Projets et candidats lauréats

L’intégration et la transcription constituent deux étapes essentielles de la réplication du VIH-1. Ces deux étapes participent à l’orientation de l’infection virale vers une réplication active productive de virions, ou vers une phase de latence, associée à l’intégration de copies virales silencieuses dans le génome cellulaire. Certaines d’entre elles peuvent être réactivées lors de l’interruption des traitements antiviraux et conduire à une nouvelle phase de réplication virale chez les patients. La détermination des paramètres et mécanismes de la latence du VIH constitue donc un enjeu majeur dans l’élaboration de nouvelles stratégies antivirales.

            Ce projet cible deux paramètres cellulaires encore peu étudiés régulant ces deux étapes de la réplication virale : l’organisation tridimensionnelle de la chromatine et les ADN Topoisomérases TOP1 et TOP2.

            Le premier paramètre sera étudié par des approches dérivées du « Chromosome Conformation Capture » (3C), qui permettent de cartographier les contacts entre fragments d’ADN dans un noyau. Dans notre étude, nous utiliserons les approches de « Circular Chromosome Conformation Capture » (4C) et de Multi-Contact 4C (MC-4C), pour caractériser les contacts entre les génomes viraux et cellulaires, au cours de différentes phases de la latence virale. Les approches seront tout d’abord mises au point dans des cellules J-Lat qui constituent un modèle cellulaire simple mimant la latence virale. Elles seront ensuite appliquées à des cellules primaires TCD4+ infectées par un vecteur VIH permettant d’obtenir des populations cellulaires reproduisant différents états d’infection, productive ou latente. Les cellules infectées de manière latente peuvent également être triées pour leur capacité ou incapacité à être réactivées. Dans ces différentes populations cellulaires, les fragments du génome cellulaire contactés par le génome viral seront étudiés pour la présence de marqueurs génétiques ou épigénétiques et pour l’activité transcriptionnelle de gènes présents sur ces fragments. Cette étude permettra de déterminer s’il existe une signature commune de l’environnement tridimensionnel du génome viral, dans les états réprimés et activés de son expression. Cet environnement pourrait alors constituer un nouveau marqueur d’acquisition ou de sortie de la latence virale.

            Les ADN Topoisomérases TOP1 et TOP2 régulent l’intégration et la transcription du VIH ainsi que l’organisation tridimensionnelle de la chromatine. Notre objectif est de déterminer si ces régulations sont couplées entre elles et contribuent à un nouveau mode de régulation de la latence virale. Par silencing de l’expression de ces enzymes, nous déterminerons leur contribution dans les différentes phases de la latence virale obtenues après infection de cellules primaires T CD4+. Les approches de HiC, 4C et MC-4C nous permettront ensuite de déterminer les conséquences de ce silencing sur l’organisation tridimensionnelle de la chromatine dans ces cellules et sur les contacts entre les génomes viraux et cellulaire. Une analyse de la présence des enzymes TOP1 et TOP2b ainsi que de marqueurs génétiques, épigénétiques et transcriptomiques sur les fragments contactés par le génome viral nous permettra de déterminer si la régulation de l’expression virale par ces enzymes est restreinte au provirus intégré ou si elle s’étend à son environnement tridimensionnel chromatinien.

            Les ADN Topoisomérases et la structure de la chromatine sont impliquées dans de nombreux processus nucléaires. Notre étude a pour but de caractériser leurs rôles communs ou séparés dans la réplication virale, et plus spécifiquement au cours des étapes de latence. Nous espérons que cette étude mettra en évidence des mécanismes nouveaux pouvant servir de cibles dans des stratégies antivirales.

Le projet MYCOCIDALTOX vise à développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour lutter contre la tuberculose (TB). Nous avons récemment identifié et caractérisé deux toxines associées à des systèmes toxine-antitoxine (TA) de Mycobacterium tuberculosis qui sont bactéricides en l’absence de leur antitoxine. Nous utiliserons un criblage ciblé de chimiothèques sur cellules entières pour identifier les composés capables de déstabiliser l’interaction toxine/antitoxine ou de stimuler la dégradation des antitoxines, déclenchant ainsi une létalité dépendante de la toxine. Les résultats obtenus seront validés in vitro et dans des cellules infectées, seuls ou en combinaison avec des antituberculeux standards.

Ce contrat d’initiation nous permettra d’établir la preuve de principe qu’utiliser des composés ciblant les systèmes TA bactéricides constitue une approche prometteuse pour le développement de nouveaux antituberculeux ; il constituera la base d’un futur projet plus ambitieux qui inclura des criblages plus volumineux, l’amélioration des composés par la chimie médicinale, des études de mode d’action et des validations précliniques dans des modèles animaux. Le ciblage des systèmes TA bactéricides pourrait aider à identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques à utiliser en complément des antibiotiques standard pour améliorer le traitement de la tuberculose, en particulier dans le contexte du nombre croissant de souches de M. tuberculosis résistantes aux antibiotiques.