Nouvelles connaissances sur le rôle de la machinerie de l’horloge circadienne dans la régulation de la réplication du VIH-1 dans les lymphocytes T CD4+

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est la cause d’une infection chronique, caractérisée par la perte progressive des lymphocytes T CD4+ (LT CD4+), qui entraîne l’affaiblissement du système immunitaire et le rend susceptible aux infections opportunistes. Les LT CD4+ se divisent en plusieurs sous-populations, incluant les lymphocytes Th17 (T helper 17) qui sont importants pour le maintien de l’intégrité de la barrière intestinale, site de réplication privilégié du VIH-1. L’infection par le VIH-1 conduit à leur épuisement dans l’intestin, ce qui entraîne des altérations importantes de l'intégrité de la barrière mucosale intestinale, provoquant ainsi une translocation microbienne, une activation immunitaire chronique et une progression de la maladie. Des progrès remarquables ont été effectués par les scientifiques en synthétisant des molécules constituant la thérapie antirétrovirale (TAR). Celle-ci bloque efficacement la réplication du virus à différentes étapes, à l'exception de la transcription, un processus sous le contrôle de la machinerie cellulaire hôte. Malgré son efficacité, la TAR ne permet pas une guérison définitive des personnes vivant avec le VIH (PVVIH). Elle ne restaure pas également la fréquence et les fonctions des LT CD4+ intestinaux, incluant la population des Th17. De ce fait, la transcription résiduelle du VIH dans les cellules portant le réservoir du VIH et dans les sites anatomiques pendant la TAR est une cause majeure d'activation immunitaire chronique et de comorbidités chez les PVVIH traités par TAR. Cela souligne la nécessité de mettre en place des stratégies thérapeutiques supplémentaires afin de préserver le pool de cellules cibles dans les sites primordiaux d’infection tels que l’intestin en bloquant l’étape de transcription virale via la modulation de l’expression/l’activité des facteurs de transcription de l’hôte. Le premier projet de ce doctorat a porté sur l’étude des mécanismes de régulation de la réplication du VIH par certains composants de la machinerie de l’horloge circadienne. Des études chez la souris ont démontré que la polarisation des lymphocytes Th17 dépendante du facteur de transcription RORγt (RAR-related orphan receptor gamma t, RORC2 chez l’humain), ainsi que leurs caractéristiques pathogéniques, sont régulées par des mécanismes impliquant les composants de l'horloge circadienne BMAL1 (Basic Helix-Loop-Helix ARNT-Like 1) et REV-ERB (Reverse ERB). Des variations diurnes du compte de LT CD4+ ont également été rapportées, ainsi que le rôle des lymphocytes Th17 dans des maladies auto-immunes telles que la colite, avec une implication majeure de RORγt et REV-ERB. Une étude de profil transcriptomique a démontré une expression préférentielle des gènes de l’horloge dans les lymphocytes Th17 comparativement aux Th1, ceux-ci étant associés à la permissivité au VIH. Ces données montrent le rôle important des composants de l’horloge circadienne dans la régulation de la réplication du VIH sous TAR et l’intérêt d’investiguer les mécanismes sous-jacents à des fins thérapeutiques. L’objectif général de ce projet était d’investiguer le rôle de l’horloge circadienne dans l’infection du VIH et d’identifier les mécanismes par lesquels ses composants régulent la réplication virale dans les LT CD4+. Premièrement, nous montrons que les isoformes de REV-ERB (REV-ERB alpha et REVERB beta) sont exprimées à des niveaux plus faibles dans les LT CD4+ mémoires des PVVIH traités par TAR (PVVIH+TAR) comparativement aux individus non infectés. L’utilisation de ligands synthétiques de REV-ERB (SR9009, SR9011, SR8278) a permis l’identification de plusieurs étapes d’action dans le cycle de réplication virale, allant de l’entrée, par la régulation du corécepteur CCR5, au relargage des virions. Ainsi, les ligands de REV-ERB se sont montrés efficaces pour diminuer l’entrée et le relargage des virions tout en augmentant l’intégration et la transcription/traduction, conduisant à une expression intracellulaire accrue de la protéine p24 du VIH dans les LT CD4+ infectés in vitro. Le séquençage des ARNm a révélé un ensemble de facteurs de restriction/dépendance du VIH-1 dont la transcription était significativement modifiée en présence des ligands de REV-ERB. Enfin, ces ligands ont montré une efficacité à diminuer la croissance virale après réactivation des réservoirs dans les LT CD4+ mémoires provenant des PVVIH+TAR. Ces résultats sont pertinents dans l’optique d’interventions thérapeutiques visant à éliminer les réservoirs du VIH. Dans un second projet nous avons investigué : i) la régulation directe et indirecte de la transcription du VIH-1 par AhR (Aryl Hydrocarbon Receptor), un facteur de transcription interagissant avec l’horloge circadienne; et ii) la modula?on dépendante de AhR du profil migratoire et de résidence tissulaire des LT CD4+ en collabora?on avec un autre facteur de transcription, HIC1 (Hypermethylated In Cancer 1). Les résultats obtenus montrent la capacité de AhR à se lier au promoteur du VIH. Nous montrons également que son antagoniste synthétique CH223191 agit au niveau post-intégra?on en augmentant l'expression de la protéine virale p24. Enfin, l’agoniste de AhR, FICZ, augmente l'expression des marqueurs de résidence tissulaire ITGB7 et CXCR6, tandis que CH223191 augmente l'expression des récepteurs de trafic CCR3, CCR6 et CXCR5. Finalement, nos résultats démontrent que les voies AhR et HIC1 sont régulées positivement chez les PVVIH+TAR, ce qui pourrait favoriser la latence virale dans les LT CD4+ constituant le réservoir du VIH-1, ainsi que leur résidence tissulaire. En conclusion, les travaux effectués durant ce doctorat ont permis d’une part d’identifier les mécanismes précis par lesquels les composants de l’horloge circadienne régulent la réplication du VIH-1 et d’autre part de montrer que AhR et HIC1 régulent la transcription du VIH-1 et le trafic des LT CD4+ porteurs du réservoir viral. Compte tenu de ces nouvelles évidences, REV-ERB et AhR devraient être envisagés comme de nouvelles cibles thérapeutiques dans les stratégies de guérison du VIH-1.