Contribution de la Glycoprotéine M dans la Sortie de HSV-1

Le Virus Herpès Simplex de type 1 (HSV-1) est un agent infectieux qui cause l’herpès chez une grande proportion de la population mondiale. L’herpès est généralement considéré comme une maladie bénigne dont la forme la plus commune est l'herpès labial (communément appelé « bouton de fièvre »), mais elle peut se révéler très sérieuse et causer la cécité et l’encéphalite, voir létale dans certain cas. Le virus persiste toute la vie dans le corps de son hôte. Jusqu'à présent, aucun traitement ne peut éliminer le virus et aucun vaccin n’a été prouvé efficace pour contrôler l’infection herpétique. HSV-1 est un virus avec un génome d’ADN bicaténaire contenu dans une capside icosaèdrale entourée d’une enveloppe lipidique. Treize glycoprotéines virales se trouvent dans cette enveloppe et sont connues ou supposées jouer des rôles distincts dans différentes étapes du cycle de réplication viral, incluant l'attachement, l'entrée, l’assemblage, et la propagation des virus. La glycoprotéine M (gM) qui figure parmi ces glycoprotéines d’enveloppe, est la seule glycoprotéine non essentielle mais est conservée dans toute la famille herpesviridae. Récemment, l’homologue de gM dans le Pseudorabies virus (PRV), un autre herpesvirus, a été impliqué dans la phase finale de l’assemblage (i.e. l’enveloppement cytoplasmique) au niveau du réseau trans-Golgi (TGN) en reconnaissant spécifiquement des protéines tégumentaires et d’autres glycoprotéines d’enveloppe ([1]). Toutefois, il a été proposé que cette hypothèse ne s’applique pas pour le HSV-1 ([2]). De plus, contrairement à la localisation au TGN dans les cellules transfectées, HSV-1 gM se localise dans la membrane nucléaire et sur les virions périnucléaires durant une infection. L’objectif du projet présenté ici était d’éclaircir la relation de la localisation et la fonction de HSV-1 gM dans le contexte d’une infection. Dans les résultats rapportés ici, nous décrivons tout abord un mécanisme spécifique de ciblage nucléaire de HSV-1 gM. En phase précoce d’une infection, gM est ciblée à la membrane nucléaire d'une manière virus ii dépendante. Cela se produit avant la réorganisation du TGN normalement induite par l’infection et avant que gM n’entre dans la voie de sécrétion. Ce ciblage nucléaire actif et spécifique de gM ne semble pas dépendre des plusieurs des partenaires d’interaction proposés dans la littérature. Ces données suggèrent que la forme nucléaire de gM pourrait avoir un nouveau rôle indépendant de l’enveloppement final dans le cytoplasme. Dans la deuxième partie du travail présenté ici, nous avons concentré nos efforts sur le rôle de gM dans l’assemblage du virus en phase tardive de l’infection et en identifiant un domaine critique de gM. Nos résultats mettent en valeur l’importance du domaine carboxyl-terminal cytoplasmique de gM dans le transport de gM du réticulum endoplasmique (RE) à l’appareil de Golgi, dans l’enveloppement cytoplasmique et la propagation intercellulaire du virus. Ainsi, l’export du RE de gM a été complètement compromis dans les cellules transfectées exprimant un mutant de gM dépourvu de sa région C-terminale. La délétion la queue cytoplasmique de gM cause une réduction légère du titre viral et de la taille des plaques. L'analyse de ces mutants par microscopie électronique a démontré une accumulation des nucléocapsides sans enveloppe dans le cytoplasme par rapport aux virus de type sauvage. Étrangement, ce phénotype était apparent dans les cellules BHK mais absent dans les cellules 143B, suggérant que la fonction de gM dépende du type cellulaire. Finalement, le criblage de partenaires d’interaction du domaine C-terminal de gM identifiés par le système de double-hybride nous a permis de proposer plusieurs candidats susceptibles de réguler la fonction de gM dans la morphogénèse et la propagation de virus.

