverses, induite notamment par l'efflux des substances actives hors des cellules. Les transporteurs ABC (ATP-Binding Cassette) sont des protéines transmembranaires impliquées dans cet efflux et qui participent à l'échec du traitement de certains cancers. Par ailleurs, ce mécanisme d'efflux a également été évoqué dans le cadre de la résistance de certains microorganismes aux antimicrobiens. Dans cette étude, nous avons conçu et synthétisé des dérivés susceptibles d'inhiber certains transporteurs ABC, en particulier, la glycoprotéine-P (Pgp) impliquée dans la multichimiorésistance des tumeurs humaines, et CpABC3, rencontré chez le parasite Cryptosporidium parvum. Dans un premier temps, nous avons synthétisé trois dérivés de type 4-alkyl-imidazo[4,5-b]pyridin-7-one, hétérocycles destinés à se fixer sur le site à ATP des transporteurs ABC. L'activité de ces composés a été évaluée vis-à-vis d'un fragment recombinant (H6-NBD1) de CpABC3, et un de ceux-ci a montré une liaison (faible) à ce fragment. Nous avons ensuite préparé dix-sept dérivés bivalents susceptibles d'inhiber la Pgp, constitués d'une molécule d'adénine (ciblant le site à ATP) reliée à la progestérone (ciblant le site aux stéroïdes) par un bras de géométrie variable. Ces dérivés ont été testés sur des lignées cellulaires K562/R7 surexprimant la Pgp, et un de ceux-ci a montré une activité supérieure à celle de la progestérone. Enfin, nous avons mis au point une synthèse de chaînes de type oligocyclohexylidène, qui sont de bons candidats pour constituer des bras espaceurs rigides

La P-glycoprotéine (P-gp) est une protéine transmembranaire de la famille des ATP binding cassette transporteurs. Elle est impliquée dans l'efflux du milieu intracellulaire vers le milieu extracellulaire d'une grande variété de médicaments anticancéreux. Elle peut être responsable de la diminution de la biodisponibilité orale et de la concentration intra-tumorale des médicaments qui en sont substrats. Elle peut notamment être surexprimée par les cellules cancéreuses des adénocarcinomes du colon naïfs de tout traitement, suggérant une résistance naturelle de cette tumeur et également après une chimiothérapie. Notre premier travail in vivo a documenté le caractère substrat de la P-gp de l'evérolimus, inhibiteur de mTOR indiqué dans divers cancers (rein, tumeurs neuroendocrines d'oringine pancréatique et sein), jusqu'à maintenant uniquement étudié dans des modèles in vitro. Une augmentation significative de l'AUC de l'evérolimus administré par voie orale est observée chez des souris mdr1a-/b- comparées à des souris mdr1a+/1b+. Une amélioration significative de la biodisponibilité orale de l'evérolimus est aussi notée chez des souris prétraitées par le lapatinib (Tyverb®), inhibiteur des tyrosines kinases (EGFR et HER2) indiqué dans le cancer du sein, par rapport aux souris ayant reçu l'evérolimus seul. Ce résultat est accompagné d'une inhibition de l'expression de la P-gp intestinale par le lapatinib mesurée par la technique de Western Blot. Enfin, une étude préclinique menée chez des souris porteuses d'une xénogreffe colorectale mutée KRAS montre une activité anti-tumorale certaine des deux médicaments utilisés seuls et en schéma séquentiel. Notre seconde étude a montré pour la première fois que le cétuximab (Erbitux®), anticorps anti-EGFR, inhibe la fonctionnalité de la P-gp dans deux lignées cellulaires surexprimant la P-gp (les cellules IGROV-1 et les HEK P-gp) indépendamment de leur statut EGFR et entraîne chez des souris porteuses d'une xénogreffe colorectale une augmentation significative de la biodisponibilité orale et de la concentration intra-tumorale du SN-38, métabolite actif de l'irinotécan (Campto®) administré par voie orale. Le cétuximab étant prescrit en association avec l'irinotécan chez des patients atteints d'un cancer colorectal métastasé, initialement réfractaire à l'irinotécan, ces résultats pourraient en partie expliquer la réversion de la résistance à l'irinotécan par le cétuximab par une inhibition de l'efflux de la P-gp. Grâce à l'étude de deux associations de médicaments "lapatinib-evérolimus" et "cétuximab-irinotécan", nous avons démontré l'intérêt de l'étude de l'inhibition de la P-gp avec les traitements les plus récents, notamment son rôle dans l'amélioration de la biodisponibilité orale de chimiothérapies utilisées par voie orale.

