Multiple molecular alterations in phosphodegrons 1-3 within AAV2 capsid demonstrates higher hepatic gene transfer efficiency

The success of AAV2 mediated hepatic gene transfer in human trials for diseases such as hemophilia has been hampered by a combination of low transduction efficiency and a robust immune response directed against these vectors. We have previously shown that AAV2 is targeted for destruction in the cytoplasm by the host-cellular kinase/ubiquitination/proteasomal degradation machinery and modification of the serine(S)/threonine(T) kinase and lysine(K) targets on AAV capsid is beneficial. Thus targeted single mutations of S/T>A(S489A, S498A, T251A) and K>R (K532R) improved the efficiency of gene transfer in vivo as compared to wild type (WT)-AAV2 vectors (∼6-14 fold). In the present study, we evaluated if combined alteration of the phosphodegrons (PD), which are the phosphorylation sites recognized as degradation signals by ubiquitin ligases, improves further the gene transfer efficiency. Thus, we generated four multiple mutant vectors (PD: 1+3, S489A+K532R, PD: 1+3, S489A+K532R together with T251 residue which did not lie in any of the phosphodegrons but had shown increased transduction efficiency compared to the WT-AAV2 vector (∼6 fold) and was also conserved in 9 out of 10 AAV serotypes (AAV 1 to 10), PD: 1+3, S489A+K532R+S498A and a fourth combination of PD: 3, K532R+T251. We then evaluated them in vitro and in vivo and compared their gene transfer efficiency with either the WT-AAV2 or the best single mutant S489A-AAV2 vector. The novel multiple mutations on the AAV2 capsid did not affect the overall vector packaging efficiency. All the multiple AAV2 mutants showed superior transduction efficiency in HeLa cells in vitro when compared to either the WT (62-72% Vs 21%) or the single mutant S489A (62-72% Vs 50%) AAV2 vectors as demonstrated by FACS analysis (Fig. 1A). On hepatic gene transfer with 5x10^10 vgs per animal in C57BL/6 mice, all the multiple mutants showed increased transgene expression compared to either the WT-AAV2 (∼15-23 fold) or the S489A single mutant vector (∼2-3 fold) (Fig.1B and C). These novel multiple mutant AAV2 vectors also showed higher vector copy number in murine hepatocytes 4 weeks post transduction, as compared to the WT-AAV2 (∼5-6 Vs 1.4 vector copies/diploid genome) and further higher when compared to the single mutant S489A(∼5-6 fold Vs 3.8 fold) (Fig.1D). Further ongoing studies will demonstrate the therapeutic benefit of one or more of the multiple mutants vectors in preclinical models of hemophilia.

A novel adeno-associated virus serotype (AAV)-8 capsid mutant improves human coagulation factor IX expression in vivo

Recombinant AAV-8 vectors have shown significant promise for hepatic gene therapy of hemophilia B. However, the theme of AAV vector dose dependent immunotoxicity seen with AAV2 vectors earlier seem to re-emerge with AAV8 vectors as well. It is therefore important to develop novel AAV8 vectors that provide enhanced gene expression at significantly less vector doses. We hypothesized that AAV8 during its intracellular trafficking, are targeted for destruction in the cytoplasm by the host-cellular kinase/ubiquitination/proteasomal degradation machinery and modification of specific serine/threonine kinase or ubiquitination targets on AAV8 capsid (Fig.1A) may improve its transduction efficiency. To test this, point mutations at specific serine (S)/threonine (T) > alanine (A) or lysine (K)>arginine (R) residues were generated on AAV8 capsid. scAAV8-EGFP vectors containing the wild-type (WT) and each one of the 5 S/T/K-mutant(S276A, S501A, S671A, T251A and K137R) capsids were evaluated for their liver transduction efficiency at a dose of 5 X 1010 vgs/ animal in C57BL/6 mice in vivo. The best performing mutant was found to be the K137R vector in terms of either the gene expression (46-fold) or the vector copy numbers in the hepatocytes (22-fold) compared to WT-AAV8 (Fig.1B). The K137R-AAV8 vector that showed significantly decreased ubiquitination of the viral capsid had reduced activation of markers of innate immune response [IL-6, IL-12, tumor necrosis factor α, Kupffer cells and TLR-9]. In addition, animals injected with the K137R mutant also demonstrated decreased (2-fold) levels of cross-neutralizing antibodies when compared to animals that received the WT-AAV8 vector. To study further the utility of the novel AAV8-K137R mutant in a therapeutic setting, we delivered human coagulation factor IX (h.FIX) under the control of liver specific promoters (LP1 or hAAT) at two different doses (2.5x10^10 and 1x10^11 vgs per mouse) in 8-12 weeks old male C57BL/6 mice. As can be seen in Fig.1C/D, the circulating levels of h.FIX were higher in all the K137R-AAV8 treated groups as compared to the WT-AAV8 treated groups either at 2 weeks (62% vs 37% for hAAT constructs and 47% vs 21% for LP1 constructs) or 4 weeks (78% vs 56% for hAAT constructs and 64% vs 30% for LP1 constructs) post hepatic gene transfer. These studies demonstrate the feasibility of the use of this novel vector for potential gene therapy of hemophilia B.

