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PATHOGENÈSE DES LÉSIONS HÉPATIQUES DU VHC :
Mécanismes moléculaires
Dr. Hervé LERAT, Ph.D.
Université Paris-Est / INSERM U955, Equipe 18Département de Virologie Moléculaire et Immunologie
Hôpital Henri Mondor, Créteil, France.
Infection par le VHC
Hépatite C aigüe asymptomatique (80%)
Réponse immunitaire efficace
Guérison spontanée
15-35%
Hépatite C chronique
Cirrhose
Carcinome hépatocellulaire
65-85%
1-5% par an
5-20%
Infection chronique
60-70%
20
–3
0 an
s
L’HEPATITE C. Histoire naturel le de l ’ infection
Décès
350 000 – 500 000 morts/an.
Stéatose
DiabètesD
éso
rdre
s M
étab
oliq
ues
L’HEPATITE C. facteurs de pathogenèse
Infection chronique
CancerCirrhose
Fibrose
Décès
Inflammation
Infection chronique
Stéatose
Diabètes
CancerCirrhose
FibroseD
éso
rdre
s M
étab
oliq
ues
Décès
L’HEPATITE C. facteurs de pathogenèse
Facteurs environnementaux
/ hôte
Inflammation
Infection chronique
Stéatose
Diabètes
CancerCirrhose
FibroseD
éso
rdre
s M
étab
oliq
ues
Décès
L’HEPATITE C. facteurs de pathogenèse
Protéines virales,
propriétés intrinsèques
Inflammation
L’HEPATITE C. Physiopathologie de l ’ infection
• HYPOTHESE:
• Des propriétés intrinsèques des protéines virales modifient les
fonctions de la cellule infectée.
• QUESTIONS:
• Pathogenèse : Mécanismes moléculaires ?
• Rôle direct des protéines virales?
• APPROCHES EXPERIMENTALES
• Modélisation in vivo
• Etude moléculaire des modulations des fonctions cellulaires par les
protéines virales, en l’absence de cirrhose et d’inflammation.
Coût, disponibilité, problèmes éthiques.
Pathologies hépatiques à long terme?
L’HEPATITE C. Modèles d’étude in v ivo
Animaux naturellement susceptibles à
l’infection:
Chimpanzé
Toupaye
Animaux chimériques (foie humanisé)
uPA/SCID
huHep.
Disponibilité des hépatocytes.
Reproductibilité des infections.
L’HEPATITE C. Modèles d’étude in v itro
Génome, fonctions cellulaires altérés.
Clone de virus adapté.
Cultures d’hépatocytes primaires humains
Infection in vitro
Cultures cellulaires de lignées d’hépatomes humains
Transfection du génome viral (réplicon)
Infection in vitro (JFH1)
Pathogenèse de l ’ infection par le VHC.
Approche expérimentale in v ivo.
VHC, génotype1b isolat N2
Promoteur
albumineSV40
polyA
C E1 E2 p7 NS2 NS3 4A NS5A NS5BNS4B
Micro-injection FL-N/35
Faible expression des
protéines et ARNm du VHC
Pas de réponse
immunitaire contre le VHC
Pas d’inflammation
détectable
Foie
CHCStéatose
PERTURBATIONS METABOLIQUES INDUITES PAR LE VHC
• OBSERVATIONS CLINIQUES:
• Prévalence stéatose 40% patients VHC+
• Infection VHC: facteur indépendant de risque pour développement
diabète type 2.
• Régression après thérapie antivirale
• QUESTION:
• Mécanismes moléculaires?
• APPROCHE EXPÉRIMENTALE
• Recherche de ces pathologies dans le modèle FL-N/35
• Recherche des perturbations de signalisations intra-hépatocytaire
liées à l’expression des protéines virales.
Citrate
Acetyl-CoA
Malonyl-CoA
Acyl-CoAs
Lipogenèse
ATP-CL
ACC
FAS
SCD1
=
Enzymes de la lipogenèse
bHLH
SRE
CTD
SREBP1c actif
précurseurSREBP1c
Nombre
Taille*
* Capside VHC génotype 3 > génotype 1
(stéatose)GoutteletteLipidique
ApoB
Pré-VLDL
VLDL
sécrétion
MTP
Stress
du RE
PERTURBATIONS
METABOLIQUES
INDUITES PAR LE VHC
Insuline
PIP2 PIP3
PDK1P
-Ser 241
RécepteurInsuline
SOSC3
P
IRS2
P-Tyr
DAG
TG
PSer 728-
Glut2
Glucose
?