Importance des protéines cellulaires incorporées dans les virions matures d’HSV-1

Pour compléter leur cycle de vie, les virus interagissent avec de nombreux facteurs de la cellule-hôte. Le virus Herpès simplex de type 1 (HSV-1) ne fait pas exception. Une récente étude protéomique du virus effectuée par notre laboratoire a permis d’identifier 49protéines cellulaires potentiellement incorporées dans les virions matures d’HSV-1 [1]. Étant donné que certaines de ces protéines peuvent jouer des rôles importants au cours du cycle de vie du virus, elles constituent des cibles de choix pour identifier et caractériser de nouvelles interactions hôte-pathogène dans le contexte d’HSV-1. D’ailleurs le laboratoire a été effectué un criblage aux petits ARN d’interférence qui a démontré qu'au moins 15 des protéines incorporées sont impliqués dans le cycle de réplication de HSV-1 en culture cellulaire (Annexe 1). Des nombreuses études rapportent l'incorporation des protéines de l'hôte dans les virions matures mais très peu abordent l'importance de la fraction des protéines cellulaires incorporée dans les virions pour le cycle virale. Pour vérifier ça, nous avons déplété ces protéines des virions matures extracellulaires en utilisant des petits ARN d’interférence. Par la suite, nous avons utilisé ces virus déplétés pour réinfecter des cellules déplétées ou normales. Cette méthode nous a permis d'identifier pour la première fois 8 protéines (DDX3X, HSPA8, KRT10, MIF, Rab5A, Rab6A, Rab10 et 14-3-3ζ) dont l'absence dans les virions réduit la production virale d'au moins 50%. Pour mieux comprendre à quelle étape du cycle viral ces protéines sont nécessaires, nous avons aussi quantifié les virus intracellulaires, produits des cellules déplétées individuellement des quinze protéines cellulaires. Ainsi, nous avons trouvé que dans nos conditions 7 de ces 8 protéines cellulaires (DDX3X, HSPA8, KRT10, MIF, Rab5A, Rab6A et Rab10) semblent impliquées dans la production des virus intracellulaires, ce qui nous a stimulés à débuter une série de tests plus approfondis de l’entrée d’HSV-1. Les résultats préliminaires, démontrent l’implication dans l’entrée d’HSV-1 d’au moins 3 à 4 de ces protéines (HSPA8, KRT10, Rab5A et Rab10).

An initial ATP-independent step in the unwinding of a herpes simplex virus type I origin of replication by a complex of the viral origin-binding protein and single-strand DNA-binding protein

Using a spectrophotometric assay that measures the hyperchromicity that accompanies the unwinding of a DNA duplex, we have identified an ATP-independent step in the unwinding of a herpes simplex virus type 1 (HSV-1) origin of replication, Oris, by a complex of the HSV-1 origin binding protein (UL9 protein) and the HSV-1 single-strand DNA binding protein (ICP8). The sequence unwound is the 18-bp A + T-rich segment that links the two high-affinity UL9 protein binding sites, boxes I and II of Oris. P1 nuclease sensitivity of Oris and single-strand DNA-dependent ATPase measurements of the UL9 protein indicate that, at 37°C, the A + T-rich segment is sufficiently single stranded to permit the binding of ICP8. Binding of the UL9 protein to boxes I and II then results in the formation of the UL9 protein–ICP8 complex, that can, in the absence of ATP, promote unwinding of the A + T-rich segment. On addition of ATP, the helicase activity of the UL9 protein–ICP8 complex can unwind boxes I and II, permitting access of the replication machinery to the Oris sequences.

Protocole d'isolation des virions périnucléaires et extracellulaires chez HSV-1 pour l'étude par une approche protéomique du mécanisme de transport intracellulaire emprunté par le virus

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Protocole d'isolation des virions périnucléaires et extracellulaires chez HSV-1 pour l'étude par une approche protéomique du mécanisme de transport intracellulaire emprunté par le virus

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Conditional reduction of human immunodeficiency virus type 1 replication by a gain-of-herpes simplex virus 1 thymidine kinase function.