New Oncogenic Drivers in Hepatocellular Carcinoma: Role of the RNA Binding Protein Hu antigen R

156 p. : graf.

RNF220, an E3 ubiquitin ligase that targets Sin3B for ubiquitination

Modification of proteins by ubiquitination plays important roles in various cellular processes. During this process, the target specificity is determined by ubiquitin ligases. Here we identify RNF220 (RING finger protein 220) as a novel ubiquitin ligase for Sin3B. As a conserved RING protein, RNF220 can bind E2 and mediate auto-ubiquitination of itself. Through a yeast two-hybrid screen, we isolated Sin3B as one of its targets, which is a scaffold protein of the Sin3/HDAC (histone deacetylase) corepressor complex. RNF220 specifically interacts with Sin3B both in vitro and in vivo. Sin3B can be regulated by the ubiquitin-proteasome system. Co-expression of RNF220 promotes the ubiquitination and proteasomal degradation of Sin3B. Taken together, these results reveal a new mechanism for regulating the Sin3/HDAC complex. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Compromised Spindle Assembly Checkpoint due to Altered Expression of Ubch10 and Cdc20 in Human Papillomavirus Type 16 E6 and E7-Expressing Keratinocytes

Cells expressing human papillomavirus type 16 (HPV-16) E6 and E7 proteins exhibit deregulation of G(2)/M genes, allowing bypass of DNA damage arrest signals. Normally, cells with DNA damage that override the G(2) damage checkpoint would precociously enter mitosis and ultimately face mitotic catastrophe and apoptotic cell death. However, E6/E7-expressing cells (E6/E7 cells) have the ability to enter and exit mitosis in the presence of DNA damage and continue with the next round of the cell cycle. Little is known about the mechanism that allows these cells to gain entry into and exit from mitosis. Here, we show that in the presence of DNA damage, E6/E7 cells have elevated levels of cyclin B, which would allow entry into mitosis. Also, as required for exit from mitosis, cyclin B is degraded in these cells, permitting initiation of the next round of DNA synthesis and cell cycle progression. Proteasomal degradation of cyclin B by anaphase-promoting complex/cyclosome (APC/C) is, in part, due to elevated levels of the E2-conjugating enzyme, Ubch10, and the substrate recognition protein, Cdc20, of APC/C. Also, in E6/E7 cells with DNA damage, while Cdc20 is complexed with BubR1, indicating an active checkpoint, it is also present in complexes free of BubR1, presumably allowing APC/C activity and slippage through the checkpoint.

Evidence for the direct binding of phosphorylated p53 to sites of DNA breaks in vivo

