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Lerat hép virologie du16
- 1. PATHOGENÈSE DES LÉSIONS HÉPATIQUES DU VHC : Mécanismes moléculaires Dr. Hervé LERAT, Ph.D., HDR Université Paris-Est / INSERM U955, Equipe 18 Département de Virologie Moléculaire et Immunologie Hôpital Henri Mondor, Créteil, France.
- 2. 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% 20–30ans L’HEPATITE C. Histoire naturelle de l’infection Décès 350 000 – 500 000 morts/an.
- 3. Stéatose Diabètes DésordresMétaboliques L’HEPATITE C. facteurs de pathogenèse Infection chronique CancerCirrhose Fibrose Décès Inflammation
- 4. Infection chronique Stéatose Diabètes CancerCirrhose Fibrose DésordresMétaboliques Décès L’HEPATITE C. facteurs de pathogenèse Facteurs environnementaux / hôte Inflammation
- 5. Infection chronique Stéatose Diabètes CancerCirrhose Fibrose DésordresMétaboliques Décès L’HEPATITE C. facteurs de pathogenèse Protéines virales, propriétés intrinsèques Inflammation
- 6. 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.
- 7. Coût, disponibilité, problèmes éthiques. Pathologies hépatiques à long terme? L’HEPATITE C. Modèles d’étude in vivo Animaux naturellement susceptibles à l’infection: Chimpanzé Toupaye Animaux chimériques (foie humanisé) uPA/SCID huHep.
- 8. Disponibilité des hépatocytes. Reproductibilité des infections. L’HEPATITE C. Modèles d’étude in vitro 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)
- 9. Pathogenèse de l’infection par le VHC. Approche expérimentale in vivo. VHC, génotype1b isolat N2 Promoteur albumine SV40 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
- 10. 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.
- 11. Citrate Acetyl-CoA Malonyl-CoA Acyl-CoAs Lipogenèse ATP-CL ACC FAS SCD1 = Enzymes de la lipogenèse bHLH SRE CTD SREBP1c actif précurseur SREBP1c Nombre Taille* * Capside VHC génotype 3 > génotype 1 (stéatose)Gouttelette Lipidique ApoB Pré- VLDL VLDL sécrétion MTP Stress du RE P E R T U R B A T I O N S M E T A B O L I Q U E S I N D U I T E S P A R L E V H C
- 12. P E R T U R B A T I O N S M E T A B O L I Q U E S I N D U I T E S P A R L E V H C FL-N/35 Hyperinsulinémie HOMA > WT Intolérantes au glucose Clamp euglycémique hyper-insulinémique Insulinorésistance hépatique État pré-diabétique
- 13. Insuline PIP2 PIP3 PDK1 P -Ser 241 Récepteur Insuline SOSC3 P IRS2 P-Tyr DAG TG P Ser 728- Glut2 Glucose ? P FoxO1 FoxO1 Ser 256- P Ser 9- GSK3β Glycogène synthase Glycogène (Stockage glucose) GSK3β IRE PGC1α IRE GK PEPCK G6PC IGFBP1 Gluconéogenèse Glycolyse FoxO1 AKT P-Ser 473 P Thr 308- P70S6K P -Thr 389 P Thr 229- S6 P Ser 240/244- Ser-P Dégradation P P Ser- P E R T U R B A T I O N S M E T A B O L I Q U E S I N D U I T E S P A R L E V H C P Thr 566 PKCε
- 14. Insuline Récepteur Insuline P IRS2 PIP2 PIP3 PDK1 AKT P-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 P Thr 229- PKCε P Ser 728- SOSC3 P Thr 566 P-Tyr S6 P Glut2 Glucose ? GSK3β P Ser 9- GSK3β Glycogène synthase Glycogène (Stockage glucose) IRE FoxO1 Ser 240/244- P P Ser- Down Up No change DAG TG P Ser 728- CORE 14.3.3 P E R T U R B A T I O N S M E T A B O L I Q U E S I N D U I T E S P A R L E V H C 14.3.3 CORE
- 15. 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.
- 16. Le cancer du foie viro-induit, contexte global Incidence (/an): 782 000, et 746 000 morts en 2012 soit 10% de la mortalité mondiale associée aux cancers. Etiologies principales: infections virales B et C. Données combinées hommes + femmes, Sources: WHO, GBD report, 2012 746 000 782 000 Poumon 24% Sein 22% Colon Rectum 18% Prostate 14% Estomac 12% Foie 10% Incidence des cancers Estimation mondiale 2012 Poumon 34.7% Foie 16.3% Estomac 15.8% Colon Rectum 15.1% Sein 11.4% Prostate 6.7% Cancers: Mortalité annuelle Estimation mondiale 2012 Autres VHC VHB 100% 75% 50% 25% 0%
- 17. 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.