The development of an effective vaccine for human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) would be a major advance toward controlling the AIDS pandemic. Several disparate strategies for a safe and effective HIV vaccine have been proposed. Recent data suggest that loss-of-function live-attenuated virus could be a safe lentivirus vaccine. Here, we propose a gain-of-function approach that can complement loss-of-function in enhancing the safety profile of a live-attenuated virus. We describe an example in which ganciclovir (GCV) was used to treat effectively nef(-)HIV-1 engineered to express herpes simplex virus (HSV-1) thymidine kinase (TK). This treatment was found to be highly efficient in controlling HIV-1 spread in tissue culture and in a small animal (hu-PBL-SCID) model. We demonstrate that one distinct advantage of GCV-HSV-TK treatment is the elimination of integrated proviruses, a goal not easily achieved with other antiretrovirals.

Association of bovine papillomavirus type 1 with microtubules

Transport of BPV-1 virus from the cell membrane to the nucleus was studied in vitro in CV-1 cells. At reduced temperature (4 degreesC). BPV-I binding to CV-1 cells was unaffected but there was no transport of virions across the cytosol. Electron microscopy showed BPV-I virions in association with microtubules in the cytoplasm, a finding confirmed by co-immunoprecipitation of L1 protein and tubulin. Internalization of virus was unimpaired in cells treated with the microtubule-depolymerizing drug nocodazole but virions were retained in cytoplasmic vesicles and not transported to the nucleus. We conclude that a microtubule transport mechanism in CV-1 cells moves intact BPV-1 virions from the cell surface to the nuclear membrane. (C) 2001 Academic Press.

Herpes simplex virus type 2 infection in pregnancy: asymptomatic viral excretion at delivery and seroepidemiologic survey of two socioeconomically distinct populations in São Paulo, Brazil

The objective of the present study was to estimate the prevalence of herpes simplex virus type 2 (HSV 2) antibodies in child bearing women of 2 Brazilian populations with different socioeconomic status and to determine the risk of neonatal HSV exposure by means of maternal cultures at the onset of labor. The study was conducted at 2 hospitals: A, serving very low income patients and B, serving middle socioeconomic class. 173 participants from group A and 127 from B answered a questionnaire which showed that the patients had similar ages (27.7 and 26.8 years, respectively) but differed with regard to socioeconomic status, age at first intercourse (18.6 vs 20.6 years), number of sex partners (1.5 vs 1.2) and previous sexually transmitted diseases (15% vs. 1.5%). History of genital herpes was given by 11% of group A participants and by a similar number, 7%, of patients from group B. In addition, 200 serum samples from population A and 455 from B were tested by ELISA for and HSV antibodies and 92% and 86%, respectively, were found to be positive. Sixty seropositive samples from group A and 90 from B were further analyzed by Western blot, which showed the presence of type 2 specific antibodies in 46% and 36%, respectively, suggesting an overall HSV 2 prevalence of 42% in group A and 31% in B. Cervical specimens were obtained for culture from 299 asymptomatic patients of population A and 313 of B. HSV was isolated from one specimen in each group, indicating a 0.3% incidence of asymptomatic viral excretion in both populations. In conclusion, the prevalence of type 2 antibodies in childbearing women was very high, but it did not differ with the socioeconomic status. The risk of HSV perinatal transmission was also similar in the 2 study populations and it was comparable with the data from developed countries. Our findings do not indicate the need of special screening programs for asymptomatic HSV excretion in Brazilian pregnant women.

