L'avènement de la trithérapie dès le milieu des années 90 combinées aux mesures de prévention a permis de minimiser les nouvelles contaminations au VIH-1 en plus de reconsidérer l'infection comme une pathologie chronique n'engageant plus le pronostic vital. Cependant, de nombreuses contraintes persistent; la méconnaissance du statut sérologique et l'accès limité ou inexistant à la médication et à la prévention pour certaines populations engendrent encore plus d'un million de nouvelles contaminations et autant de morts chaque année. En outre, les effets secondaires des traitements ainsi que le poids social de vivre avec le virus demeurent problématiques et démontrent la nécessité de poursuivre les efforts de recherche vers une guérison totale du VIH-1. Néanmoins, cet objectif est encore hors de notre portée. En effet, et ce malgré une charge virale indétectable, l'arrêt des traitements entraîne inexorablement une reprise de la propagation virale. La persistance du VIH-1 serait la conséquence de l'établissement précoce de réservoirs viraux anatomiques et cellulaires dans lesquels le virus se réplique à bas bruit ou demeure dans un état latent. Cette latence cellulaire est caractérisée par une présence du génome viral intégré au génome cellulaire, mais ne produisant pas de particules virales. Cette particularité confère aux cellules dites latentes une protection face aux effets toxiques associés à la production virale, ainsi qu'un moyen d'échapper à leur propre élimination parle système immunitaire de l'hôte. Dotées d'une longue durée de vie, ces cellules latentes sont considérées comme les principaux responsables de la reprise de l'infection lors de l'arrêt de la médication. La réactivation de la production virale des cellules latentes permettrait, en théorie, de lever leurs protections menant ainsi à leur élimination. Appelée "shock and kill", cette stratégie, combinée aux traitements pour limiter la propagation virale, représente un atout majeur dans l'éradication du VIH-1. Afin de réactiver la production virale dans les cellules latentes, de nombreuses molécules dénommées agents réactivateurs de la latence (LRA) sont à l'étude depuis plus d'une décennie. Cependant, les agents actuellement étudiés sont non discriminants et l'étude de leurs impacts sont majoritairement limités à la population de lymphocytes T CD4⁺, première population cellulaire identifiée comme infectée de façon latente. L'implication d'autres sous-populations cellulaires, dont notamment les macrophages, dans l'établissement et la progression de l'infection est pourtant avérée. En effet, il est admis que ces cellules contribuent à la formation des réservoirs viraux, la latence virale y étant fortement soupçonnée. La problématique des effets des LRA sur cette sous population cellulaire est ainsi cruciale. Les travaux présentés dans cette thèse visent à étudier l'impact de 3 classes différentes de LRA sur la physiologie des macrophages, leur sensibilité à l'infection par le VIH-1 et leur production virale. Nos résultats ont montré que le traitement des macrophages primaires humains avec certains LRA n'est pas toxique, mais que ces agents sont à même de moduler le transcriptome et le sécrétome de ces cellules. La bryostatine-1, un activateur de la voie PKC, est par exemple associée à des augmentations importantes de médiateurs pro-inflammatoires tels CCL2, CCL5, l'IL-8 et le TNF. Les autres LRA testés induisent des modulations mineures de ces médiateurs alors que cette sécrétion est absente chez les lymphocytes T CD4⁺. De plus, les effets des LRA sur les fonctions physiologiques des macrophages sont minimes, à l'exception d'une diminution de l'efferocytose pour la romidepsine et de l'endocytose dépendante de la transferrine pour la bryostatine-1. La stimulation des macrophages avec les deux molécules précédentes diminue fortement l'expression des récepteurs de surface CCR5 et CD4. Ces modulations sont associées à la diminution de l'infection des macrophages parle VIH-1 sous la dépendance de la modulation de CD4 pour la bryostatine-1 et par l'augmentation de l'activité antivirale de SAMHD1 pour la romidepsine. Le traitement des macrophages infectés aux LRA n'entraîne pas d'augmentation de la transcription ou de la production virale. Néanmoins et de façon surprenante, la bryostatine-1 est associée à une diminution importante de la détection des protéines matures du gène viral codant pour gag sans modulation de leurs précurseurs, et ce, uniquement dans les cellules myéloïdes. Cette étude suggère ainsi que l'impact des LRA diffère selon le type cellulaire, démontrant