Nouveau spectre des troubles cognitifs liés à l'infection par le VIH à l'ère des trithérapies [New spectrum of HIV-associated cognitive disorders in the HAART era]

Highly active anti-retroviral therapy (HAART) has almost abolished HIV-related mortality and serious opportunistic diseases; among them, AIDS-related dementia. However, minor forms of cognitive dysfunction, have not disappeared, and even increased in frequency. Ageing of HIV+ patients, insufficient penetration of anti-viral drugs into the brain with continuous low-grade viral production and inflammation may play a role. Minor cognitive dysfunction in HIV infection shares some clinical and pathophysiological features with neuro-degenerative diseases, in particular Alzheimers disease. It can thus be postulated that, such in Alzheimer disease, anti-cholinesterase drugs might also be efficacious in AIDS-related minor cognitive dysfunction. This hypothesis has not been tested yet however A clinical trial using ravistigmine is starting this spring in patients with HIV-associated cognitive dysfunction in Geneva and Lausanne.

Identification of a new cell line permissive to porcine reproductive and resporatory syndrome virus replication

Le syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est une des maladies les plus dévastatrices économiquement pour l'industrie mondiale du porc. L'agent étiologique du SRRP est le virus du SRRP (VSRRP) lequel est connu pour avoir une spécificité d'hôte très restreinte et pour sa transmission par voie aerosol. Les antigènes et les ARN du VSRRP ont été trouvés dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire de porcs infectés par le virus. L’interaction entre les macrophages alvéolaires porcins (PAMs) et le VSRRP a été démontrée comme jouant un rôle important dans l’infection causée par le virus. Malgré cela, l’interaction prenant place entre les cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin et le virus ne devrait pas être négligée. Jusqu’à présent, la réplication du VSRRP in vitro dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin n’a pas été conduite avec succès et les tentatives pour le faire ont échoué. Une nouvelle lignée de cellules épithéliales de poumon de porc (SJPL) est maintenant disponible et sera utilisée dans cette étude afin de déterminer si elle est permissive à la réplication du VSRRP et si elle peut être un modèle approprié pour l’étude de la pathogénèse virale du VSRRP. L’expérimentation a démontré que cette nouvelle lignée cellulaire était permissive à l’infection et à la réplication du VSRRP. Afin de corroborer ces résultats, la cinétique de réplication du virus à été effectuée avec les cellules MARC-145 et SJPL. Aucune différence significative dans la production virale totale n’a été trouvée entre les deux lignées cellulaires. Les cellules SJPL ont permis la réplication de plusieurs souches Nord-Américaines du VSRRP, quoiqu’elles sont légèrement moins efficaces que les cellules MARC-145 pour l’isolement du virus. De plus, les cellules SJPL sont phénotypiquement différentes des cellules MARC-145. Plus précisément, les cellules SJPL sont plus sensibles à l’activation par le VSRRP des pro-caspases 3/7 et plusieurs inducteurs apoptotiques. Elles ont également montré de 8 à 16 fois plus de sensibilité à l’effet antiviral causé par l’IFN-α sur la réplication du virus contrairement aux cellules MARC-145. Ces résultats démontrent que les cellules SJPL pourraient représenter un substitut intéressant aux cellules MARC-145 pour la production d’antigènes pour un vaccin anti-VSRRP. Également, dû à leurs origines (poumon de l’hôte naturel), elles pourraient s’avérer être un modèle in vitro plus approprié pour l’étude de la pathogénèse du VSRRP.

Nouvelle approche pour modifier le tropisme des vecteurs adénoviraux à l’aide de ligands bispécifiques

