Des chercheurs de l'Université du Michigan ont découvert de nouveaux détails du processus que le VIH utilise pour détourner les systèmes de transport des cellules pour sa propre survie.
En plus de renverser une théorie vieille de plusieurs décennies, l'étude propose un nouveau système pour sonder des composantes spécifiques des virus en dehors de l'environnement cellulaire pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à l'infection et potentiellement identifier de nouvelles cibles médicamenteuses.
L'avoir des cellules n'est pas des environnements statiques. Les sous-unités spécialisées de la cellule sont en continu en mouvement pour effectuer des activités qui maintiennent le fonctionnement de la cellule. Ce transport intercellulaire se produit sur des protéines motrices qui fonctionnent comme les camions de livraison, le chargement de la cargaison et le déplacent le long des microtubules, les autoroutes de la cellule.
Le VIH, ou virus de l'immunodéficience humaine, tire parti de ce système de transport pour arriver là où il veut aller dans les cellules hôtes. En s'accrochant aux camions de livraison appelés dynein, le virus attrape un tour de la périphérie de la cellule vers le noyau, où il intègre son propre matériel génétique dans le génome de la cellule hôte pour se répliquer.
Depuis le début des années 2000, les chercheurs ont cru que le VIH est capable de monter à bord de la dyneine uniquement à l'aide d'une protéine adaptateur de fret, qui agit comme une sorte d'attelage de remorque entre le virus et la protéine motrice. Des études ultérieures ont suggéré qu'une protéine adaptateur appelée BICD2 était spécifiquement nécessaire pour relier le VIH à la dyneine.
Une nouvelle étude de l'UM Life Sciences Institute, publiée dans Science Advances, a maintenant inversé cette théorie, révélant que le virus peut être beaucoup plus flexible dans son choix de compagnons de voyage.
Une équipe du laboratoire du biochimiste Michael Cianfrocco au LSI a développé un moyen d'examiner le trafic de VIH à l'extérieur de la cellule. Ils ont purifié les protéines motrices de dyneine des cellules, ainsi que quelques protéines accessoires dont dépend la dynéine. Ensuite, ils ont combiné ces protéines humaines purifiées avec des capsides VIH purifiées (le récipient qui contient le matériel génétique du virus).
Ce système de reconstitution nous permet de voir les pièces que nous voulons étudier, sans aucun autre bruit de fond de l'environnement complexe de la cellule. Nous combinons chaque pièce sur une lame de microscope avec des microtubules. Et puis, nous les regardons marcher.
Michael Cianfrocco, professeur agrégé de chimie biologique, école de médecine UM et professeur agrégé de recherche au LSI
En utilisant cette approche, l'équipe a découvert que le VIH atteint la dyneine en s'attachant directement à la protéine motrice, et non via BICD2. Cependant, la protéine motrice ne commence pas à se déplacer immédiatement. Une autre protéine d'adaptateur doit se connecter à une dyneine pour le faire commencer à marcher, mais il peut s'agir de n'importe quelle protéine adaptateur de dynein – pas juste BICD2.
Étant donné que différentes protéines adaptantes sont disponibles dans différentes cellules, cette flexibilité étend les options du virus pour l'auto-stop au noyau de la cellule à laquelle il a accédé, explique Somaye Badieyan, chercheur dans le laboratoire de Cianfrocco qui a dirigé l'étude.
« Cela ouvre une nouvelle perspective sur la façon dont l'infection se produit », a-t-elle déclaré. « Cela signifie que le virus n'a pas à attendre un seul type d'adaptateur spécifique pour arriver là où il doit aller. C'est un pirate de l'air beaucoup plus opportuniste que nous ne le pensions auparavant. »
L'étude représente le premier exemple de trafic viral réussi à l'aide de composants reconstitués. Parce que les virus ne peuvent pas survivre ou se reproduire sans un organisme hôte, les étudier en dehors de l'environnement cellulaire a été difficile. Cette approche ouvre désormais de nouvelles voies pour enquêter sur l'infection virale, dit Cianfrocco.
« Maintenant que nous avons atteint ce système défini, nous pouvons continuer à ajouter différentes composants une à la fois pour vraiment comprendre ce qui se passe à un niveau encore plus détaillé », a-t-il déclaré. «Cette étude présente une nouvelle façon de penser à l'attachement viral direct et nous donne la plate-forme pour commencer à sonder encore plus de directions.»
La recherche a été soutenue par les National Institutes of Health. En plus de Cianfrocco, les auteurs de l'étude sont: Somayesadat Badieyan, Michael Andreas, John Gillies, Morgan DeSantis et Tobias Giessen de UM; Drew Lichon, Sevnur Komurlu Keceli et Edward Campbell de l'Université Loyola de Chicago; Wang Peng et Till Böcking de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, Australie; et Jiong Shi et Christopher Aiken de Vanderbilt University Medical.