Despite a clear link between ataxia-telangiectasia mutated (ATM)-dependent phosphorylation of p53 and cell cycle checkpoint control, the intracellular biology and subcellular localization of p53 phosphoforms during the initial sensing of DNA damage is poorly understood. Using GO-G, confluent primary human diploid fibroblast cultures, we show that endogenous p53, phosphorylated at Ser(15) (p53(Ser15)), accumulates as discrete, dose-dependent and chromatin-bound foci within 30 minutes following induction of DNA breaks or DNA base damage. This biologicafly distinct subpool of p53(Ser15) is ATM dependent and resistant to 26S-proteasomal degradation. p53(Ser15) colocalizes and coimmunoprecipitates with gamma-H2AX with kinetics similar to that of biochemical DNA double-strand break (DNA-dsb) rejoining. Subnuclear micro-beam irradiation studies confirm p53 S,,15 is recruited to sites of DNA damage containing gamma-H2AX, ATM(Ser1981), and DNA-PKcs(Thr2609) in vivo. Furthermore, studies using isogenic human and murine cells, which express Ser(15) or Ser(18) phosphomutant proteins, respectively, show defective nuclear foci formation, decreased induction of p21(WAF) decreased gamma-H2AX association, and altered DNA-dsb kinetics following DNA damage. Our results suggest a unique biology for this p53 phosphoform in the initial steps of DNA damage signaling and implicates ATM-p53 chromatin-based interactions as mediators of cell cycle checkpoint control and DNA repair to prevent carcinogenesis. (Cancer Res 2005; 65(23): 10810-21).

Expression of the NF-κB inhibitor A20 is altered in the Cystic Fibrosis epithelium

Research Question: A20 is an LPS-inducible, cytoplasmic zinc finger protein, that inhibits TLR-activated NF-?B signalling by deubiquitinating TRAF6. A20 action is facilitated by complex formation with RNF11, Itch and TAX1BP1. This study investigates if the expression of A20 is altered in the chronically inflamed Cystic Fibrosis (CF) airway epithelium.

Methods: Nasal epithelial cells from CF patients (F508del homozygous), non-CF controls and immortalised epithelial cells (16HBE14o- and CFBE41o-) were stimulated with LPS. Cytoplasmic expression of A20 and expression of NF-?B subunits was analysed. Formation of the A20 ubiquitin editing complex was also investigated.

Results: In CFBE41o-, peak LPS-induced A20 expression was delayed compared with 16HBE14o- and fell significantly below basal levels 12-24 h after LPS stimulation. This was confirmed in primary CF airway cells. Additionally, a significant inverse relationship between A20 and p65 expression was observed. Inhibitor studies showed that A20 does not undergo proteasomal degradation in CFBE41o-. A20 interacted with TAX1BP1, RNF11 and TRAF6 in 16HBE14o- cells, but these interactions were not observed in CFBE41o-.

Conclusion: he expression of A20 is significantly altered in CF and important interactions with complex members and target proteins are lost, which may contribute to the state of chronic NF-?B-driven inflammation.

Prolyl isomerase Pin1 downregulates tumor suppressor RUNX3 in breast cancer

Emerging evidence demonstrates that RUNX3 is a tumor suppressor in breast cancer. Inactivation of RUNX3 in mice results in spontaneous mammary gland tumors, and decreased or silenced expression of RUNX3 is frequently found in breast cancer cell lines and human breast cancer samples. However, the underlying mechanism for initiating RUNX3 inactivation in breast cancer remains elusive. Here, we identify prolyl isomerase Pin1, which is often overexpressed in breast cancer, as a key regulator of RUNX3 inactivation. In human breast cancer cell lines and breast cancer samples, expression of Pin1 inversely correlates with the expression of RUNX3. In addition, Pin1 recognizes four phosphorylated Ser/Thr-Pro motifs in RUNX3 via its WW domain. Binding of Pin1 to RUNX3 suppresses the transcriptional activity of RUNX3. Furthermore, Pin1 reduces the cellular levels of RUNX3 in an isomerase activity-dependent manner by inducing the ubiquitination and proteasomal degradation of RUNX3. Knocking down Pin1 enhances the cellular levels and transcriptional activity of RUNX3 by inhibiting the ubiquitination and degradation of RUNX3. Our results identify Pin1 as a new regulator of RUNX3 inactivation in breast cancer.

Characterization of TRIB2 following PI3K inhibition

Dissertação de mestrado, Oncobiologia,(Mecanismos Moleculares do Cancro), Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2015

Discovery and fine mapping of serum protein loci through transethnic meta-analysis.