PREVALENCE OF HERPES SIMPLEX VIRUS TYPE 2 AND RISK FACTORS ASSOCIATED WITH THIS INFECTION IN WOMEN IN SOUTHERN BRAZIL

SUMMARY The herpes simplex virus type 2 (HVS-2) is the most prevalent infection worldwide. It is a cofactor in the acquisition of human immunodeficiency virus (HIV) and the persistence of human papillomavirus (HPV). This study evaluated the prevalence of HSV-2, using the polymerase chain reaction (PCR), and associated factors in patients treated at the Federal University of Rio Grande (FURG) and Basic Health Units (BHU) in Rio Grande, Brazil. The observed prevalence of HSV-2 was 15.6%. Among the 302 women studied, 158 had received assistance in BHU and 144 were treated at FURG. The prevalence of HSV-2 in these groups was 10.8% and 20.8%, respectively, RR 1.9 and p = 0.012. Knowledge about the Pap smear, and the presence of lesions showed no association with HSV-2 infection. Multivariate analysis showed that the variable that most influenced the risk of HSV-2 infection was the presence of HIV infection, with a relative risk of 1.9 and p = 0.04. Discussion: Genital ulcers are an important entry point for HIV, and condom use is an important strategy to reduce transmission of HIV and HSV-2.

Sexual transmission of human T-cell lymphotropic virus type 1

Human T-cell lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) is endemic in many parts of the world and is primarily transmitted through sexual intercourse or from mother to child. Sexual transmission occurs more efficiently from men to women than women to men and might be enhanced by sexually transmitted diseases that cause ulcers and result in mucosal ruptures, such as syphilis, herpes simplex type 2 (HSV-2), and chancroid. Other sexually transmitted diseases might result in the recruitment of inflammatory cells and could increase the risk of HTLV-1 acquisition and transmission. Additionally, factors that are associated with higher transmission risks include the presence of antibodies against the viral oncoprotein Tax (anti-Tax), a higher proviral load in peripheral blood lymphocytes, and increased cervicovaginal or seminal secretions. Seminal fluid has been reported to increase HTLV replication and transmission, whereas male circumcision and neutralizing antibodies might have a protective effect. Recently, free virions were discovered in plasma, which reveals a possible new mode of HTLV replication. It is unclear how this discovery might affect the routes of HTLV transmission, particularly sexual transmission, because HTLV transmission rates are significantly higher from men to women than women to men.

In vitro antiviral activity of antimicrobial peptides against herpes simplex virus 1, adenovirus, and rotavirus

Peptides with broad-spectrum antimicrobial activity, known as antimicrobial peptides, have been isolated from distinct organisms. This paper describes the in vitro evaluation of the cytotoxicity and antiviral activity of nine peptides with different structures and origins against herpes simplex virus type 1, human adenovirus respiratory strain, and rotavirus SA11. Most of the evaluated peptides presented antiviral activity but they were only active near cytotoxic concentrations. Nevertheless, these results seem promising, and further modifications on the peptide's structures may improve their selectivity and reduce their cytotoxicity.

Acute retinal necrosis in primary herpes simplex virus type I infection.

Here we report the case of an immunocompetent 8-year-old child who developed acute retinal necrosis concomitant with a primary herpes simplex virus type I infection. Ocular inflammation changed along with the development of a specific antibody titer in the serum. This evidence suggests that the immune response of the host can significantly modulate the clinical aspect of the ocular infection.

Genes outside The Hla Region affecting Susceptibility to Type 1 Diabetes - The Role of Iddm2 and Iddm9 in the Finnish Population

