Le virus de l’immunodéficience humaine de type-1 (VIH-1) a été identifié comme étant l’agent responsable de la pandémie qui frappe actuellement notre civilisation. En une trentaine d’années le virus à causé la mort de plus de 35 millions de personnes. Une telle épidémie dans l’histoire de l’humanité n’est pas une première; rappelons-nous dans le passé, la peste noire ou encore la grippe espagnole qui ont fait elles aussi des millions de morts. Cependant, pour la première fois dans l’ère moderne, nous avons la possibilité de lutter contre ce fléau grâce à l’étude approfondie de la biologie du virus qui a permis, entre autres, l’avènement de la trithérapie. Le VIH-1 acquiert un nombre impressionnant de molécules cellulaires tout au long de son cycle réplicatif. En dépit de tous les efforts consacrés à l’étude des molécules de l’hôte, le(s) mécanisme(s) exact par lequel toutes ces molécules sont acquises n'est toujours pas connu. Néanmoins, dans le cas d'ICAM-1, une des molécules transmembranaires les plus étudié il apparaît que le précurseur viral Pr55Gag est un candidat potentiel d'interaction avec ICAM-1. Par conséquent, nous avons étudié et caractérisé au niveau moléculaire le processus d'incorporation d'ICAM-1 en utilisant dans un premier temps un modèle de pseudo particules virales (VLPs) dérivé de Pr55Gag. La substitution de plusieurs domaines de Pr55Gag tels que la nucléocapside, SP2 et p6 n'ont pas eu d'effet sur son acquisition. Par la suite, nous avons démontré que la protéine de matrice (MA) est nécessaire à son incorporation. Nous avons confirmé ces résultats préliminaires en générant le mutant de matrice dans un clone moléculaire couramment utilisé en laboratoire (NL4.3). Des études complémentaires suggèrent que les deux tiers C-terminal de la MA sont importants et en particulier treize acides aminés présents dans l'hélice-α 5. De plus, en se basant sur la modélisation 3D des interactions protéines-protéines et en validant par la suite ces prédictions par immunocapture, nous avons trouvé qu'une série d'acides aminés acides de la MA interagit avec des acides aminés basiques présents sur le domaine cytoplasmique d'ICAM-1 et sont responsables de son incorporation. En résumé, nos résultats apportent de nouvelles connaissances dans le mécanisme moléculaire régissant l'acquisition d'ICAM-1, une molécule de l'hôte connu pour renforcer l'infectiosité virale et moduler la pathogénèse du VIH-1.

Chez les patients atteints du VIH-1, le PD-L1, une molécule de costimulation inhibitrice des lymphocytes T, est régulé à la hausse. Puisque plusieurs molécules cellulaires sont incorporées dans le VIH-1 et que certaines conservent leur fonction de signalisation une fois incorporées, nous avons vérifié si le PD-L1 pouvait être incorporé dans le VIH-1 pour ensuite induire certains défauts fonctionnels chez des lymphocytes T exprimant son récepteur PD-1. Nos résultats démontrent que non seulement le VIH-1 acquiert le PD-L1 en bourgeonnant de macrophages dérivés de monocytes ou de lymphocytes T CD4+ humains in vitro, mais que cette acquisition se produit également in vivo. Lorsqu'il est mis en présence de lymphocytes T CD8+ exprimant le PD-1, le VIH-1 porteur du PD-L1 favorise l'activation des caspases, signe potentiel de l'induction de l'apoptose. Ces résultats démontrent qu'en acquérant le PD-L1, le VIH-1 pourrait bien être directement impliqué dans l'épuisement de la réponse immunitaire.

La technologie des biopuces à ADN est un outil puissant permettant d'étudier en profondeur le profil transcriptomique d'une population cellulaire donnée. Nous avons mis à profit cette technique pour étudier les changements induits par le VIH-1 chez divers types cellulaires du système immunitaire. Notamment, nous avons déterminé l'influence du VIH-1 sur une population hautement enrichie en lymphocytes T CD4+. Cette étude nous a permis d'identifier des modulations transcriptionnelles dans plusieurs voies cellulaires importantes, dont l'apoptose, le cycle cellulaire, le métabolisme de l'ARN et la réparation du dommage à l'ADN. Nous nous sommes attardés sur la modulation de p53 au niveau de l'ARNm; nous démontrons que cette induction est dépendante d'une réponse interferon de type I. En cours de route, nous avons réalisé que le taux d'infection par le VIH-1 chez les cellules primaires était très faible - les changements décrits ci-haut sont donc susceptibles de survenir dans la population exposée au virus mais non-infectée. Afin de mieux comprendre les facteurs qui influencent l'infection au VIH-1 et les effets de celle-ci sur le transcriptome des cellules infectées, nous avons construit un virus rapporteur permettant l'isolation de cellules infectées. Nous avons utilisé ce virus pour quantifier le profil transcriptomique de lymphocytes T CD4+ infectés à l'aide de puces à ADN de dernière génération. Ces puces contiennent des sondes dirigées vers chaque exon connu, ce qui permet de détecter des changements au niveau de l'épissage alternatif en plus de l'expression génique. Les résultats démontrent qu'une sous-population de lymphocytes est particulièrement susceptible à l'infection. Finalement, nous avons procédé à la quantification transcriptomique à grande échelle des changements induits par un virus portant CD40L à sa surface sur une population de cellules B. Nous démontrons que ce virus est présent dans le plasma de patients infectés et est suffisant pour activer les lymphocytes B de façon polyclonale, ce qui pourrait expliquer en partie les déficiences observées chez ce type cellulaire chez les patients infectés au VIH-1.