- 18. 1 cm 1 cm FL-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 an 8 % à 30 % MECANISMES DE L’HEPATOCARCINOGENESE INDUITE PAR LE VHC
- 19. Fas FasL Hépatocyte 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 M E C A N I S M E S D E L ’ H E P A T O C A R C I N O G E N E S E I N D U I T E P A R L E V H C
- 20. ROS c-Myc GADD45β Lésions ADN Réparation de l’ADN Progression incontrôlée du cycle cellulaire M G1 G2 S G0 CH3 CH3 CH3 β-Caténine AKT P c-Mycc-Myc c-Myc VHC Environnementpropiceàlatransformationcellulaire M E C A N I S M E S D E L ’ H E P A T O C A R C I N O G E N E S E I N D U I T E P A R L E V H C
- 21. 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
- 22. Adapted from: Lemon & McGivern, Gastroenterology (2012) 142:1274–1278
- 23. Stress Oxydant Environnement pro-carcinogèneEnvironnement pro-carcinogène VHC Protéines Virales Lésions de l’ADN MODIFICATIONS ÉPIGÉNÉTIQUES B I D Réparation défective AKT P CH3CH3 β-caténineβ-caténine c-MYC c-MYCc-MYCc-MYC GADD45β INHIBITION APOPTOSE PROLIFÉRATION CELLULAIRE RECRUTEMENT CELLULES SOUCHES INSTABILITÉ GÉNOMIQUE Dysfonction Mitochondriale Dysfonction Mitochondriale Syndrome Métabolique (Diabète, stéatose)
- 24. Un lien mécanistique entre ces deux pathologies retrouvées chez les patients infectés par le VHC ?? CHCDT2
- 25. Akt est activé dans de nombreux cancers (Altomare, DA. et al., 2005) Akt est un acteur majeur de la signalisation du récepteur à insuline. Une perte de fonction d’Akt 2 est liée à l’apparition d’un DT2. (George et al., 2004; Cho et al., 2001) Akt, acteur important de la pathogenèse du VHC ?
- 26. La voie de signalisation Akt • Akt est une sérine/thréonine kinase. • Akt intègre des signaux de plusieurs acteurs membranaires et intracellulaires. • Régule un ensemble de fonctions biologiques.
- 27. • Akt est une sérine/thréonine kinase. • Akt intègre des signaux de plusieurs acteurs membranaires et intracellulaires. • Régule un ensemble de fonctions biologiques. Angiogenèse La voie de signalisation Akt
- 28. P Thr308 PH HM Kinase AKT P ser473 Activation d’Akt par le VHC VHC Activité kinase Akt
- 29. p110α p85 PI3K P P P P P P PI2P Tyr- P RTK GF GF P Thr308 PH HM Kinase AKT actif PI3P P P P P P P P P PTEN P ser473 P PH Kinase PDK1 actif ser241 Activation d’Akt par le VHC: mécanisme moléculaire Down Up No change PP2A PH PHLPP p70S6K P P P Thr229 Thr389 mTORC2 actif Rictor Protor deptor mLST8 mTOR PP mTORC1 Raptor PRAS40 mLST8 mTOR P P ser2481 ser2448 mTOR inactif mTOR P P ser2481 ser2448 P Thr1135 P P Sin1 Thr86 Ser2448 TSC2 TSC1 VHC ? VHC ?
- 30. p110α p85 PI3K P P P P P P PI2P Tyr- P RTK GF GF P Thr308 PH HM Kinase AKT PI3P P P P P P P P P PTEN P PH Kinase PDK1 actif ser241 Activation d’Akt par le VHC: conséquences Down Up No change Noyau P ser473 INSULINO-RESISTANCE P TSC2 TSC1 CROISSANCE SURVIE CELLULAIRE BAD P FoxO1 Néoglucogenèse Ser256 P Dégradation FoxO1 P
- 31. • 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
- 32. PERSPECIVES/QUESTIONS • Rôle de l’INFLAMMATION? – Provoquer une inflammation hépatique (régime gras, LPS) • Rôle du microenvironnement immunitaire? – Problème lié au modèle murin • Patients guéris. Susceptibilité accrue au développement de CHC? – Nouveau modèle inductible.