Many disorders are associated with altered serum protein concentrations, including malnutrition, cancer, and cardiovascular, kidney, and inflammatory diseases. Although these protein concentrations are highly heritable, relatively little is known about their underlying genetic determinants. Through transethnic meta-analysis of European-ancestry and Japanese genome-wide association studies, we identified six loci at genome-wide significance (p < 5 × 10(-8)) for serum albumin (HPN-SCN1B, GCKR-FNDC4, SERPINF2-WDR81, TNFRSF11A-ZCCHC2, FRMD5-WDR76, and RPS11-FCGRT, in up to 53,190 European-ancestry and 9,380 Japanese individuals) and three loci for total protein (TNFRS13B, 6q21.3, and ELL2, in up to 25,539 European-ancestry and 10,168 Japanese individuals). We observed little evidence of heterogeneity in allelic effects at these loci between groups of European and Japanese ancestry but obtained substantial improvements in the resolution of fine mapping of potential causal variants by leveraging transethnic differences in the distribution of linkage disequilibrium. We demonstrated a functional role for the most strongly associated serum albumin locus, HPN, for which Hpn knockout mice manifest low plasma albumin concentrations. Other loci associated with serum albumin harbor genes related to ribosome function, protein translation, and proteasomal degradation, whereas those associated with serum total protein include genes related to immune function. Our results highlight the advantages of transethnic meta-analysis for the discovery and fine mapping of complex trait loci and have provided initial insights into the underlying genetic architecture of serum protein concentrations and their association with human disease.

Manipulation of the ubiquitin-proteasome system by HIV-1 : role of the accessory protein Vpr

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1), l’agent étiologique du SIDA, est un rétrovirus complexe arborant plusieurs protéines accessoires : Nef, Vif, Vpr, et Vpu. Celles-ci sont impliquées dans la modulation de la réplication virale, dans l’évasion immunitaire et dans la progression de la pathogenèse du SIDA. Dans ce contexte, il a été démontré que la protéine virale R (Vpr) induit un arrêt de cycle cellulaire en phase G2. Le mécanisme par lequel Vpr exerce cette fonction est l’activation, ATR (Ataxia telangiectasia and Rad3 related)-dépendante, du point de contrôle de dommage à l’ADN, mais les facteurs et mécanismes moléculaires directement impliqués dans cette activité demeurent inconnus. Afin d’identifier de nouveaux facteurs cellulaires interagissant avec Vpr, nous avons utilisé une purification d’affinité en tandem (TAP) pour isoler des complexes protéiques natifs contenant Vpr. Nous avons découvert que Vpr s’associait avec CRL4A(VprBP), un complexe cellulaire d’E3 ubiquitine ligase, comprenant les protéines Cullin 4A, DDB1 (DNA damage-binding protein 1) et VprBP (Vpr-binding protein). Nos études ont mis en évidence que le recrutement de la E3 ligase par Vpr était nécessaire mais non suffisant pour l’induction de l’arrêt de cycle cellulaire en G2, suggérant ainsi que des événements additionnels seraient impliqués dans ce processus. À cet égard, nous apportons des preuves directes que Vpr détourne les fonctions de CRL4A(VprBP) pour induire la polyubiquitination de type K48 et la dégradation protéosomale de protéines cellulaires encore inconnues. Ces événements d’ubiquitination induits par Vpr ont été démontrés comme étant nécessaire à l’activation d’ATR. Finalement, nous montrons que Vpr forme des foyers ancrés à la chromatine co-localisant avec VprBP ainsi qu’avec des facteurs impliqués dans la réparation de l’ADN. La formation de ces foyers représente un événement essentiel et précoce dans l’induction de l’arrêt de cycle cellulaire en G2. Enfin, nous démontrons que Vpr est capable de recruter CRL4A(VprBP) au niveau de la chromatine et nous apportons des preuves indiquant que le substrat inconnu ciblé par Vpr est une protéine associée à la chromatine. Globalement, nos résultats révèlent certains des ménanismes par lesquels Vpr induit des perturbations du cycle cellulaire. En outre, cette étude contribue à notre compréhension de la modulation du système ubiquitine-protéasome par le VIH-1 et son implication fonctionnelle dans la manipulation de l’environnement cellulaire de l’hôte.

