L'autophagie est un mécanisme de dégradation lysosomale qui joue un rôle important dans l'immunité innée et adaptative. La relation entre le Virus de l'Immunodéficience Humaine de type 1 (VIH-1) et l'autophagie est complexe. En effet, l'équipe a montré que l'enveloppe virale du VIH-1 (Env), exprimée à la surface des cellules infectées, induit une autophagie massive dans les cellules T CD4 bystanders non infectées. Au contraire, lorsque ces cellules s'infectent de façon productive, l'autophagie est inhibée, suggérant qu'une ou plusieurs protéines virales soient capables de bloquer ce processus. L'objectif de ce travail de thèse a été de rechercher ces protéines virales et leur mécanisme d'action. Un crible double hybride en levure a permis de mettre en évidence que plusieurs protéines du VIH-1 sont capables d'interagir avec des protéines autophagiques (Atg), et plus spécifiquement que la protéine virale Vif (Virion infectivity factor) interagit directement avec la protéine LC3, protéine essentielle au processus autophagique. Cette interaction a été confirmée en système in vitro et in vivo (GST pull-down et immunoprécipitation). Plusieurs mutants des protéines Vif et LC3 ont été réalisés pour déterminer les domaines de liaison. La partie C-terminale de Vif ainsi que la glycine C-terminale de LC3, responsable de la conjugaison au phosphatidylethanolamine (PE), semblent être les domaines impliqués dans cette interaction. Une des principales fonctions de Vif connues est de dégrader, via le protéasome, les facteurs cellulaires APOBEC (Apolipoprotein B mRNA-editing, enzyme-catalytic, polypeptide-like) et en particulier la protéine APOBEC3G (A3G). Les résultats montrent que Vif est impliquée dans le blocage de l'autophagie induite par l'enveloppe indépendamment de son action sur A3G. / Autophagy is a lysosomal degradation pathway involved in the innate and adaptative immunity. The relationship between the Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) and autophagy is complex. The team has demonstrated that autophagy is induced in uninfected CD4 T cells after contact with infected cells expressing HIV-1 envelope glycoproteins (Env), leading to apoptosis. In contrast, when these cells are productively infected, autophagy is repressed, suggesting that one or several viral proteins are able to block this process. The aim of the thesis was to search these viral proteins and to determine their mechanism of action. A two-hybrid screen has revealed that several HIV-1 viral proteins are able to interact with autophagic proteins (Atg). In particular, Vif (Virion infectivity factor) interacts directly with LC3, a protein involved in the formation of autophagosomes. This interaction has been confirmed in vitro and in vivo (GST pull-down and immunoprecipitation). Several mutants of Vif and LC3 have been done to analyze the binding domains. The C-terminal part of Vif and the C-terminal glycine of LC3, responsible for the conjugation to PE, seem to be involved in the interaction between Vif and LC3.Vif plays an important role during HIV-1 infection. One of its main functions is to degrade, by the ubiquitin-proteasome system, the antiviral factors called APOBECs (Apolipoprotein B mRNA-editing, enzyme-catalytic, polypeptide-like) and in particular APOBEC3G (A3G). Our results demonstrate that Vif is involved in the blockade of Env-mediated autophagy independently of its role on A3G.