La fusion membranaire est un processus biologique courant que l'on retrouve notamment lors de l'exocytose, du trafic intracellulaire ou de l'entrée des virus dans les cellules. Dans le cas des rhabdovirus, une famille où l'on retrouve notamment le virus de la rage (RV) et le virus de la stomatite vésiculaire (VSV),cette fonction est assurée à pH légèrement acide par la glycoprotéine G. Cette protéine existe sous au moins trois conformations distinctes : à pH neutre, elle est présente sous une conformation native (N). Après une brève incubation à pH acide, elle est présente sous une conformation activée (A), sous laquelle elle est capable d'interagir avec une membrane cible par l'intermédiaire d'un peptide hydrophobe. Enfin, après une incubation prolongée à pH acide, elle apparaît sous une conformation inactivée (I) et est alors incapable d'induire la fusion membranaire. Contrairement à toutes les autres familles virales étudiées à ce jour, il existe un équilibre dépendant du pH entre ces conformations. De nombreuses données dans divers systèmes suggèrent qu'une protéine unique ne serait pas suffisante pour catalyser les processus de fusion membranaire, mais qu'au contraire une machinerie constituée d'un nombre plus ou moins important de protéines fusogènes serait nécessaire. Au cours de ce travail, nous avons étudié certaines propriétés du complexe de fusion des rhabdovirus. Nous avons ainsi montré qu'il était de grande taille et qu il était probablement plus grand que ce qui avait été proposé pour d autres familles virales. De plus, il est apparu que le complexe de fusion du virus rabique n avait pas une unique architecture possible, mais qu il existait au contraire divers types de complexe. Ensuite, l'observation par microscopie électronique de particules virales en train de fusionner avec des liposomes nous a montré que le processus de fusion induit par VSV se produisait toujours par la base et qu il s accompagnait d une redisposition complète des glycoprotéines à la surface du virus suivant un réseau hélicoïdal. Enfin, nous sommes parvenu à isoler l ectodomaine de G et à en obtenir des cristaux diffractant à 3,5 Å, ce qui permet d envisager à terme une résolution de la structure de G. L étude de l interaction entre l ectodomaine de G et des liposomes nous a permis de reproduire les réseaux hélicoïdaux observés à la surface du virus et d étudier leurs propriétés. L ensemble de ces données nous a permis de proposer un nouveau modèle pour le processus de fusion chez les rhabdovirus, mais il pourrait également être pertinent pour d autres familles virales.

Le virus de l’hépatite C (VHC) est l’une des causes majeures de cirrhose du foie et de carcinome hépatocellulaire. Au courant de la première partie de ma thèse, nous nous sommes intéressés à caractériser plus en détail le rôle de SR-BI dans l’infection par le VHC. Bien que les mécanismes impliquant SR-BI dans la liaison du virus à l’hépatocyte aient été partiellement caractérisés, le rôle de SR-BI dans les étapes suivant la liaison du VHC reste encore largement méconnu. Afin de mieux caractériser le rôle de l’interaction VHC/SR-BI dans l’infection par le VHC, notre laboratoire à généré une nouvelle classe d’anticorps monoclonaux anti-SR-BI inhibant l’infection virale. Nous avons pu démontrer que SR-BI humain jouait un rôle dans le processus d’entrée du virus à la fois lorsde l’étape de liaison du virus à la cellule hôte mais aussi au cours d’étapes suivant cette liaison. Ainsi il serait intéressant de cibler cette fonction de SR-BI dans le cadre d’une stratégie antivirale pour lutter contre l’infection parle VHC. Dans la seconde partie de ma thèse, nous avions pour but de caractériser les mécanismes moléculaires intervenant dans la réinfection du greffon lors de la transplantation hépatique (TH). Nous avons ainsi identifiés 3 mutations adaptatives dans la glycoprotéine d’enveloppe E2 responsables de l’entrée virale augmentée du variant hautement infectieux. Ces mutations influent sur la dépendance au récepteur CD81 du VHC résultant en une entrée virale accrue. L’identification de ces mécanismes va nous permettre une meilleure compréhension de la pathogénèse de l’infection par le VHC, et est un premier pas pour le développement d’une stratégie préventive antivirale ou vaccinale. / Hepatitis C virus (HCV) is a major cause of liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. In the first part of my PhD, we aimed to further characterize the role of scavenger receptor class B type I (SR-BI) in HCV infection. While the SR-BI determinants involved in HCV binding have been partially characterized, the post-binding function of SR-BI remains remained largely unknown. To further explore the role of HCV-SR-BI interaction during HCV infection, we generated a novel class of anti-SR-BI monoclonal antibodies inhibiting HCV infection. We demonstrated that human SR-BI plays a dual role in the HCV entry process during both binding and post-binding steps. Targeting the post-binding function of SR-BI thus represents an interesting antiviral strategy against HCV infection. In the second part of my PhD, we aimed to characterize the molecular mechanisms underlying HCV re-infection of the graft after liver transplantation (LT). We identified threeadaptive mutations in envelope glycoprotein E2 mediating enhanced entry and evasion of a highly infectious escape variant. These mutations markedly modulated CD81 receptor dependency resulting in enhanced viral entry. The identification of these mechanisms advances our understanding of the pathogenesis of HCV infection and paves the way for the development of novel antiviral strategies and vaccines.