L’adénovirus a été étudié dans l’optique de développer de nouveaux traitements pour différentes maladies. Les vecteurs adénoviraux (AdV) sont des outils intéressants du fait qu’ils peuvent être produits en grandes quantités (1X1012 particules par millilitre) et de par leur capacité à infecter des cellules quiescentes ou en division rapide. Les AdVs ont subi bon nombre de modifications pour leur permettre de traiter des cellules tumorales ou pour transporter des séquences génétiques exogènes essentielles pour le traitement de maladies monogéniques. Toutefois, les faibles niveaux d’expression du récepteur primaire de l’adénovirus, le CAR (récepteur à l’adénovirus et au virus coxsackie), réduit grandement l’efficacité de transduction dans plusieurs tumeurs. De plus, certains tissus normaux comme les muscles n’expriment que très peu de CAR, rendant l’utilisation des AdVs moins significative. Pour pallier à cette limitation, plusieurs modifications ont été générées sur les capsides virales. L’objectif de ces modifications était d’augmenter l’affinité des AdVs pour des récepteurs cellulaires spécifiques surexprimés dans les tumeurs et qui seraient exempts dans les tissus sains avoisinant. On peut mentionner dans les approches étudiées: l’utilisation de ligands bispécifiques, l’incorporation de peptides dans différentes régions de la fibre ou la substitution par une fibre de sérotypes différents. Notre hypothèse était que les domaines d’interaction complémentaire (K-Coil et ECoil) permettraient aux ligands de s’associer aux particules virales et d’altérer le tropisme de l’AdV. Pour ce faire, nous avons inclus un domaine d’interaction synthétique, le K-Coil,dans différentes régions de la fibre virale en plus de générer des mutations spécifiques pour abolir le tropisme naturel. Pour permettre la liaison avec les récepteurs d’intérêt dont l’EGF-R, l’IGF-IR et le CEA6, nous avons fusionné le domaine d’interaction complémentaire, le E-Coil, soit dans les ligands des récepteurs ciblés dont l’EGF et l’IGF-I, soit sur un anticorps à un seul domaine reconnaissant la protéine membranaire CEA6, l’AFAI. Suite à la construction des différents ligands de même que des différentes fibres virales modifiées, nous avons determiné tout d’abord que les différents ligands de même que les virus modifiés pouvaient être produits et que les différentes composantes pouvaient interagir ensemble. Les productions virales ont été optimisées par l’utilisation d’un nouveau protocole utilisant l’iodixanol. Ensuite, nous avons démontré que l’association des ligands avec le virus arborant une fibre modifiée pouvait entraîner une augmentation de transduction de 2 à 21 fois dans différentes lignées cellulaires. À cause de la difficulté des adénovirus à infecter les fibres musculaires occasionnée par l’absence du CAR, nous avons cherché à savoir si le changement de tropisme pourrait accroître l’infectivité des AdVs. Nous avons démontré que l’association avec le ligand bispécifique IGF-E5 permettait d’accroître la transduction autant dans les myoblastes que dans les myotubes de souris. Nous avons finalement réussi à démontrer que notre système pouvait induire une augmentation de 1,6 fois de la transduction suite à l’infection des muscles de souriceaux MDX. Ces résultats nous amènent à la conclusion que le système est fonctionnel et qu’il pourrait être évalué dans des AdVs encodant pour différents gènes thérapeutiques.

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).

Étude du goulot d’étranglement dans la transmission mère-enfant du virus de l’hépatite C.

La transmission mère-enfant (TME) du virus de l’hépatite C (VHC) est la première cause d’acquisition de l’infection chez les enfants des pays développés. Celle-ci prend place dans <10% des cas. Toutefois, dans le cas d’une coinfection maternelle avec le virus de l’immunodéficience de type 1 (VIH-1), ce taux est accru alors qu’il n’existe aucune intervention préventive de la TME du VHC. Le VHC arbore une diversité importante qui est le résultat d’une réplication exempte de mécanisme de correction. Il est donc retrouvé chez son hôte sous la forme d’un spectre de virions génétiquement apparentés mais différents qu’on appelle quasiespèce. Lorsque le VHC est transmis entre adultes, seulement un nombre limité de variantes sont responsables de l’infection, c’est ce qu’on appelle un goulot d’étranglement génétique. L’existence d’un tel profil de transmission lors de la TME du VHC restait, jusqu’à maintenant, à confirmer. En se basant sur la détection par RT-PCR de la virémie à la naissance, la TME du VHC est réputée prendre place in utero et peripartum, une dynamique de transmission qui reste à démontrer. Ici, nous rapportons une analyse longitudinale de la TME du VHC par séquençage de nouvelle génération chez 5 paires mère-enfant dont 3 mères sont également coinfectées avec le VIH-1. L’analyse de l’identité des variantes virales basée sur la séquence nucléotidique des régions hypervariables 1-2 de la glycoprotéine E2 (positions 1491-1787 de l’isolat H77) révèle qu’un nombre limité de variantes virales sont transmises de la mère à l’enfant lorsque la mère est seulement infectée par le VHC (n = 1-4 variantes transmises). Dans le cas de la coinfection maternelle avec le VIH-1, ce nombre est toutefois drastiquement plus important (n = 111-118). La détection de variantes retrouvées chez la mère au deuxième trimestre et l’enfant mais non détectées subséquemment chez la mère témoigne que la TME du VHC peut prendre place aussi tôt que lors du deuxième trimestre de grossesse. Finalement, nous montrons que la dynamique d’infection chez l’enfant implique une augmentation transitoire de la virémie concomitante avec une perte de diversité de la quasiespèce. Dans l’ensemble ces résultats sont les premiers à démontrer directement l’existence d’un goulot d’étranglement lors de la TME du VHC. Celui-ci serait moins restringent dans le cas de la coinfection maternelle avec le VIH-1. Cette transmission peut prendre place aussi tôt que lors du deuxième trimestre de grossesse et il semblerait qu’un spectre limité de variantes soit responsable pour l’établissement de l’essentiel de la production virale chez le jeune enfant.