P
FoxO1
FoxO1Ser 256-
PSer 9-
GSK3β
Glycogènesynthase
Glycogène (Stockage glucose)
GSK3β
IRE
PGC1α
IRE
GK
PEPCK
G6PC
IGFBP1
Gluconéogenèse
GlycolyseFoxO1
AKTP-Ser 473
P Thr 308-
P70S6K P-Thr 389
PThr 229-
S6P
Traduction
Ser240/244-
Ser-P
Dégradation
PP
Ser-
PERTURBATIONS
METABOLIQUES
INDUITES PAR LE VHC
PThr 566
PKCε
InsulineRécepteurInsuline
P
IRS2
PIP2 PIP3
PDK1
AKTP-Ser 473
P Thr 308-
P-Ser 241
P Ser-
Dégradation
P
IRE
FoxO1
FoxO1
GK
PEPCK
G6PC
IGFBP1
PGC1α
Ser 256-
Gluconéogenèse
Glycolyse
P70S6K P-Thr 389
PThr 229-
PKCε
DAG
TG
PSer 728-
SOSC3 PThr 566
P-Tyr
S6P
Traduction
Glut2
Glucose
?
GSK3β
PSer 9-
GSK3β
Glycogènesynthase
Glycogène (Stockage glucose)
IRE
FoxO1
Ser240/244-
PP
Ser-
Down
Up
No change
PERTURBATIONS
METABOLIQUES
INDUITES PAR LE VHC
PERTURBATIONS METABOLIQUES INDUITES PAR LE VHC
Résultats/Discussion:
Augmentation de la lipogenèse, stéatose.
Diminution de la sécrétion des VLDL
Voie synthèse/sécrétion lipidique étroitement liée à la production de
particules virales. Production de membranes, de sites de production de
particules. Avantage pour la virus.
Intolérance au glucose et insulinorésistance hépatique (états
prédiabétiques).
Signalisation hépatique insuline inhibée. Néoglucogenèse stimulée.
Bénéfique pour la réplication? Dommage collatéral? Favorable à la
croissance tumorale.
MECANISMES DE FIBROSE INDUITE PAR LE VHC
CONTEXTE:
Incidence élevée dans les foies avec inflammation
QUESTION:
Rôle direct des protéines virales?
Mécanismes moléculaires (initiation)?
APPROCHE EXPÉRIMENTALE
Validation du modèle FL-N35
Recherche des perturbations de signalisations intra-
hépatocytaire liées à l’expression des protéines virales.
Validation chez l’homme.
C E1 E2 p7 NS2 NS3 4A NS5A NS5BNS4B
FL-N/35
CCl4
Scale bars : 100µm.
WT FL-N/35
- CCl4
+ CCl4
MECANISMES DE FIBROSE INDUITE PAR LE VHC
Lésion hépatique chronique
Altération de la prolifération
hépatocytaire
FibrogenèseInflammation
locale
HPC Fibrogenèsepériportale
Réaction Ductulaire
Inflammation locale
cdc25a Ub
E2F
Rb
Rb
P
E2F
Gènes phase S
(Cycline A)
Cdk2
Cyclin E
ATM
Chk 2p53
p53p21P
Degradation
cdc25a
RETARD
UbUb
Chk 2P
Chk 1P
ATR
ROSHCV
Chk 1
LÉSIONS de L’ADN
Résultats/Discussion:
Rôle direct des protéines virales.
Augmentation de la fibrose induite par le CCl4.
Réaction ductulaire et inhibition de la prolifération hépatocytaire.
Production de ROS, lésions oxydatives de l’ADN, activation de la voie
ATM : délais transition G1/S.
Bénéfique pour la réplication? Dommage collatéral? Favorable à la
croissance tumorale.