L'utilisation des antirétroviraux (ART) a permis une augmentation de la durée des patients infectés par le VIH. Par ailleurs, les comorbidités, retrouvées au cours du vieillissement physiologique, semblent être plus fréquentes et d'apparition plus précoce ce qui pourrait suggérer une modification du programme de vieillissement chez ces patients. L'étude ANRS EP45 « Aging » (clinicalTrials.gov, NCT01038999) a pour objectif d'analyser chez des patients infectés par le VIH traités ou non les mécanismes cellulaires connus pour être impliqués dans le vieillissement. Les PBMC d'une cohorte de 130 patients infectés par le VIH 1 appariés en âge et en sexe avec 49 sujets séronégatifs ont été analysés. Trois centres spécialisés (Marseille, Montpellier, Nice) ont recruté des patients infectés naïfs ou sous première ligne de traitement. Les résultats présentés dans ce manuscrit rapportent l'analyse des mitochondries et des lamines nucléaires. La maturation de la lamine A ne semble pas modifiée dans les PBMC de patients sous traitement contenant un inhibiteur de protéase. Cependant, ces cellules pourraient ne pas être le modèle le plus adapté pour explorer ce volet. D'autre part, l'infection est responsable d'anomalies mitochondriales dans les lymphocytes, partiellement corrigées par les traitements antirétroviraux qui modifient les mitochondries des monocytes moins sensibles à l'infection. Bien que les secondes générations de ART soient moins toxiques que les premières, leurs effets secondaires pourraient néanmoins, sur « le long terme » et/ou généralisés à l'ensemble de l'organisme, être l'un des facteurs modifiant le programme de vieillissement de ces patients. / Antiretroviral therapy (ART) has increased life expectancy in HIV-infected patients. Moreover, some age-related disorders were found to be more frequent in HIV infected and treated patients than in an age-matched general population, suggesting a modified time course of aging in HIV infected patients. The ANRS EP45 « Aging » study (clinicalTrials.gov, NCT01038999) investigated in PBMC from HIV-1 infected patients under treatment or not the cellular mechanisms known to be involved in aging. The study was performed on a cohort of 130 patients HIV-1 infected age- and sex-matched with 49 seronegative control subjects. Patients never treated with ART (naïve) or under first line were recruited by 3 AIDS centres (Marseille, Montpellier, Nice). Results presented here describe explorations of mitochondria and nuclear lamin. No alteration of lamin A maturation was detected in PBMC from HIV-1 infected patients under treatment with protease inhibitor. However, these cells could not be the most appropriate models to investigate lamin A-related aging pathway. On another hand, mitochondrial modifications were observed in lymphocytes from HIV infected naive patients. These alterations were only partly rescued by ART whereas its induced slight changes in monocytes that appeared to be less sensitive to infection. While second generation of ART are less toxic than the first one, their secondary effects, due to long term exposure and/or generalised to different tissues, could lead to a modified time course of aging in HIV infected patients.

Les étapes précoces du cycle réplicatif du VIH-1 sont assistées par des cofacteurs cellulaires dont la nature et la fonction restent mal connues. Nos travaux ont caractérisé la contribution de la protéine kinase dépendante de l'AMP cyclique (PKA), dans la cellule cible ou incorporée dans la particule virale VIH-1, dans les étapes post-entrée du cycle réplicatif. Les virus dépourvus d'activité PKA se caractérisent par un défaut de la synthèse de l'ADN proviral. En absence de Nef, la perte d'activité PKA associée aux particules VIH-1 induit une baisse plus modérée du pouvoir infectieux. En outre, le contournement des voies d'entrée classiques, par l'utilisation de particules pseudotypées, rend l'infectiosité indépendante de l'activité PKA. L'action de PKA s'exercerait donc au sein de la particule VIH-1 assemblée et impliquerait à la fois la protéine Nef et les voies de transport des complexes de transcription inverse au cours des étapes post-entrée. De plus, l'inhibition de l'activité PKA dans les cellules cibles entraîne également un défaut de synthèse de l'ADN proviral. Nos résultats indiquent que PKA agit comme un cofacteur de la transcription inverse. / The nature and function of cellular factors involved in post-entry steps of the HIV-1 life cycle are still poorly understood. We highlighted the role of cAMP-dependent protein kinase (PKA) in the early step of viral cycle, either as a host cellular protein in infected cells or as an incorporated protein into HIV-1 particles. PKA-deficient viruses failed to synthesize proviral DNA. In the absence of Nef, the loss of PKA activity associated to HIV-1 particles induces a minor diminution of infectiousness. Accordingly, VSV-G pseudotyped viruses, that use alternate entry pathway, exhibit full infectivity regardless of PKA deficiency. PKA action could therefore take place in the assembled HIV-1 particles, implying Nef protein and intracellular pathways of reverse transcription complexes. Moreover, the inhibition of PKA activity in target cells engenders a defective proviral DNA synthesis. Taken together, our data suggest that PKA may act as a cofactor required for HIV-1 reverse transcription.