Growth factor activation of ErbB2/ErbB3 signaling pathways regulate the activity of Estrogen Receptors (ER)

La signalisation par l’estrogène a longtemps été considérée comme jouant un rôle critique dans le développement et la progression des cancers hormono-dépendants tel que le cancer du sein. Deux tiers des cancers du sein expriment le récepteur des estrogènes (ER) qui constitue un élément indiscutable dans cette pathologie. L’acquisition d’une résistance endocrinienne est cependant un obstacle majeur au traitement de cette forme de cancer. L’émergence de cancers hormono-indépendants peut est produite par l’activation de ER en absence d’estrogène, l’hypersensibilité du récepteur aux faibles concentrations plasmique d’estrogène ainsi que l’activation de ER par des modulateurs sélectifs. L’activité du ER est fortement influencée par l’environnement cellulaire tel que l’activation de voie de signalisation des facteurs de croissances, la disponibilité de protéines co-régulatrices et des séquences promotrices ciblées. Présentement, les études ont principalement considérées le rôle de ERα, cependant avec la découverte de ERβ, notre compréhension de la diversité des mécanismes potentiels impliquant des réponses ER-dépendantes s’est améliorée. L’activation des voies des kinases par les facteurs de croissance entraîne le développement d’un phénotype tumoral résistant aux traitements actuels. Nos connaissances des voies impliquées dans l’activation de ER sont restreintes. ERα est considéré comme le sous-type dominant et corrèle avec la plupart des facteurs de pronostic dans le cancer du sein. Le rôle de ERβ reste imprécis. Les résultats présentés dans cette thèse ont pour objectif de mieux comprendre l’implication de ERβ dans la prolifération cellulaire par l’étude du comportement de ERβ et ERα suite à l’activation des voies de signalisation par les facteurs de croissance. Nous démontrons que l’activation des récepteurs de surfaces de la famille ErbB, spécifiquement ErbB2/ErbB3, inhibe l’activité transcriptionnelle de ERβ, malgré la présence du coactivateur CBP, tout en activant ERα. De plus, l’inhibition de ERβ est attribuée à un résidu sérine (Ser-255) situé dans la région charnière, absente dans ERα. Des études supplémentaires de ErbB2/ErbB3 ont révélé qu’ils activent la voie PI3K/Akt ciblant à son tour la Ser-255. En effet, cette phosphorylation de ERβ par PI3K/Akt induit une augmentation de l’ubiquitination du récepteur qui promeut sa dégradation par le système ubiquitine-protéasome. Cette dégradation est spécifique pour ERβ. De façon intéressante, la dégradation par le protéasome requiert la présence du coactivateur CBP normalement requis pour l’activité transcriptionnelle des récepteurs nucléaires. Malgré le fait que l’activation de la voie PI3K/Akt corrèle avec une diminution de l’expression des gènes sous le contrôle de ERβ, on observe une augmentation de la prolifération des cellules cancéreuses. L’inhibition de la dégradation de ERβ réduit cette prolifération excessive causée par le traitement avec Hrgβ1, un ligand de ErbB3. Un nombre croissant d’évidences indique que les voies de signalisations des facteurs de croissance peuvent sélectivement réguler l’activité transcriptionnelle de sous-types de ER. De plus, le ratio ERα/ERβ dans les cancers du sein devient un outil de diagnostique populaire afin de déterminer la sévérité d’une tumeur. En conclusion, la caractérisation moléculaire du couplage entre la signalisation des facteurs de croissance et la fonction des ERs permettra le développement de nouveaux traitements afin de limiter l’apparition de cellules tumorales résistantes aux thérapies endocriniennes actuelles.

Identification des peptides du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I par spectrométrie de masse

