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L’hépatite D est la forme la plus sévère d’hépatite virale chronique, entraînant un risque accru de développer une cirrhose et un carcinome hépatocellulaire chez les patients atteints d’hépatite B chronique. Le virus de l’hépatite D (HDV) est le plus petit virus capable d’infecter les mammifères. L’infection par le HDV est mal contrôlée par les thérapies Interféron (IFN) et à ce jour, aucun traitement ne permet une guérison efficace de l’hépatite D. Dans ce contexte, la caractérisation de nouvelles cibles pour l’élimination du virus est nécessaire. Grâce à une approche de double criblage, nous avons récemment découvert de nouveaux facteurs hôtes et des cibles antivirales contre l’infection par le VHD. Parmi eux, GPER1, codant pour le récepteur 1 des œstrogènes couplé aux protéines G, un inhibiteur potentiel de la signalisation IFN a été récemment identifié. L’objectif de ce projet est la caractérisation de GPER1 en tant que facteur hôte du HDV et l’évaluation de son potentiel pour améliorer les thérapies actuelles basées sur l’IFN à l’aide de modèles d’infection in vitro. Concrètement, les objectifs de ce projet sont :

(1) La caractérisation de l’expression et de l’activité de GPER1 dans des modèles cellulaires incluant des hépatocytes humains primaires

(2) La validation de GPER1 en tant que facteur d’hôte du HDV

(3) La caractérisation de l’impact de l’activité de GPER dans la réponse au traitement IFN dans des cellules co-infectées par le virus de l’hépatite B et le HDV.  

SAMHD1 est une triphosphohydrolase cellulaire (dNTPase) qui inhibe la réplication du VIH-1 dans les cellules immunitaires non cyclantes. Selon le modèle actuel, la fonction antivirale de SAMHD1 est basée sur sa capacité à hydrolyser les dNTP, ce qui entraîne une diminution de leur concentration en dessous du niveau requis pour une transcription inverse efficace.

SAMHD1 est une protéine ubiquitaire et stable. Pourtant, son activité anti-VIH-1 n’est observée que dans les cellules non cyclantes, suggérant l’implication de mécanismes de régulation post-traductionnels. Il est bien établi que dans les cellules qui se divisent et permissives au VIH-1, le résidu T592 de SAMHD1 est phosphorylé par les complexes cycline-CDK. En revanche, ce résidu est déphosphorylé dans des cellules non cyclantes réfractaires à l’infection. De plus, un mutant phosphomimétique de SAMHD1 est incapable d’inhiber le VIH-1. Sur la base de ces observations il a été proposé que la phosphorylation de T592 inactive la restriction médiée par SAMHD1. De manière surprenante, un nombre croissant de preuves indique que cette modification n’influence pas l’activité dNTPase. Ainsi, outre l’épuisement du dNTP, le mécanisme de restriction de SAMHD1 semble nécessiter d’autres fonctions régulées par la phosphorylation de T592 et / ou d’autres modifications post-traductionnelles.

Des travaux récents de notre équipe ont confirmé que le contrôle de l’activité antivirale SAMHD1 implique également la SUMOylation du résidu K595. Comme le mutant phosphomimétique, les variants de SAMHD1 qui ne peuvent pas être SUMOylés sur K595 ont une activité antivirale défectueuse, mais une fonction dNTPase intacte (manuscrit en révision à Nature Communications).

Afin de définir quels sont les mécanismes moléculaires de la restriction de SAMHD1 indépendants de son activité dNTPase, et régulés par la phosphorylation de la T592 et/ou la SUMOylation de la K595 nous développerons les axes de recherche suivantes :

1- Caractériser les conséquences de la phosphorylation de T592 et/ou de la SUMOylation de K595 sur la dynamique de la réplication virale

2- Définir le rôle de l’interaction entre SAMHD1 et les acides nucléiques dans la restriction du VIH-1 et étudier si et comment les MPTs influencent cette association ;

3- Etudier l’implication cofacteurs viraux et/ou cellulaires dans le mécanisme de restriction de SAMHD1.

Ces connaissances seront nécessaires pour pouvoir envisager des stratégies visant à manipuler spécifiquement l’activité antivirale de SAMHD1 sans modifier ses autres fonctions cellulaires.

L’hépatite E touchant l’homme est une hépatite virale causée par le virus de l’hépatite E (HEV). Le virus infecte chaque année près de 20 millions de personnes, conduisant à environ 3,3 millions de cas symptomatiques et 44000 à 70000 morts. Bien qu’impactant substantiellement les systèmes de santé, y compris dans les pays développés, de nombreuses questions restent sans réponse quant au fonctionnement de ce virus, notamment au niveau structural. Comme la plupart des virus à ARN positif, le HEV code une polyprotéine, appelée ORF1, indispensable à la réplication virale. L’ORF1 est notamment responsable de la synthèse des nouveaux génomes, lesquels seront ensuite encapsidés avant propagation à d’autres cellules. Jusqu’à très récemment, aucune structure tridimensionnelle n’avait été résolue pour cette protéine. Plus généralement, la délimitation et les fonctions des domaines qui constituent l’ORF1 de HEV sont encore sujettes à caution. L’absence de données structurales découle de la grande difficulté à produire les polyprotéines virales, en particulier présentant les critères requis pour des projets de biologie structurale (solubilité, pureté, quantité et activité). Cependant, un verrou technique a été levé ces dernières années, grâce à l’utilisation d’un système d’expression par traduction in vitro à partir d’extrait de germes de blé, qui permet, pour des protéines réputées très difficiles à exprimer, la production de plusieurs milligrammes de protéines pures, solubles, repliées et fonctionnelles. Nous avons mis en place au laboratoire cette technique de traduction in vitro et nous l’appliquons à plusieurs projets, en particulier pour la production de polyprotéines de réplication homologues à l’ORF1 du HEV y compris celles de virus humains. Le présent projet vise à déterminer la possibilité de produire l’ORF1 du HEV avec ce système de traduction in vitro, en se focalisant sur  les génotypes 1 et 3 (respectivement souches Sar55 et Kernow C1-p6). Au terme du contrat d’initiation, nous pensons être à même de débuter l’étude structurale de cette polyprotéine par cristallographie des rayons X et cryo-microscopie électronique. En parallèle, nous pourrons également réaliser des études fonctionnelles pour mieux comprendre la ou les fonctions de la polyprotéine mais également de chacun des domaines qui la composent.