L’intégration de la copie ADN du VIH-1 dans le génome d’une cellule infectée est une étape essentielle du cycle réplicatif de ce rétrovirus. Elle est réalisée par une enzyme virale, l’intégrase, qui constitue une cible privilégiée des stratégies antivirales. Différentes études suggèrent une régulation de la sélectivité d’intégration par la chromatine et la transcription. La protéine cellulaire LEDGF/p75, activateur transcriptionnel, interagissant à la fois avec l’intégrase et la chromatine constitue une parfaite illustration de cette régulation.Mon projet de thèse a été d’étudier les liens entre LEDGF/p75, la chromatine et la transcription au cours de l’intégration du VIH-1.Tout d’abord, mes travaux ont permis de valider in vitro l’interaction entre LEDGF/p75 et son partenaire TOX4, récemment identifié par notre équipe. J’ai également montré que le domaine de TOX4, fixant LEDGF/p75, inhibe in vitro l’intégration sur matrice chromatine en présence de LEDGF/p75, suggérant un rôle inhibiteur de TOX4 à l’étape d’intégration du VIH-1.Ensuite, j’ai mis au point des protocoles in vitro de couplage entre l’intégration et la transcription. L’utilisation d’extraits nucléaires pour transcrire par l’ARN polymérase II n’étant pas compatible avec le processus d’intégration, j’ai utilisé l’ARN polymérase T7 purifiée comme machinerie de transcription et étudié les conséquences sur l’intégration. Bien que l’ARN synthétisé inhibe l’intégration, j’ai pu montrer que le passage d’une ARN polymérase sur la matrice d’intégration n’affecte pas l’efficacité globale d’intégration.Enfin, la transcription modifiant la topologie de l’ADN, mon dernier objectif a été d’étudier in vitro l’effet de ce paramètre sur l’intégration. En utilisant des plasmides de différentes formes topologiques comme substrats accepteurs d’intégration, j’ai montré que l’intégration est favorisée sur les formes surenroulées négativement. J’ai également prouvé que cette sélectivité est indépendante de la présence de LEDGF/p75.Mes travaux constituent une étape dans la connaissance des bases moléculaires et mécanistiques de la sélectivité d’intégration du VIH-1 pouvant déboucher sur l’établissement de nouvelles stratégies antirétrovirales. / The integration of the DNA copy of HIV-1 in an infected cell is an essential step of the replication cycle of the retrovirus. It’s performed by a viral enzyme, called integrase, which constitutes a major target of antiviral strategies. Several studies suggest a regulation of integration selectivity by chromatin and transcription. The cellular protein LEDGF/p75, a transcriptional activator, interacting with both integrase and chromatin perfectly illustrates this regulation. My thesis project was to study the links between LEDGF/p75, chromatin and transcription during HIV-1 integration.First, my work validated in vitro the interaction between LEDGF/p75 and its partner TOX4, recently identified by our team. I have also shown that the TOX4 domain, interacting with LEDGF/p75, inhibits integration in vitro on chromatin templates in the presence of LEDGF/p75, suggesting an inhibitory role of TOX4 during the HIV-1 integration step.Then, I developed several in vitro protocols coupling HIV-1 integration and cellular transcription. As RNA polymerase II transcription machinery from Hela nuclear extracts prevents the integration process, I used purified T7 RNA polymerase to perform transcription and studied its consequences on integration. I could show that the synthetized RNA inhibits integration but that the transcription process per se does not affect global integration efficiency on the transcribed template. Since transcription modifies DNA topology, my last goal was to study the effect of this parameter on integration in vitro. Using plasmids of different topological forms as integration acceptor substrates, I showed that integration is enriched in negative supercoiled plasmids. I also proved that this selectivity is independent of the presence of LEDGF/p75. My work constitutes an initial step in understanding the molecular and mechanistic basis of HIV-1 integration selectivity that can lead to the establishment of new antiretroviral strategies.