L’immunité adaptive et la discrimination entre le soi et le non-soi chez les vertébrés à mâchoire reposent sur la présentation de peptides par les récepteurs d’histocompatibilité majeur de classe I. Les peptides antigéniques, présentés par les molécules du complexe d’histocompatibilité (CMH), sont scrutés par les lymphocytes T CD8 pour une réponse immunitaire appropriée. Le répertoire des peptides du CMH de classe I, aussi appelé immunopeptidome, est généré par la dégradation protéosomale des protéines endogènes, et a un rôle essentiel dans la régulation de l’immunité cellulaire. La composition de l’immunopeptidome dépend du type de cellule et peut présenter des caractéristiques liées à des maladies comme le cancer. Les peptides antigéniques peuvent être utilisés à des fins immunothérapeutiques notamment dans le traitement voire la prévention de certains cancers. La spectrométrie de masse est un outil de choix pour l’identification, le séquençage et la caractérisation de ces peptides. Cependant, la composition en acides aminés, la faible abondance et la diversité de ces peptides compliquent leur détection et leur séquençage. Nous avons développé un programme appelé StatPeaks qui permet de calculer un certains nombres de statistiques relatives à la fragmentation des peptides. À l’aide de ce programme, nous montrons sans équivoque que les peptides du CMH classe I, en mode de fragmentation par dissociation induite par collision (CID), fragmentent très différemment des peptides trypsiques communément utilisés en protéomique. Néanmoins, la fragmentation par décomposition induite par collision à plus haute énergie (HCD) proposée par le spectromètre LTQ-Orbitrap Velos améliore la fragmentation et fournit une haute résolution qui permet d’obtenir une meilleure confiance dans l’identification des peptides du CMH de classe I. Cet avantage permet d’effectuer le séquençage de novo pour identifier les variants polymorphes qui ne sont normalement pas identifiés par les recherches utilisant des bases de données. La comparaison des programmes de séquençage Lutefisk, pepNovo, pNovo, Vonode et Peaks met en évidence que le dernier permet d’identifier un plus grand nombre de peptides du CMH de classe I. Ce programme est intégré dans une chaîne de traitement de recherche d’antigènes mineurs d’histocompatibilité. Enfin, une base de données contenant les informations spectrales de plusieurs centaines de peptides du CMH de classe I accessible par Internet a été développée.

Importance of the HSP90 molecular chaperoning pathway for antibody diversification by determining AID stability

La protéine AID (déaminase induite par l’activation) joue un rôle central dans la réponse immunitaire adaptative. En désaminant des désoxycytidines en désoxyuridines au niveau des gènes immunoglobulines, elle initie l’hypermutation somatique (SHM), la conversion génique (iGC) et la commutation isotypique (CSR). Elle est essentielle à une réponse humorale efficace en contribuant à la maturation de l’affinité des anticorps et au changement de classe isotypique. Cependant, son activité mutagénique peut être oncogénique et causer une instabilité génomique propice au développement de cancers et de maladies autoimmunes. Il est donc critique de réguler AID, en particulier ses niveaux protéiques, pour générer une réponse immunitaire efficace tout en minimisant les risques de cancer et d’autoimmunité. Un élément de régulation est le fait qu’AID transite du cytoplasme vers le noyau mais reste majoritairement cytoplasmique à l’équilibre. AID est par ailleurs plus stable dans le cytoplasme que dans le noyau, ce qui contribue à réduire sa présence à proximité de l’ADN. Le but de cette thèse était d’identifier de nouveaux partenaires et déterminants d’AID régulant sa stabilité et ses fonctions biologiques. Dans un premier temps, nous avons identifié AID comme une nouvelle protéine cliente d’HSP90. Nous avons montré qu’HSP90 interagit avec AID dans le cytoplasme, ce qui empêche la poly-ubiquitination d’AID et sa dégradation par le protéasome. En conséquence, l’inhibition d’HSP90 résulte en une diminution significative des niveaux endogènes d’AID et corrèle avec une réduction proportionnelle de ses fonctions biologiques dans la diversification des anticorps mais aussi dans l’introduction de mutations aberrantes. Dans un second temps, nous avons montré que l’étape initiale dans la stabilisation d’AID par la voie de chaperonnage d’HSP90 dépend d’HSP40 et d’HSP70. En particulier, la protéine DnaJa1, qui fait partie de la famille des protéines HSP40s, limite la stabilisation d’AID dans le cytoplasme. La farnésylation de DnaJa1 est importante pour l’interaction entre DnaJa1 et AID et moduler les niveaux de DnaJa1 ou son état de farnésylation impacte à la fois les niveaux endogènes d’AID mais aussi la diversification des anticorps. Les souris DNAJA1-/- présentent une réponse immunitaire compromise en cas d’immunisation, qui est dûe à des niveaux réduits d’AID et un défaut de commutation de classe. Dans un troisième temps, nous avons montré que la protéine AID est intrinsèquement plus instable que sesprotéines paralogues APOBEC. Nous avons identifié l’acide aspartique en seconde position d’AID ainsi qu’un motif semblable au PEST comme des modulateurs de la stabilité d’AID. La modification de ces motifs augmente la stabilité d’AID et résulte en une diversification des anticorps plus efficace. En conclusion, l’instabilité intrinsèque d’AID est un élément de régulation de la diversification des anticorps. Cette instabilité est en partie compensée dans le cytoplasme par l’action protective de la voie de chaperonnage DnaJa1-HSP90. Par ailleurs, l’utilisation d’inhibiteurs d’HSP90 ou de farnésyltransférases pourrait être un outil intéressant pour la modulation indirecte des niveaux d’AID et le traitement de lymphomes/leucémies et de maladies auto-immunes causés par AID.