Generation of an hTERT-restricted, CMV-augmented oncolytic adenovirus capable of tumor-specific transgene expression: Development, characterization, and optimization

Current shortcomings in cancer therapy require the generation of new, broadly applicable, potent, targeted treatments. Here, an adenovirus is engineered to replicate specifically in cells with active human telomerase promotion using a modified hTERT promoter, fused to a CMV promoter element. The virus was also modified to contain a visible reporter transgene, GFP. The virus, Ad/hTC-GFP-E1 was characterized in vitro and demonstrated tumor specific activity both by dose and over time course experiments in a variety of cell lines. In vivo, Ad/hTC-GFP-E1 was affected at suppressing tumor growth and providing a survival benefit without causing any measurable toxicity. To increase the host range of the vector, the fiber region was modified to contain an RGD-motif. The vector, AdRGD/hTC-GFP-E1, was recharacterized in vitro, revealing heightened levels of infectivity and toxicity however maintaining a therapeutic window between cancer and normal cell toxicity. AdRGD/hTC-GFP-E1 was administered in vivo by limb perfusion and was observed to be tumor specific both in expression and replication. To further enhance the efficacy of viral vectors in lung delivery, asthma medications were investigated for their abilities to enhance transgene delivery and expression. A combination of bronchodilators, mast cell inhibitors, and mucolytic agents was devised which demonstrated fold increases in expression in immunocompetent mouse lungs as single agents and more homogenous, intense levels of expression when done in combination of all agents. To characterize the methods in which some cancers are resistant or may become resistant to oncolytic treatments, several small molecule inhibitors of metabolic pathways were applied in combination with oncolytic infection in vitro. SP600125 and PD 98059, respective JNK and ERK inhibitors, successfully suppressed oncolytic toxicity, however did not affect infectivity or transgene expression of Ad/hTC-GFP-E1. JNK and ERK inhibition did significantly suppress viral replication, however, as analyzed by lysate transfer and titration assays. In contrast, SB 203580, an inhibitor for p38, did not demonstrate any protective effects with infected cells. Flow cytometric analysis indicated a possible correlation with G1 arrest and suppressed viral production, however more compounds must be investigated to clarify this observation. ^

Land based mesocosm experiment studying the simultaneous impact of warming and acidification on the planktonic food web of the Eastern Mediterranean

A land based mesocosm experiment focusing on the study of the simultaneous impact of warming and acidification on the planktonic food web of the Eastern Mediterranean took place in August-September 2013 at the mesocosm facilities of HCMR in Crete (CRETACOSMOS). Two different pCO2 (present day and predicted for year 2100) were applied in triplicate mesocosms of 3 m**3. This was tested in two different temperatures (ambient seawater T and ambient T plus 3°C). Twelve mesocosms in total were incubated in two large concrete tanks. Temperature was controlled by sophisticated, automated systems. A large variety of chemical, biological and biochemical variables were studied, including salinity, temperature, light and alkalinity measurements, inorganic and organic, particulate and dissolved, nutrient analyses, biological stock (Chla concentration, enumeration and community composition of microbial, phyto- and zooplankton organisms) and rate (primary, bacterial, viral production, copepod egg production, zooplankton grazing, N2 fixation, P uptake) measurements, bacterial DNA extraction and phytoplankton transcriptomics, calcifiers analyses. Twenty three scientists from 6 Institutes and 5 countries participated in this experiment.

A point mutation in the HIV-1 Tat responsive element is associated with postintegration latency.