La protéine du VIH-1 est une protéine essentielle à la transcription et à la réplication du virus. Elle a donc un rôle crucial dans la cellule infectée. On sait qu'une partie de la Tat cellulaire peut être sécrétée, malgré l'absence de séquence signal. En effet, les 2/3 de la Tat cellulaire sont exportés par la cellule T-primaire infectée. Le mécanisme de sécrétion de Tat est non conventionnel et se produit directement à travers la membrane plasmique où Tat est recrutée grâce à sa très forte affinité pour le phosphatidylinositol(4,5)-biphosphate ou PI(4,5)P2 qui est exclusivement localisé à ce niveau. La Tat extracellulaire a un effet délétère sur de nombreux types cellulaires et agit donc comme une toxine virale. Elle constitue un facteur déterminant de l'évolution vers le SIDA. En accord avec cette efficacité de sécrétion par les cellules T primaires infectées, Tat est essentiellement localisée sur la membrane plasmique des T primaires infectées par le VIH-1. Une fraction importante de Tat est donc résidente à la membrane et nous avons recherché un mécanisme pouvant expliquer cette rétention et mis en évidence la palmitoylation. Nos travaux montrent que Tat est palmitoylée, dans des cellules T ainsi que dans les ‘cibles' comme les neurones et les macrophages. Cette palmitoylation, qui inhibe la sécrétion de Tat, est réalisée sur la cystéine 31 de Tat (qui possède 7 cystéines) par l'enzyme DHHC20 avec comme cofacteurs nécessaires les immunophilines (prolyl-isomérases), Cyclophiline A et FKBP12, qui interagissent avec Tat au niveau de la membrane. Nos résultats indiquent aussi qu'en présence de Gag, la palmitoylation de Tat est inhibée. Nous pensons que l'export de la CypA dû à son encapsidation diminuerait la quantité de CypA disponible pour Tat, inhibant la palmitoylation de Tat et permettant sa sécrétion efficace par les cellules infectées. En effet, le VIH-1 encapside 250 copies de CypA/virion, le taux de CypA régulant la virulence des virions produits. Dans les cellules cibles, Tat serait fortement palmitoylée ce qui induirait sa fixation quasi irréversible au PI(4,5)P2, l'empêchant de ressortir de la cellule et permet ainsi un effet cumulatif des doses reçues par la cellules. Cette accumulation de Tat perturbe des processus membranaires dépendant du PI(4,5)P2 tels que la phagocytose et la neurosécrétion. La palmitoylation de Tat est nécessaire pour ces effets. Ces actions de la Tat extracellulaire pourraient participer au développement des infections opportunistes et des troubles neurologiques observé lors du SIDA. / HIV-1 Tat is a small protein that is required for viral transcription and multiplication. It thus has a crucial role in the infected cell. It was known that Tat can be secreted despite its lack of signal sequence. In fact 2/3 of cellular Tat are exported by infected primary T-cells. The unconventional secretion of Tat relies on its interaction with phosphatidylinositol(4,5)-biphosphate or PI(4,5)P2, a lipid that is concentrated within the inner leaflet of the plasma membrane and is strictly required for Tat secretion. Exogenous Tat has deleterious effects on several cell types, indicating that extracellular Tat is involved in evolution to AIDS. Consistent with this secretion efficiency, Tat is mainly localized at the plasma membrane of primary T-cells infected by HIV-1. A large fraction of Tat is resident at the membrane and we looked for a mechanism that could explain this retention and discovered that Tat is palmitoylated. Our studies show that Tat is palmitoylated, both in T-cells and also in ‘target' cells such as neurons and macrophages. Tat palmitoylation inhibits its secretion and is performed on Tat cysteine 31 (Tat has seven cyteines) by the enzyme DHHC20 using immunophilins (prolyl ismerases), Cyclophilin A (CypA) and FKPB12, as cofactors. Our results also indicate that the presence of Gag inhibits Tat palmitoylation. We believe that the export of CypA due to its encapsidation will make less CypA available for Tat, thereby inhibiting Tat palmitoylation. Indeed, HIV-1 encapsidates 250 copies of CypA/virion and the amount of CypA regulates the virulence of produced virions. In target cells, Tat is strongly palmitoylated and this modification induces its almost irreversible binding to PI(4,5)P2, preventing its secretion and allowing cumulative effect of minute Tat doses.Tat palmitoylation enables Tat to severely inhibit various PI(4,5)P2-dependent processes such as phagocytosis and neurosecretion. These effects of extracellular Tat likely contribute to the development of opportunistic infections and neurological disorders observed during AIDS.

Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1) est l’agent causal de la pandémie du syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA). Les rétrovirus ont la capacité de rétro-transcrire leur génome ARN en ADN afin qu’il soit intégré dans celui de l’hôte. Les traitements antirétroviraux (ART) actuels combinent plusieurs classes d’antirétroviraux (ARV) ciblant majoritairement les enzymes virales nécessaires à la réplication du VIH-1: la reverse transcriptase (RT), la protéase (PR) et l’intégrase (IN). L’émergence et la transmission de virus multirésistants à l’ensemble des ARV illustrent la nécessité de développer de nouveaux mécanismes thérapeutiques. Les inhibiteurs catalytiques d’IN (INSTIs) utilisés dans les ART ciblent le site actif de l’enzyme et empêchent ainsi la réaction de transfert de brin de l’intégration du VIH-1. La protéine cellulaire Lens Epithelium-Derived Growth Factor (LEDGF/p75), liée à la chromatine, est l’un des principaux cofacteurs de IN. En permettant le ciblage de l’intégration dans des régions actives du génome de l’hôte, l’interaction IN-LEDGF joue un rôle crucial pour la réplication effective du VIH-1 ce qui en fait une cible de premier ordre pour de nouvelles thérapies. Au cours de ces dernières années, des inhibiteurs allostériques de l’interaction IN-LEDGF (INLAIs encore appelés LEDGINs ou ALLINIs) ont été développés afin d’inhiber l’étape d’intégration. De manière inattendue, ces molécules exercent de fait une double activité antirétrovirale. En effet les INLAIs ciblent l'intégration mais possèdent également une seconde activité plus efficace sur les étapes tardives de la réplication du VIH-1. Celle-ci se traduit par la production de virions présentant un défaut d’infectivité. Mon projet de thèse, réalisé en partenariat avec la société biopharmaceutique Mutabilis, s’est intéressé à la caractérisation de l’activité antirétrovirale d’une nouvelle classe d’INLAIs selon deux axes: (1) l’approfondissement des mécanismes d’action de ces INLAIs sur les étapes tardives de la réplication du VIH-1 ; (2) l’appréciation de leur spectre d’activité sur la réplication du virus de l’immunodéficience simienne (SIV). J’ai pu montrer que les virions produits en présence d’INLAIs développées par Mutabilis présentent un défaut de transcription inverse lors de l’infection des cellules cibles, qui les rend non infectieux. Ces molécules n’influencent pas les étapes tardives de maturation protéique et d’empaquetage de l’ARN du VIH-1 dans les virions. De façon intéressante, ces virions non infectieux sont efficacement reconnus par un panel d’anticorps neutralisants spécifiques de l’enveloppe virale du VIH-1 et conservent la capacité d’induire une réponse immunitaire T CD4+ de type Th1 dans des cellules de patients infectés. Nous avons également évalué l’effet des INLAIs sur la réplication du SIV. Des expérimentations in vitro ont permis de montrer que certaines INLAIs inhibent efficacement l’interaction IN-LEDGF mais n’induisent pas la multimérisation anormale de IN SIV contrairement à ce que nous observons pour IN VIH-1. Ces résultats ont été confirmés in vivo et indiquent que si certaines INLAIs de seconde génération montrent une activité antirétrovirale au cours des étapes précoces, elles ne sont pas capables d’inhiber efficacement les étapes tardives de la réplication du SIV. De fait, la production de virions SIV en présence de ces INLAIs n’entraîne qu’une faible diminution de leur infectivité. Mes travaux ont donc permis de mettre en évidence que les virions “inactivés“ par ces INLAIs pourraient représenter un nouveau type d’immunogènes pour l’établissement d’une réponse immunitaire anti VIH-1. Cependant l’étude du spectre d’activité suggère que bien que la capacité de certaines INLAIs à inhiber l’interaction IN-LEDGF/p75 semble relativement bien conservée entre le VIH-1 et SIV, elles sont peu efficaces sur les étapes tardives du cycle de réplication du SIV. / No abstract