Mécanismes moléculaires de la réplication préférentielle du VIH-1 dans les cellules à polarisation Th1Th17 versus Th1 : rôle de PPARG dans la régulation négative de la réplication virale

Les cellules T CD4+ humaines sont hétérogènes du point de vue de la permissivité à l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1). Notre laboratoire a préalablement démontré que les cellules Th1 à phénotype CXCR3+CCR6- sont relativement résistantes à l’infection par le VIH-1 alors que les cellules Th1Th17 à phénotype CXCR3+CCR6+ y sont hautement permissives. La réplication du VIH dépend de plusieurs facteurs cellulaires de restriction ou de permissivité agissant à différentes étapes du cycle viral. Toutefois, malgré plusieurs avancées, la compréhension des voies de signalisation cellulaire impliquées dans la régulation de la réplication du VIH est encore limitée. L’objectif majeur de ce projet de maîtrise est de caractériser les mécanismes moléculaires de la permissivité et de la résistance au VIH respectivement dans les cellules Th1Th17 et Th1. Ce mémoire est divisé en quatre parties qui visent: (i) l’identification des voies canoniques et des fonctions biologiques différemment régulées dans les cellules Th1Th17 versus Th1 par l’analyse de leur transcriptome au niveau du génome entier; (ii) la validation de l’expression différentielle des gènes d’intérêt identifiés par biopuces au niveau des transcrits et des protéines; (iii) la caractérisation du rôle fonctionnel de certains de ces facteurs (i.e., PPARG, AhR) sur la réplication du VIH dans les cellules Th1Th17 versus Th1; et (iv) l’identification du niveau auquel ces facteurs interfèrent avec le cycle de réplication du VIH. Nos résultats d’analyse du transcriptome du génome entier par Gene Set Enrichment Analysis et Ingenuity Pathway Analysis indiquent que les cellules à profil Th1Th17 sont plus susceptibles à l’activation cellulaire et à l’apoptose, favorisent plus l’inflammation et expriment moins fortement les gènes liés à la dégradation protéosomale comparé aux cellules à profil Th1. Ces différences dans la régulation de diverses voies et fonctions biologiques permettent en partie d’expliquer la susceptibilité à l’infection par le VIH dans ces cellules. Nous avons ensuite confirmé l’expression différentielle de certains gènes d’intérêt dans les cellules Th1Th17 (CXCR6, PPARG, ARNTL, CTSH, PTPN13, MAP3K4) versus Th1 (SERPINB6, PTK2) au niveau de l’ARNm et des protéines. Finalement, nous avons démontré le rôle des facteurs de transcription PPARG et AhR dans la régulation de la réplication du VIH. L’activation de la voie PPARG par la rosiglitazone induit la diminution importante de la réplication du VIH dans les cellules T CD4+, alors que l’activation de la voie AhR par les ligands exogènes TCDD et FICZ augmente de façon significative la réplication virale. Nous proposons que la voie PPARG agit comme un régulateur négatif de la réplication du VIH dans ces cellules, en interférant avec la polarisation Th17 et probablement en inhibant l’activité transcriptionnelle du facteur NF-kB. Les rôles des formes nucléaires versus cytoplasmiques du récepteur Ahr semblent être diamétralement opposés, dans la mesure où l’interférence ARN contre AhR s’associe également à l’augmentation de la réplication virale. Il est ainsi possible que la forme cytoplasmique d’AhR, connue par son activité E3 ligase, participe à la dégradation protéosomale des particules virales. Le mécanisme par lequel le AhR nucléaire versus cytoplasmique interfère avec la réplication virale est en cours d’étude au laboratoire. Cette étude représente la première caractérisation de l’expression différentielle de gènes au niveau du génome entier de sous-populations T CD4+ permissives versus résistantes à l’infection par le VIH. Nos résultats identifient de nouvelles cibles moléculaires pour de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à limiter la réplication du VIH dans les lymphocytes T CD4+ primaires.