Study of the mechanism of HIV-1 postintegration latency in the ACH2 cell line demonstrates that these cells failed to increase HIV-1 production following treatment with exogenous Tat. Reasoning that the defect in ACH2 cells involves the Tat response, we analyzed the sequence of tat cDNA and Tat responsive element (TAR) from the virus integrated in ACH2. Tat cDNA sequence is closely related to that of HIV LAI, and the encoded protein is fully functional in terms of long terminal repeat (LTR) transactivation. Cloning of a region corresponding to the 5'-LTR from ACH2, however, identified a point mutation (C37 -> T) in TAR. This mutation impaired Tat responsiveness of the LTR in transient transfection assays, and the measured defect was complemented in cells that had been treated with tetradecanoyl phorbol acetate or tumor necrosis factor type alpha (TNF-alpha). A compensatory mutation in TAR (G28 -> A), designed to reestablish base pairing in the TAR hairpin, restored wild-type Tat responsiveness. When the (C37 -> T) mutation was introduced in an infectious clone of HIV-1, no viral production was measured in the absence of TNF-alpha, whereas full complementation was observed when the infection was conducted in the presence of TNF-alpha or when a compensatory mutation (G28 -> A) was introduced into TAR. These experiments identify a novel mutation associated with HIV-1 latency and suggest that alterations in the Tat-TAR axis can be a crucial determinant of the latent phenotype in infected individuals.

Interleukin 2 induces CD8+ T cell-mediated suppression of human immunodeficiency virus replication in CD4+ T cells and this effect overrides its ability to stimulate virus expression.

The nonlytic suppression of human immunodeficiency virus (HIV) production from infected CD4+ T cells by CD8+ lymphocytes from HIV-infected individuals is one of the most potent host-mediated antiviral activities observed in vitro. We demonstrate that the pleiotropic cytokine interleukin 2 (IL-2), but not IL-12, is a potent inducer of the CD8+ HIV suppressor phenomenon. IL-2 induces HIV expression in peripheral blood or lymph node mononuclear cells from HIV-infected individuals in the absence of CD8+ T cells. However, IL-2 induces CD8+ T cells to suppress HIV expression when added back to these cultures, and this effect dramatically supersedes the ability to IL-2 to induce HIV expression. Five to 25 times fewer CD8+ cells were required to obtain comparable levels of inhibition of viral production if they were activated in the presence of IL-2 as compared with IL-12 or no exogenous cytokine. Furthermore, IL-2 appeared either to induce a qualitative increase in HIV suppressor cell activity or to increase the relative frequency of suppressor cells in the activated (CD25+) CD8+ populations. Analyses of proviral levels in peripheral blood mononuclear cells suggest that CD8+ T cell-mediated lysis of in vivo infected cells is not induced by IL-2. These results have implications for our understanding of the effects of impaired IL-2 production during HIV disease as well as the overall effects of IL-2-based immunotherapy on HIV replication in vivo.

Sequence-specific inhibition of human immunodeficiency virus (HIV) reverse transcription by antisense oligonucleotides: comparative study in cell-free assays and in HIV-infected cells.

We have investigated two regions of the viral RNA of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) as potential targets for antisense oligonucleotides. An oligodeoxynucleotide targeted to the U5 region of the viral genome was shown to block the elongation of cDNA synthesized by HIV-1 reverse transcriptase in vitro. This arrest of reverse transcription was independent of the presence of RNase H activity associated with the reverse transcriptase enzyme. A second oligodeoxynucleotide targeted to a site adjacent to the primer binding site inhibited reverse transcription in an RNase H-dependent manner. These two oligonucleotides were covalently linked to a poly(L-lysine) carrier and tested for their ability to inhibit HIV-1 infection in cell cultures. Both oligonucleotides inhibited virus production in a sequence- and dose-dependent manner. PCR analysis showed that they inhibited proviral DNA synthesis in infected cells. In contrast, an antisense oligonucleotide targeted to the tat sequence did not inhibit proviral DNA synthesis but inhibited viral production at a later step of virus development. These experiments show that antisense oligonucleotides targeted to two regions of HIV-1 viral RNA can inhibit the first step of viral infection--i.e., reverse transcription--and prevent the synthesis of proviral DNA in cell cultures.

Influence of Lactic Acid on Endogenous and Viral RNA-Induced Immune Mediator Production by Vaginal Epithelial Cells

