Induction of the innate immune response by viral pathogens is characterized by a rapid production of Type I interferons (IFNβ/α). Recognition of viral components by Toll-like receptors (TLRs) or RIG-I-like receptors (RLRs), initiates multiple intracellular signalling cascades that culminate in the activation of the transcription factor NF-B and the interferon regulatory factors-3 and 7 (IRF-3 and IRF-7). As a consequence, these events lead to the production of immunoregulatory molecules, including Type I IFNs, pro-inflammatory cytokines and IFN-stimulated genes (ISGs), resulting in the inhibition of virus replication. Throughout evolution, viruses have developed strategies to subvert the innate immune response for their own benefit. Human immunodeficiency virus type-1 (HIV-1), the etiological agent of the acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), has been shown to evade the innate immune response, resulting in disease progression. Thus, understanding the distinct mechanisms by which HIV-1 modulates TLRs and RLRs signaling pathways will ultimately lead to the development of novel strategies to inhibit HIV-1 replication and propagation. Studies have indicated that TLRs that signal via NF-B enhance HIV-1 replication. However, TLR4 stimulation triggers both NF-B and the IFN pathway and thus may have inhibitory effects on HIV-1 replication. Our first study was aimed at better understanding the role of TLR4 in HIV-1 replication. Therefore, we first characterized IRF-3 and IRF-7 activation following TLR4 stimulation. Our results demonstrate that the non-canonical TBK1 and IKKε are activated with distinct kinetics resulting in the activation of IRF-3 and subsequent induction of Type I IFNs. Thus, activation of the IFN pathway via TLR4 stimulation can provide a novel strategy to inhibit HIV-1 replication. Our second study sought to further delineate the different signaling pathways activated by HIV-1. Accordingly, transcriptional changes induced by distinct HIV-1 subtypes in immature dendritic cells were examined by microarray analysis. Our findings demonstrate that during the late phase of HIV-1 infection, a subset of genes is differentially regulated by the subtypes. In addition, this study highlights the important role of immature dendritic cells in HIV-1 replication and dissemination. Finally, given the importance of RLRs in the recognition of RNA viruses, the objective of the final study was aimed at investigating the evasion mechanisms employed by HIV-1 to counteract the initial antiviral response. Our results reveal that HIV-1 RNA is detected by the cytosolic receptor RIG-I. However, the HIV-1 viral protease sequesters RIG-I to the lysosomes and thus inhibits RIG-I-mediated antiviral response. Overall, the research presented in this thesis provides new avenues for developing novel therapeutic and preventive strategies to combat HIV-1/AIDS. / L'induction de la réponse immunitaire innée par des pathogènes viraux est caractérisée par une production rapide des interférons de Type I (IFNβ/α). Les Toll-like (TLR) ou RIG-like (RLR) récepteurs détectent divers composants viraux induisant multiples voies de signalisation intracellulaire impliquées dans l'activation du factor de transcription-NF-B- ainsi que des facteurs de régulation de l'interféron-3 et -7 (IRF-3 et IRF-7). Ces évènements mènent à la synthèse de molécules immunorégulatrices, tel que les interférons (IFN) de Type I, les cytokines pro-inflammatoires et les gènes stimulés par l'IFN (ISG), qui jouent un rôle important dans l'inhibition de la réplication virale. Au cours de l'évolution, les virus ont développé des stratégies pour contrer la réponse immunitaire innée afin de se répliquer. Le virus de l'immunodéficience humaine de type 1(VIH-1), l'agent infectieux du syndrome de l'immunodéficience acquise (SIDA), échappe à la réponse immunitaire innée, ce qui favorise la progression de la maladie. Par conséquent, une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels le VIH-1 module les voies de signalisation des TLR et des RLR pourrait mener au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour empêcher la réplication et donc la propagation du VIH-1. Des études ont démontré que les TLR qui signalent par l'intermédiaire de NF-B augmentent la réplication du VIH-1. Cependant, la stimulation du TLR4 déclenche à la fois la voie de signalisation de NF-B et celle des IFN, pouvant avoir ainsi des effets inhibiteurs sur la réplication du VIH-1. L'objectif de notre première étude était de comprendre le rôle du TLR4 dans la réplication du VIH-1. Par conséquent, nous avons caractérisé la voie d'activation des IRF-3 et IRF-7 suite à la stimulation du TLR4. Nos résultats démontrent que les kinases non-canoniques TBK1et IKKε sont activées avec une cinétique distincte ayant pour conséquence l'activation de l'IRF-3 et l'induction subséquente des IFN de type I. Par conséquent, l'activation de la voie de signalisation des IFN par la stimulation du TLR4 pourrait offrir une nouvelle stratégie pour inhiber la réplication du VIH-1. Notre deuxième étude a eu pour but de définir les différentes voies de signalisation activées par le VIH-1. Les changements transcriptionels induits par les différents sous-types du VIH-1 dans les cellules dendritiques immatures ont été examinés par analyse de microréseaux. Nos résultats démontrent que pendant la phase tardive de l'infection VIH-1, un ensemble de gènes est différemment régulé par les différents sous-types du VIH-1. En plus, cette étude accentue le rôle important des cellules dendritiques immatures dans la réplication et la dissémination du VIH-1. En conclusion, étant donné l'importance des RLR dans la reconnaissance des virus à ARN, l'objectif de la dernière étude a été d'étudier les mécanismes d'évasion utilisés par VIH-1 pour contrer la réponse antivirale innée. Nos résultats démontrent que l'ARN du VIH-1 est détecté par le récepteur cytosolique RIG-I. Cependant, une protéine du VIH-1 -la protéase- séquestre le récepteur RIG-I dans les lysosomes et empêche l'activation de la réponse antivirale initié par le récepteur RIG-I. De façon générale, la recherche présentée dans cette thèse propose de nouvelles avenues pour développer des stratégies préventives et thérapeutiques afin de combattre le VIH-1/SIDA.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.103531 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Solis, Mayra |
| Contributors | John Hiscott (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Microbiology & Immunology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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