L'intégrase (IN) du VIH-1 est une enzyme qui catalyse l'intégration du génome du virus dans celui de la cellule infectée. Cette étape d'intégration est cruciale pour le virus pour qu'il puisse se répliquer de manière efficace, l'intégration est donc une cible de choix dans les thérapies antivirales. Comprendre les mécanismes qui participent à l'intégration est donc nécessaire afin de développer des solutions efficaces pour contrecarrer le virus.L’intégration rétrovirale est catalysée par une structure oligomérique d’IN et d’ADN viral bien particulière appelée intasome. Les intasomes rétroviraux catalysent l’intégration préférentiellement sur des nucléosomes, composés d’ADN enroulé de protéines histones, plutôt que sur de l’ADN nu. Ceci est en parti du aux contraintes physiques imposés par la structure de l’intasome, mais également grâce à des facteurs de ciblage cellulaires qui vont interagir avec à la fois l’intasome et des composants du nucléosome.Dans ce projet de thèse, nous avons pu mettre en évidence une nouvelle interaction hôte-pathogène entre l’IN du VIH-1 et la queue d’histone H4 (une des protéines constituant le nucléosome). Ce projet s’est ainsi focalisé autour de cette interaction et a permis de :• Démontrer l’importance de l’interaction entre l’IN du VIH-1 et la queue d’histone H4 lors du cycle viral et plus précisément pour l’étape d’intégration, validant ainsi cette interaction comme une nouvelle interaction hôte-pathogène.• D’identifier que la queue d’histone H4 est un partenaire essentiel de l’intasome du VIH-1 pour qu’il puisse s’ancrer sur le nucléosome.• Développer une nouvelle stratégie antivirale visant à bloquer cette interaction dans les cellules infectées grâce à des composés chimiques. / HIV-1 integrase (IN) catalyzes the insertion of the viral genome into the host cell chromatin. This step is crucial for the virus for its efficient replication, integration is thus of interest to target for antiviral strategies. Understanding the mechanisms involved in integration is important in order to develop efficient tools to fight the virus.Retroviral integration is catalyzed by the intasome, an oligomer of IN and viral DNA. Intasomes integrate onto nucleosomes, composed of DNA wrapped around histone proteins, over naked DNA.In this thesis project, we have identified a new host-pathogen interaction between HIV-1 IN and the H4 histone tail. The topic of the project was then focus on this interaction and has highlighted:• The importance of the HIV-1 IN – H4 histone tail interaction for the viral cycle, especially onto the integration step, validating a new host-pathogen interaction.• The identification of the H4 histone tail as an essential partner for HIV-1 intasome for its anchoring onto nucleosomes.• The development of a novel antiviral strategy aiming to block this interaction in infected cells using chemical compounds