Les membranes cellulaires jouent un rôle important dans l’absorption des médicaments et la distribution de ceux-ci dans le corps humain. Elles contiennent différents transporteurs membranaires qui sont responsables des profils pharmacocinétiques, d’innocuité et d’efficacité des xénobiotiques. Lors du développement d’un médicament, il s’avère donc indispensable, de prédire l’interaction des nouveaux composés avec les transporteurs présents dans l’organisme. Le but du projet de recherche est de créer un nouvel outil pour étudier le comportement de la glycoprotéine-P (P-gp), un transporteur membranaire responsable du rejet de nombreux composés, sur différents médicaments. Pour cela, un modèle non cellulaire est développé en utilisant des protéoliposomes : des liposomes dans lesquels des transporteurs sont incorporés. La méthodologie consiste tout d’abord à produire, extraire et purifier la protéine d’intérêt à partir de deux systèmes d’expression : MDCK-MDR1 (cellules de chien transfectées avec le gène humain MDR1) et Pichia pastoris (levures) fin de déterminer les avantages et les limites de ces deux types cellulaires. Différentes méthodes de reconstitution dans des protéoliposomes ont ensuite été testées avec la P-gp obtenue. Puis, l’activité ATPasique de la P-gp reconstituée a été évaluée en présence de différents substrats. Les protocoles de culture cellulaire, d’extraction et de purification des deux systèmes d’expression ont été implémentés avec succès au sein du laboratoire. Les résultats montrent que les rendements obtenus sont supérieurs avec les levures qu’avec les cellules de mammifère. En outre, Pichia pastoris offre les avantages d’être facile et rapide à cultiver et peu couteux. Les premiers résultats d’activité ATPasique obtenus avec la P-gp reconstituée en protéoliposomes étaient prometteurs mais n’ont pas été reproduits en raison de la dégradation de la protéine membranaire. Les prochaines études du projet porteront sur un autre transporteur membranaire de la famille ABC, BCRP, une protéine de plus petite taille qui devrait montrer une plus grande stabilité pour mener à bien les tests. / Cellular membranes play an important role in the absorption and distribution of drugs in the human body. They contain different membrane transporters, which are responsible for the pharmacokinetic properties of drugs, as well as the safety and efficiency of their diffusion. When developing a new drug, it is thus of utmost importance to study the way that it will interact with the transporters present within the body. The aim of this study was to evaluate a new tool for measuring permeability in order to understand the function and mecanisms of P-glycoprotein (P-gp). P-gp is a transporter that is responsible for the rejection of many different compounds found in various drugs. This study thus seeks to use proteoliposomes to develop non-cellular models of membrane permeability including efflux and uptake transporters. This novel model of permeability will be utilized to study the underlying mechanisms of membrane permeability to xenobiotics. The human P-gp was produced, extracted and purified using two different expression systems: MDCK-MDR1 cells (Madin-Darby canine kidney cells transfected with the human MDR1 gene) and Pichia pastoris. Both expression systems were studied in order to compare the strengths and weaknesses of each system. We then tested different methods of reconstituting the P-gp into protéoliposomes. Finally, we measured the level of ATPase activity using different substrates. The protocols of cell culture, extraction and purification of both expression systems were accomplished in a laboratory during this study. These results demonstrated that expressing P-gp using yeast was more effective than that of mammalian cells. Furthermore, working with Pichia pastoris offers multiple advantages: expressing P-gp was easier, faster and cheaper than working with mammalian cells. The first measurements of ATPase activity using reconstituted P-gp proteoliposomes were promising, however they proved difficult to reproduce due to the possible degradation of the membrane protein.Further studies in this project will look to evaluate another ABC membrane transporter, BCRP. This smaller protein should prove to be more stable than P-gp, facilitating experimentation.