MECANISMES DE FIBROSE INDUITE PAR LE VHC
MECANISMES DE L’HEPATOCARCINOGENESE
INDUITE PAR LE VHC
CONTEXTE:
Incidence CHC sur cirrhose VHC+ > cirrhose auto-immune. CHC
sur foie non-cirrhotique
QUESTION:
Mécanismes moléculaires (initiation)?
Rôle oncogénique direct des protéines virales?
APPROCHE EXPÉRIMENTALE
Validation du modèle FL-N35
Recherche des perturbations de signalisations intra-
hépatocytaire liées à l’expression des protéines virales.
Validation chez l’homme.
1 cm
1 cmFL-N/35-170UNC
FL-N/35-171UNC
1 cm FL-N/35-102CERFE
C E1 E2 p7 NS2 NS3 4A NS5A NS5BNS4B
FL-N/35
♂ > 1 an8 % à 30 %
MECANISMES DE L’HEPATOCARCINOGENESE
INDUITE PAR LE VHC
Fas
FasLHépatocyte
VHC (NS5A)
calpaïne
VHC (NS2)
CIDE-B
Fragmentation ADN
Etape vers le cancer
Persistance virale
Lymphocyte T cytotoxique
APOPTOSE
caspase 3 caspase 9
cytochrome C
caspase 8 Bid
mitochondrie
MECANISMES DE
L ’HEPATOCARCINOGENESE
INDUITE PAR LE VHC
ROSc-Myc
GADD45β
Lésions ADN
Réparationde l’ADN
Progression incontrôlée
du cycle cellulaire
M
G1G2
S
G0
CH3
CH3 CH3
β-Caténine
AKT
P
c-Mycc-Myc
c-Myc
VHC
Envi
ron
ne
men
t p
rop
ice
à la
tra
nsf
orm
atio
n c
ellu
lair
e
MECANISMES DE
L ’HEPATOCARCINOGENESE
INDUITE PAR LE VHC
Résultats/Discussion:
Inhibition de l’apoptose (voie Fas).
Diminution de l’expression d’un suppresseur de tumeur (GADD45β)
Augmentation de l’expression d’un oncogène (c-myc)
Lésions de l’ADN de la cellule hôte
Dérégulation du cycle cellulaire.
Survie de la cellule infectée. Bénéfique pour le virus.
MECANISMES DE L’HEPATOCARCINOGENESE
INDUITE PAR LE VHC
Adapted from: Lemon & McGivern, Gastroenterology (2012) 142:1274–1278
Lésions ADN
Environnement Pro-carcinogène
Bid
InhibitionApoptose
Dysfonctionnement points de contrôle cycle cellulaire
StressOxidant
Recrutementcellules souches
BlocageCycle cellulaire
Instabilité génomique
Réparation ADNdéfective
Syndrome Métabolique(IR,stéatose)
Dysfonction Mitochondriale
+capside
Promoteur GADD45β
CH3 CH3
Gadd45b
Promoteur
c-Myc
b-cateninb-caténine
c-Myc
c-Mycc-Mycc-Myc
Pi3K/P-AKT
Modifications épigénétiques
Infection VHC Expression
Protéines Virales
PHYSIOPATHOLOGIE DE L ’INFECTION PAR LE VHC:
SYNTHESE
• L’expression des protéines du VHC dans l’hépatocyte est
cytopathique per se.
• La cirrhose n’est pas un pré requis au développement de CHC : en
accord avec données cliniques (méta-analyse, Maisonneuve 2009)
• L’expression des protéines du VHC crée un environnement pro-
carcinogène dans le foie.
PHYSIOPATHOLOGIE DE L ’INFECTION PAR LE VHC
SYNTHESE
PERSPECTIVES
Objectifs: Effets de l’hyper-activation d’AKT1 et
Incidence de l’activation d’AKT1 sur le développement de CHC
• Objectif: Etude des facteurs de comorbidité dans la carcinogenèse
hépatique induite par le VHC.
• Approche: Induire une inflammation hépatique chez les souris VHC.
Modèles basés sur l’alimentation: (High fat diet, HFD)
ND HFD
PERSPECTIVES
HFD FL-N/35
Incidence CHC
et mécanismes
Rôle des
protéines virales
Rôle de
l’inflammation