Action combinée de la différenciation cellulaire et de l’hypoxie longue sur la réplication, la morphogenèse et l’infectiosité du VHC : un outil pour mieux comprendre le cycle infectieux du VHC et apprécier l’efficacité d’une réponse vaccinale.
Il existe une très grande différence de lipidation entre les lipoviroparticules (LVPs) du virus de l’hépatite C (VHC) produites au cours de l’infection naturelle et celles produites in vitro par les cellules Huh7 (et les clones dérivés – modèle VHCcc) qui présentent un métabolisme lipidique déficient. Ces modèles permettent ainsi difficilement la juste compréhension des liens étroits qui unissent lipides cellulaires et virus permettant de produire ces LVPs très étroitement associées à la voie de sécrétion des lipoprotéines chargées de lipides neutres et à des apolipoprotéines (apo). Les apo, notamment l’apoE, jouent un rôle central dans différentes étapes du cycle viral. Or, la physiologie hépatique est caractérisée par des hépatocytes différenciés, évoluant sous une faible tension en oxygène (hypoxie), loin des cellules Huh7 dé-différenciées, cultivées en condition atmosphérique d’oxygénation (normoxie), qui servent à la production in vitro du VHCcc. Ainsi, nos objectifs sont : 1) d’établir et de caractériser un modèle de culture de cellules Huh7.5 différenciées, cultivées en hypoxie physiologique ; 2) d’évaluer l’impact de cette culture originale sur les caractéristiques infectieuses et ultrastructurales des LVPs produites et 3) d’explorer les mécanismes moléculaires hypoxie et/ou différenciation-dépendant qui sous-tendent la morphogenèse et l’infection virale en lien avec le métabolisme lipidique.
Nos résultats préliminaires montrent que des cellules Huh7.5 exposées au DMSO et plongées dans une hypoxie prolongée (Huh7.5Hypo–Diff) rétablissent divers marqueurs de la différenciation hépatocytaire mais aussi stabilisent fonctionnellement des facteurs de transcription centraux du métabolisme de l’hypoxie (HIF-1 et HIF-2). Ces cellules stockent en outre de plus nombreuses et de plus grosses gouttelettes chargées de lipides neutres que les cellules contrôles (Huh7.5Std), les cellules différenciées en normoxie (Huh7.5Diff) ou les cellules dé-différenciées en hypoxie (Huh7.5Hypo). Les lipoprotéines produites par Huh7.5Hypo–Diff sont deux fois plus grosses que celles des autres conditions (immunocapture et microscopie électronique – IC-MET) suggérant une meilleure production extracellulaire de lipoprotéines, potentiellement mieux couvertes d’apoE. Les cellules Huh7.5Hypo–Diff sont permissives à l’infection par le clone JFH1 du VHC et favorisent fortement la production extracellulaire des particules virales. Enfin, les LVPs produites par les Huh7.5Hypo–Diff présentent une taille et une structure similaires à celles isolées d’un sérum de patient infecté.
Nous avons ainsi établi un modèle de culture original où l’hypoxie prolongée couplée à la différenciation cellulaire optimise le métabolisme lipidique des cellules Huh7.5 et améliore la production de particules virales présentant une ultrastructure physiologiquement relevante.
Nous souhaitons à présent caractériser plus finement le métabolisme des lipides de ce modèle original et comprendre les mécanismes qui sous-tendent la morphogenèse virale. Ainsi, nous analyserons les synthèse et production des autres apo importantes pour les LVPs, nous évaluerons le rôle des HIFs dans le phénotype cellulaire et viral par l’emploi de cellules exprimant constitutivement HIF-1 ou HIF-2 ou de drogues stabilisant l’un ou l’autre des HIFs, nous déterminerons le pouvoir infectieux des particules produites en relation avec la densité des virions présents, nous affinerons notre connaissance du rôle de l’apoE (emploi de cellules dont l’expression d’apoE est modulée) dans la morphogenèse et l’infectiosité du VHC et enfin, avec ce modèle Huh7.5Hypo–Diff nous déterminerons le pouvoir de neutralisation de l’infection par des Ac produits par le laboratoire à partir de particules vaccinales portant ou non de l’apoE à leur surface.
Au final, notre projet vise à proposer un modèle original de production de particules virales du VHC de caractéristiques biochimiques et morphologiques proches de particules natives. Il permettra alors de mieux comprendre le lien existant entre métabolisme lipidique et cycle viral et de fournir un outil d’étude in vitro du pouvoir neutralisant d’Ac à visée vaccinale.
Applicant
CHOUTEAU Philippe
Funding type
Projet de recherche
ROINGEARD Philippe | Inserm U966 Morphogenèse et Antigénicité du VIH et des virus des hépatites ROINGEARD Philippe
Inserm U966
Morphogenèse et Antigénicité du VIH et des virus des hépatites
Faculté de médecine /Université François Rabelais
Bâtiment Dutrochet
10 boulevard Tonnellé
37032
Tours