Les paramyxovirus respiratoires humains sont des virus responsables d'infections chez les jeunes enfants, les personnes âgées et les patients immuno déprimés. Ces virus possèdent deux glycoprotéines à la surface de leur enveloppe, jouant un rôle dans l'entrée du virus dans la cellule cible. La glycoprotéine d’attachement (HN, G ou H) permet l’attachement du virus à son récepteur cellulaire et, dans le cas de HN, celle-ci est suspectée d’activer la seconde glycoprotéine, la protéinede fusion (F). Cette dernière réalise la fusion entre l'enveloppe du virus et la membrane cellulaire.Le mécanisme par lequel la protéine HN "active" la protéine F reste mal caractérisé, malgré la détermination récente de leurs structures en cristallographie. Plusieurs modèles sont actuellement proposés. Ce travail de thèse s’est focalisé principalement sur les glycoprotéines d’enveloppe des virus parainfluenza humain de type 2 (hPIV-2) et parainfluenza de type 5 (PIV-5), ainsi que sur la glycoprotéine de fusion du métapneumovirus humain (hMPV). La première partie de ce projet a consisté à caractériser une mutation retrouvée sur la protéine F de souches circulantes hPIV-2. Cette étude a notamment souligné l’importance de la sous-unité F2 dans la régulation de la fusion membranaire. Puis, dans un second temps, l’une des étapes du mécanisme d’entrée du métapneumovirus a été étudiée : la fusion membranaire induite par la glycoprotéine F. Il a été démontré qu’il était possible dans une certaine mesure, et par une approche de mutagenèse combinatoire, de dissocier les caractéristiques de F hMPV et ainsi de pouvoir mieux les étudier. Ce travail d’ingénierie de la glycoprotéine F hMPV s’est également inscrit dans un objectif de recherche appliquée afin de contribuer au développement de nouveaux outils prophylactiques et thérapeutiques. Cette perspective thérapeutique de F PIV-5 a été évaluée dans le cadre d’un vecteur oncolytique basé sur l’adénovirus de type 5 (AdV-5). L’expression de cette glycoprotéine hyperfusogène a ainsi contribué à un effet cytotoxique amplifié des vecteurs armés in vitro ainsiqu’en modèle animal immunocompétent. / Human respiratory paramyxoviruses are responsible for infectious diseases and hospitalisations among infants, children, elderly and the immunocompromised. These viruses harbour two glycoproteins implicated in virus entry into the cell. The attachment glycoprotein (HN,G or H) is implicated the virus attachment on a target cell receptor, and HN is also suspected to activate the second glycoprotein, the fusion protein (F). This latter glycoprotein can perform the fusion between the cellular membrane and the viral envelope. The mechanism of activation of the F protein, is not well-defined, even with the structural characterisation for some viruses studied inthis thesis. This thesis work is focussed on the viral glycoprotein of parainfluenza virus type 2 (hPIV-2), parainfluenza virus type 5 (PIV-5), and the fusion glycoprotein of human Metapneumovirus (hMPV).The first part of this project was the characterization of a mutation observed in the F protein natural variants of hPIV-2. This work highlights the importance of the F2 subunit of F in the fusion regulation. A second part of the project consisted of the study of the mechanism of F hMPV entry into the cell, induced by F glycoprotein. This work showed that it was possible to dissociate the characteristics of the F glycoprotein, in order to allow a better understanding of these characteristics. This engineering work on the F protein was used to understand the basic science but could also be used in the development of therapeutic tools.The therapeutic use of F PIV-5 was also evaluated in an oncolytic vector based on adenovirus type 5 (AdV-5). Its expression in tumours showed a highly cytotoxic activity for the target cells in vivo, but also in vitro on immunocompetent rodents.