la nécessité d'étudier les différentes cibles du virus lors des stratégies de cures. / The advent of cART in the mid-1990s combined with preventive measures made it possible to minimize new HIV-1 infections and to reconsider this infection as a chronic no longer life-threatening pathology. However, the constraints remain numerous; the ignorance of the serological status and the limited or nonexistent access to medication and prevention for certain population generates even more than a million of new infections and deaths each year. In addition, the side effects of the treatments and the social burden of living with the virus remain problematic and demonstrate the need to continue research efforts towards a complete cure for HIV-1. However, this concept is still beyond our reach. Indeed, despite an undetectable viral load, treatment interruption ultimately leads to a rebound of viral spread. HIV-1 persistence is believed to be the result of the early establishment of anatomical and cellular viral reservoirs in which the virus replicates at low noise or remains in a latent state. This HIV-1 latency is characterized by an integration of the viral genome into the cell genome without production of viral particles. This peculiarity gives so-called latent cells protection against the toxic effects associated with viral production as well as escaping elimination by the host's immune system. With a long lifespan, these latent cells are considered to be the main culprit in the resumption of infection after medication's termination. The reactivation of the viral production of these latent cells would, in theory, make it possible to lift their protections thus leading to their elimination. Called "shock and kill", this strategy, combined with therapeutic treatments to limit viral spread, represents a major asset in the eradication of HIV-1. To reactivate viral production in latent cells, many molecules known as latency-reversing agents (LRAs) have been under study for more than a decade. However, agents currently studied are non-discriminating and their impacts is mainly limited to the population of CD4⁺ T cells, the first cell population identified as latently infected. Yet, the involvement of many cell populations, including macrophages, in the establishment and progression of the infection is acknowledged. In addition, these cells participate to the HIV-1 reservoirs establishment and are highly suspected to harbor latency. Thus, the problematic of LRAs' effect on this cell population arises. The work presented in this thesis aims to monitor the impact of 3 different classes of LRAs on the physiology of macrophages, their susceptibility to HIV-1 infection and their viral production. Our results have shown that the treatment of primary human macrophages with some LRAs are not toxic but are able to modulate the transcriptome and secretome of these cells. Bryostatin-1, an activator of the PKC pathway, is for example associated with significant increases in proinflammatory mediators such as CCL2, CCL5, IL-8 and TNF. The other LRAs tested induce minor modulations of these mediators while this secretion is absent in CD4⁺ T lymphocytes. Moreover, physiologic features were mostly unchanged by treatment with the studied LRAs except for a downregulation of efferocytosis for romidepsin and transferrin dependent endocytosis for bryostatin-1. Treatment of macrophages with these agents reduces the surface expression of CD4 and CCR5 receptors on macrophages. These modulations were associated with an impairment in HIV-1 infection which relies on CD4 downregulation for bryostatin-1 and SAMHD1 antiviral activity upregulation for romidepsin. Treatment of HIV-1-infected macrophages with LRAs does not increase neither transcription nor viral production. However, and surprisingly, bryostatin-1 is associated with a significant decrease in the production of mature Gag proteins while their precursor level remained unchanged, a mechanism which seemed specific to the myeloid cell lineage. Hence, this study suggests that the impact of LRAs differ depending on the cell type, emphasizing the need to study the different targets of the virus during treatment strategies.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/72974 |
| Date | 28 March 2022 |
| Creators | Hany, Laurent |
| Contributors | Tremblay, Michel J. |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | thèse de doctorat, COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xxiii, 212 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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