La réponse interféron est une réponse antivirale complexe qui, après la détection de pathogènes par des PRR (récepteurs de motifs associés aux pathogènes), conduit à l’induction de centaines de gènes appelés ISG (gènes stimulés par l’interféron). Dans la littérature, il existe plusieurs ISG capables de s’opposer à l’infection virale ; cependant le rôle antiviral précis d’un grand nombre d’entre eux reste inconnu ou mal caractérisé. Pendant ma thèse, je me suis concentré sur la caractérisation d’ISG20 pendant la réplication de deux virus, VSV et le VIH-1. La protéine ISG20 a été décrite au préalable comme une exonucléase 3’-5’ antivirale en agissant sur la dégradation directe du génome viral. Cependant, la diminution de la quantité d’ARN viraux liée à ISG20 était controversée.Afin de mieux comprendre le mécanisme par lequel ISG20 interfère avec la réplication virale, j’ai construit plusieurs mutants d’ISG20. Les résultats obtenus indiquent que l’activité antivirale d’ISG20 ne repose pas uniquement sur sa capacité à dégrader l’ARN, puisque plusieurs mutants ont perdu leurs propriétés antivirales malgré une robuste activité RNase in vitro.Mes résultats montrent qu’ISG20 peut bloquer la réplication virale en bloquant la traduction. Dans les cellules exprimant ISG20, ce blocage intervient à la fois pendant l’infection virale et lors de l’expression ectopique de gènes rapporteurs. Les résultats que nous avons obtenus indiquent que la protéine ISG20 affecte la traduction qu’elle soit cap- ou IRES-dépendant. Cette inhibition de la traduction est très probablement indépendante de l’initiation.Afin d’étayer le rôle antiviral d’ISG20 pendant l’infection virale, des souris invalidées pour isg20 (-/-) ont été générées et leur capacité à supporter l’infection par VSV in vivo a été analysée. Les résultats obtenus impliquent clairement ISG20 dans le contrôle naturel de la propagation virale in vivo, confirmant nos données ex vivo.Dans l’ensemble, les données obtenues pendant ma thèse indiquent qu’ISG20 est un important facteur antiviral et mettent en évidence un nouveau mécanisme d’inhibition virale où ISG20 interfère avec la traduction d’ARNm viral. / Interferons specify a complex antiviral response that upon the detection of pathogens through various cellular pattern-recognition receptors (PRRs) lead to the induction of hundreds of genes named interferon-stimulated genes (ISGs). Several ISGs have been reported to restrict viral infection, however the antiviral role/s of many of them remains either unknown or poorly characterized. During my thesis I have focused on the characterization of ISG20 during the replication of two viruses, VSV and HIV-1. ISG20 had been previously identified as an antiviral 3’-5’ exonuclease and was thought to act by directly degrading viral genomes. However, the decrease in viral RNAs specified by ISG20 was controversial. To gather further insights into the mechanism with which ISG20 interfered with viral replication, I constructed several mutants of ISG20. The results we have obtained indicated that the antiviral activity of ISG20 does not solely rely on it's the ability of ISG20 to degrade RNA, as several mutants were identified that lost their antiviral properties despite a robust RNase capacity in vitro.We have found here that ISG20 could block viral replication through a block in translation. This block occurred both during viral infection as well as during the ectopic expression of reporter genes in ISG20-expressing cells. The results we have obtained indicate that ISG20 affects both cap- and IRES-mediated translation in a manner that is very likely independent from translation initiation.To substantiate the antiviral role of ISG20 during viral infection, knock-out isg20 -/- mice were generated and then analyzed for their ability to support VSV infection in vivo. The results obtained, clearly implicate ISG20 in the natural control of viral spread in vivo, strongly supporting our data ex vivo.Overall, the data obtained during my thesis indicate that ISG20 is an important antiviral factor and shed light on a novel mechanism of viral inhibition whereby ISG20 interferes with viral mRNA translation.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.