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La glycoprotéine M (gM) du virus de l’herpès simplex de type 1 (VHS-1) est une protéine transmembranaire conservée parmi les Herpesviridae. C’est une protéine essentielle pour certains virus herpétiques. Cependant, gM est non essentielle quoiqu’importante pour les Alphaherpesvirinae tels que VHS-1 et VHS-2. En effet, lorsque gM est inhibée lors d’une infection au VHS-1, les titres viraux diminuent d’environ 10 fois. Lors de l’infection, gM migre tout d’abord vers les membranes nucléaires et ensuite vers le réseau trans Golgi (TGN). Il est connu que le transport de gM vers le noyau est dépendant de l’infection, puisque dans des cellules transfectées, gM s'accumule au TGN. Sachant que les interacteurs viraux connus de gM ne sont pas directement impliqués dans cette migration, une étude d’identification de nouveaux partenaires a été conduite. Cent soixante et onze protéines cellulaires potentiellement partenaires de gM ont précédemment été identifiées par BioID. Parmi celles-ci, 27 protéines ont été choisies pour validation étant donné leur implication au niveau du transport vésiculaire ou leur localisation aux membranes nucléaires. Mes travaux démontrent que l'Integral membrane protein 2B (ITM2B), une des protéines choisies pour validation, interagit et colocalise avec gM lors de l’infection. Par ailleurs, elle régule la production virale et la migration de gM vers le TGN lors d’infection. Étonnamment, cette protéine semble aussi être importante pour l’encapsidation du génome viral lors de l’infection. Finalement, nous avons montré que la production de capsides de type C, processus requérant ITM2B, serait impliqué dans la sortie nucléaire de gM. Ainsi, dans ce mémoire, nous établissons de nouvelles fonctions pour une protéine cellulaire, ITM2B, n’ayant pas d’implication auparavant décrites avec le VHS-1, durant la propagation de ce dernier. / Herpes simplex virus type 1 (HSV-1) glycoprotein M (gM) is a transmembrane protein conserved among the Herpesviridae. It is an essential protein for certain herpesviruses. However, gM is nonessential although important for HSV-1 and HSV-2. Indeed, when gM is inhibited during an HSV-1 infection, the viral titers decrease by tenfold. Upon infection, gM migrates first to nuclear membranes and then to the trans-Golgi network (TGN). It is known that the transport of gM to the nucleus is dependent on the infection since, in transfected cells, gM accumulates at the TGN. Knowing that the investigated gM viral interactors are not directly involved in this migration, a recent study identified by BioID 171 cellular proteins potentially partners of gM. Among these, 27 proteins were chosen for validation for their involvement in vesicular transport or localization at the nuclear membranes. Integral membrane protein 2B (ITM2B), one of the proteins chosen for validation, seems to be important for viral production as well as the migration of gM to the TGN during infection. Moreover, we showed that ITM2B interacts and colocalizes with gM upon infection. This protein also seems to be important for encapsidation of the viral genome. Finally, we showed that the production of C-type capsids, a process requiring ITM2B, would be involved in the nuclear exit of gM. In this memoir, we establish new functions for a cellular protein, ITM2B, having no involvement previously described with HSV-1, during the propagation of the latter.

En l'absence d'un vaccin efficace et avec des thérapies antirétrovirales incapables d'éradiquer le virus, le VIH-1 reste un problème de santé publique mondial. Des immunothérapies à base d'anticorps sont à l'étude pour éliminer les réservoirs cellulaires, qui représentent un obstacle incontournable à la guérison du VIH-1. Les glycoprotéines d'enveloppe du VIH-1 (Env) représentent le seul antigène du virus exposé à la surface des cellules infectées et constituent donc la principale cible des anticorps. L’Env non-liée adopte sa conformation « fermée », reconnue préférentiellement par les anticorps neutralisants. L'interaction avec CD4 fait passer Env dans sa conformation « ouverte », exposant des épitopes conservés reconnus par les anticorps non-neutralisants (nnAbs) présents dans le sérum d’individus infectés par le VIH-1 (sérums VIH+). Les nnAbs peuvent éliminer les cellules infectées par la cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps (ADCC). Cependant, les protéines accessoires Nef et Vpu diminuent l’expression de surface de CD4 et BST-2 afin d’évader à la reconnaissance et l'élimination des cellules infectées par les nnAbs. Dans cette thèse, nous caractérisons en détail la contribution d’Env, Nef et Vpu pour échapper aux réponses humorales et explorons de nouvelles stratégies pour sensibiliser les cellules infectées à l’ADCC. Pour quantifier plus adéquatement la réponse ADCC, nous avons identifié des biais dans les tests largement utilisés, notamment pour évaluer les corrélats de protection vaccinale. Il s'agit de l'incapacité à faire la distinction entre l'élimination des cellules infectées et des cellules non-infectées, et l'utilisation de