Tyypin 1 diabeteksen perinnöllinen alttius Suomessa - HLA-alueen ulkopuolisten alttiuslokusten IDDM2 ja IDDM9 rooli taudin periytymisessä HLA-alue, joka sijaitsee kromosomissa 6p21.3, vastaa noin puolesta perinnöllisestä alttiudesta sairastua tyypin 1 diabetekseen. Myös HLA-alueen ulkopuolisten lokusten on todettu liittyvän sairausalttiuteen. Näistä kolmen lokuksen on varmistettu olevan todellisia alttiuslokuksia ja lisäksi useiden muiden, vielä varmistamattomien lokusten, on todettu liittyvän sairausalttiuteen. Tässä tutkimuksessa 12:n HLA-alueen ulkopuolisen alttiuslokuksen kytkentä tyypin 1 diabetekseen tutkittiin käyttäen 107:aa suomalaista multiplex-perhettä. Jatkotutkimuksessa analysoitiin IDDM9-alueen kytkentä ja assosiaatio sairauteen laajennetuissa perhemateriaaleissa sekä IDDM2-alueen mahdollinen interaktio HLA-alueen kanssa sairauden muodostumisessa. Lisäksi suoritettiin IDDM2-alueen suojaavien haplotyyppien alatyypitys tarkoituksena tutkia eri haplotyyppien käyttökelpoisuutta sairastumisriskin tarkempaa ennustamista varten. Ensimmäisessä kytkentätutkimuksessa ei löytynyt koko genomin tasolla merkitsevää tai viitteellistä kytkentää tutkituista HLA-alueen ulkopuolisista lokuksista. Voimakkain havaittu nimellisen merkitsevyyden tavoittava kytkentä nähtiin IDDM9-alueen markkerilla D3S3576 (MLS=1.05). Tutkimuksessa ei kyetty varmistamaan tai sulkemaan pois aiempia kytkentähavaintoja tutkituilla lokuksilla, mutta IDDM9-alueen jatkotutkimuksessa havaittu voimakas kytkentä (MLS=3.4) ja merkitsevä assosiaatio (TDT p=0.0002) viittaa vahvasti siihen, että 3q21-alueella sijaitsee todellinen tyypin 1 diabeteksen alttiusgeeni, jolloin alueen kattava assosiaatiotutkimus olisi perusteltu jatkotoimenpide. Sairauteen altistava IDDM2-alueen MspI-2221 genotyyppi CC oli nimellisesti yleisempi matalan tai kohtalaisen HLA-sairastumisriskin diabeetikoilla, verrattuna korkean HLA-riskin potilaisiin (p=0.05). Myös genotyyppijakauman vertailu osoitti merkitsevää eroa ryhmien välillä (p=0.01). VNTR-haplotyyppitutkimus osoitti, että IIIA/IIIA-homotsygootin sairaudelta suojaava vaikutus on merkitsevästi voimakkaampi kuin muiden luokka III:n genotyypeillä. Nämä tulokset viittaavat IDDM2-HLA -vuorovaikutukseen sekä siihen että IDDM2-alueen haplotyyppien välillä esiintyy etiologista heterogeniaa. Tämän johdosta IDDM2-alueen haplotyyppien tarkempi määrittäminen voisi tehostaa tyypin 1 diabeteksen riskiarviointia.

Enhanced anti-tumor effect of a gene gun-delivered DNA vaccine encoding the human papillomavirus type 16 oncoproteins genetically fused to the herpes simplex virus glycoprotein D

Anti-cancer DNA vaccines have attracted growing interest as a simple and non-invasive method for both the treatment and prevention of tumors induced by human papillomaviruses. Nonetheless, the low immunogenicity of parenterally administered vaccines, particularly regarding the activation of cytotoxic CD8+ T cell responses, suggests that further improvements in both vaccine composition and administration routes are still required. In the present study, we report the immune responses and anti-tumor effects of a DNA vaccine (pgD-E7E6E5) expressing three proteins (E7, E6, and E5) of the human papillomavirus type 16 genetically fused to the glycoprotein D of the human herpes simplex virus type 1, which was administered to mice by the intradermal (id) route using a gene gun. A single id dose of pgD-E7E6E5 (2 µg/dose) induced a strong activation of E7-specific interferon-γ (INF-γ)-producing CD8+ T cells and full prophylactic anti-tumor effects in the vaccinated mice. Three vaccine doses inhibited tumor growth in 70% of the mice with established tumors. In addition, a single vaccine dose consisting of the co-administration of pgD-E7E6E5 and the vector encoding interleukin-12 or granulocyte-macrophage colony-stimulating factor further enhanced the therapeutic anti-tumor effects and conferred protection to 60 and 50% of the vaccinated mice, respectively. In conclusion, id administration of pgD-E7E6E5 significantly enhanced the immunogenicity and anti-tumor effects of the DNA vaccine, representing a promising administration route for future clinical trials.

The role of the TGN in the transport of herpes simplex virus type I capsids

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.