OBJECTIVE: To evaluate the influence of lactic acid on immune mediator release from vaginal epithelial cells. METHODS: The human vaginal epithelial cell line, VK2/E6E7, was cultured in the presence or absence of physiological concentrations of lactic acid, and in the presence or absence of the viral Toll-like receptor 3 agonist, poly (inosinic acid: cytidylic acid). Supernatants were assayed by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for interleukin (IL)-1 beta, IL-6, IL-8, IL-23, transforming growth factor (TGF)-beta and secretory leukocyte protease inhibitor. RESULTS: Vaginal epithelial cells spontaneously released IL-1 beta (25.9 pg/mL), IL-8 (1.0 ng/mL), TGF-beta (175 pg/mL), and secretory leukocyte protease inhibitor (33.8 ng/mL). Only TGF-beta production was marginally enhanced (49%) by addition of lactic acid alone. Poly (inosinic acid: cytidylic acid) by itself stimulated the release of IL-6 (305 pg/mL) and enhanced IL-8 production (2.8 ng/mL). The combination of poly (inosinic acid: cytidylic acid) and lactic acid markedly increased IL-8 production (5.0 ng/mL) and induced the release of IL-1 beta (96.2 pg/mL). The poly (inosinic acid: cytidylic acid)-mediated lactic acid effect on IL-1 beta and IL-8 release was abrogated when the lactic acid was neutralized or if acetic acid was substituted for lactic acid. CONCLUSION: Lactic acid enhances the release of selective mediators from vaginal epithelial cells and stimulates antiviral immune responses. (Obstet Gynecol 2011;118:840-6) DOI: 10.1097/AOG.0b013e31822da9e9

Production of human secretory component with dimeric IgA binding capacity using viral expression systems.

The cDNA encoding the NH2-terminal 589 amino acids of the extracellular domain of the human polymeric immunoglobulin receptor was inserted into transfer vectors to generate recombinant baculo- and vaccinia viruses. Following infection of insect and mammalian cells, respectively, the resulting truncated protein corresponding to human secretory component (hSC) was secreted with high efficiency into serum-free culture medium. The Sf9 insect cell/baculovirus system yielded as much as 50 mg of hSC/liter of culture, while the mammalian cells/vaccinia virus system produced up to 10 mg of protein/liter. The M(r) of recombinant hSC varied depending on the cell line in which it was expressed (70,000 in Sf9 cells and 85-95,000 in CV-1, TK- 143B and HeLa). These variations in M(r) resulted from different glycosylation patterns, as evidenced by endoglycosidase digestion. Efficient single-step purification of the recombinant protein was achieved either by concanavalin A affinity chromatography or by Ni(2+)-chelate affinity chromatography, when a 6xHis tag was engineered to the carboxyl terminus of hSC. Recombinant hSC retained the capacity to specifically reassociate with dimeric IgA purified from hybridoma cells.

Viral superantigen drives extrafollicular and follicular B cell differentiation leading to virus-specific antibody production.

Mouse mammary tumor virus (MMTV[SW]) encodes a superantigen expressed by infected B cells. It evokes an antibody response specific for viral envelope protein, indicating selective activation of antigen-specific B cells. The response to MMTV(SW) in draining lymph nodes was compared with the response to haptenated chicken gamma globulin (NP-CGG) using flow cytometry and immunohistology. T cell priming occurs in both responses, with T cells proliferating in association with interdigitating dendritic cells in the T zone. T cell proliferation continues in the presence of B cells in the outer T zone, and B blasts then undergo exponential growth and differentiation into plasma cells in the medullary cords. Germinal centers develop in both responses, but those induced by MMTV(SW) appear later and are smaller. Most T cells activated in the T zone and germinal centers in the MMTV(SW) response are superantigen specific and these persist for weeks in lymph nodes draining the site MMTV(SW) injection: this contrasts with the selective loss of superantigen-specific T cells from other secondary lymphoid tissues. The results indicate that this viral superantigen, when expressed by professional antigen-presenting cells, drives extrafollicular and follicular B cell differentiation leading to virus-specific antibody production.

Non-viral gene therapy for GDNF production in RCS rat: the crucial role of the plasmid dose.

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) is one of the candidate molecules among neurotrophic factors proposed for a potential treatment of retinitis pigmentosa (RP). It must be administered repeatedly or through sustained releasing systems to exert prolonged neuroprotective effects. In the dystrophic Royal College of Surgeon's (RCS) rat model of RP, we found that endogenous GDNF levels dropped during retinal degeneration time course, opening a therapeutic window for GDNF supplementation. We showed that after a single electrotransfer of 30 μg of GDNF-encoding plasmid in the rat ciliary muscle, GDNF was produced for at least 7 months. Morphometric, electroretinographic and optokinetic analyses highlighted that this continuous release of GDNF delayed photoreceptors (PRs) as well as retinal functions loss until at least 70 days of age in RCS rats. Unexpectedly, increasing the GDNF secretion level accelerated PR degeneration and the loss of electrophysiological responses. This is the first report: (i) demonstrating the efficacy of GDNF delivery through non-viral gene therapy in RP; (ii) establishing the efficacy of intravitreal administration of GDNF in RP associated with a mutation in the retinal pigment epithelium; and (iii) warning against potential toxic effects of GDNF within the eye/retina.