constructions virales comportant un gène rapporteur empêchant l’expression de Nef. En utilisant un nouveau marquage intracellulaire, nous avons confirmé l’effet protecteur de Nef et Vpu contre l’ADCC. Ensuite, nous avons étudié les déterminants d’Env et Vpu modulant la susceptibilité des cellules infectées à l’ADCC médiée par les nnAbs. Certaines caractéristiques structurelles d'Env modulent ses transitions conformationnelles, incluant le domaine d'association du trimère, le site de clivage de la furine et la cavité Phe43. L’altération de ces composantes augmente la sensibilité des cellules infectées à l'ADCC par les sérums VIH+. Outre l’inhibition de CD4 et BST-2, Vpu cible également NTB-A et PVR, des ligands de récepteurs activateurs des cellules NK. Cependant, la polyfonctionnalité de Vpu est compromise par l’augmentation de BST-2 par les interférons de type I (IFN-I), sensibilisant ainsi les cellules infectées aux réponses NK. En utilisant un modèle de souris humanisée, nous validons l'importance de Vpu pour échapper à la pression immunitaire des nnAbs in vivo. Enfin, nous avons exploré de nouvelles stratégies pour sensibiliser les cellules infectées à l'ADCC en modulant la conformation d’Env avec des mimétiques moléculaires de CD4 (CD4mc). Nous avons identifié des résidus bordant la cavité Phe43 modulant la sensibilité au CD4mc. L’accumulation d’Env induite par les IFN-I augmente la capacité du CD4mc à sensibiliser les cellules infectées à l'ADCC par les sérums VIH+. Globalement, cette thèse dévoile une caractérisation approfondie des déterminants viraux et cellulaires modulant la susceptibilité des cellules infectées par le VIH-1 aux réponses humorales. Une meilleure compréhension de ces mécanismes est nécessaire pour développer des nouvelles stratégies capables d’éradiquer les réservoirs viraux. / In the absence of an effective vaccine and with antiretroviral therapies unable to eradicate the virus, HIV-1 remains a global public health problem. Antibody-based immunotherapies are currently being investigated to eliminate cellular reservoirs, which represent a major obstacle towards an HIV-1 cure. HIV-1 envelope glycoproteins (Env) represent the only virus-specific antigen exposed at the surface of infected cells and therefore is the main target for antibodies. In its unliganded form, Env samples a ‘closed’ conformation, preferentially recognized by neutralizing antibodies. Interaction with CD4 drives Env into its ‘open’ conformation, exposing conserved epitopes recognized by non-neutralizing antibodies (nnAbs) present in sera from HIV-1 infected individuals (HIV+ sera). NnAbs can eliminate infected cells by antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC). However, HIV-1 encodes for the accessory proteins Nef and Vpu which decrease cell surface levels of CD4 and BST-2, thus avoiding recognition and elimination of infected cells by nnAbs. In this thesis, we characterize in detail the contribution of Env, Nef, and Vpu to evade humoral responses and explore new strategies for sensitizing infected cells to ADCC. In an effort to develop a more adequate quantification of ADCC responses, we identified major biases in widely used assays, including the ones used to assess correlates of vaccine protection. These include the inability to distinguish between the elimination of infected and uninfected cells and the use of viral constructs coding for a reporter gene that prevents Nef expression. Using a novel intracellular staining, we confirmed the protective effect of Nef and Vpu against ADCC responses. Next, we studied the different Env and Vpu determinants modulating the susceptibility of infected cells to nnAbs-mediated ADCC responses. Certain Env structural features modulate its conformational transitions, including the trimer association domain, the furin cleavage site and the Phe43 cavity. Alterations of these components increase the susceptibility of HIV-1-infected cells to ADCC mediated by HIV+ sera. In addition to inhibiting CD4 and BST-2, Vpu also targets NTB-A and PVR, which act as ligands for NK cell activating receptors. However, we found that the polyfunctionality of Vpu can be compromised by the upregulation of BST-2 by type I interferons (IFN-I), thereby sensitizing infected cells to NK cell responses. Using a humanized mouse model, we validate the importance of Vpu to escape the immune pressure of nnAbs in vivo. Finally, we explored new strategies to bypass the protective effect of Vpu and Nef and sensitize HIV-1-infected cells to ADCC by modulating Env conformation using small CD4-mimetic compounds (CD4mc). We identified a network of residue lining the Phe43 cavity that modulates Env sensitivity to CD4mc. The enhanced surface expression of Env by type I IFNs boosts the ability of CD4mc to sensitize HIV-1-infected cells to ADCC by HIV+ sera. Overall, this thesis sheds light on a thorough characterization of viral and cellular determinants modulating the susceptibility of HIV-1-infected cells to humoral responses. A better understanding of these mechanisms is needed to develop new strategies able to eradicate viral reservoirs.