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PATHOGENPATHOGENÈÈSE DES LSE DES LÉÉSIONS SIONS HHÉÉPATIQUES DU VHC :PATIQUES DU VHC : MODMODÉÉLISATION ANIMALELISATION ANIMALE
Hervé LERATHervé LERAT
INSERM U955INSERM U955Département de Virologie Moléculaire et ImmunologieDépartement de Virologie Moléculaire et Immunologie
Physiopathologie et Thérapeutique des Hépatites Virales Chroniques (Pr. Pawlotsky)Physiopathologie et Thérapeutique des Hépatites Virales Chroniques (Pr. Pawlotsky)
Hôpital Henri Mondor, Créteil, France.Hôpital Henri Mondor, Créteil, France.
Pathogenèse associée au VHCPathogenèse associée au VHC
Cirrhose
CHC
Fibrose
Stéatose
Infection chronique
Résistance Insuline
Pancreas
Nécessité de développement de Nécessité de développement de modèles animauxmodèles animaux
Contexte d’un organe entier Contexte d’un organe entier dans un animal vivant.dans un animal vivant.
Pathologies viro-induites: contribution du virus?
Modèles animaux pour l’étude des Modèles animaux pour l’étude des pathologies induites par le VHCpathologies induites par le VHC
Primates non-humainsPrimates non-humains ChimpanzéChimpanzé OuistitiOuistiti
Modèles d’infectionModèles d’infection
Problème de disponibilité et de coût.Problème de disponibilité et de coût.
Rongeurs (“humanisés”)Rongeurs (“humanisés”) uPA/SCIDuPA/SCID TrimeraTrimera ratrat
Modèles animaux pour l’étude des Modèles animaux pour l’étude des pathologies induites par le VHCpathologies induites par le VHC
Modèles d’infectionModèles d’infection
Transgenèse murine Transgenèse murine Classique Classique Conditionnelle (système Cre/Lox)Conditionnelle (système Cre/Lox)
Modèles animaux pour l’étude des Modèles animaux pour l’étude des pathologies induites par le VHCpathologies induites par le VHC
Modèles d’expression des protéines viralesModèles d’expression des protéines virales
Avantages Avantages :: Facilité d’élevage, technique rodéeFacilité d’élevage, technique rodée Expression chronique à long termeExpression chronique à long terme Pas de réponse immunePas de réponse immune Pas de réplication virale Pas de réplication virale
The full-length HCV ORF transgenic mouse model FL-N/35
Lerat et al., Gastroenterology 2002
RNA HCV +X C57BL6J
Liver
micro-injectionsC57Bl6J x C3H/HeJ
X C57BL6JDNA HCV +
FL-NE1 E2core
NS
4a
NS3 NS4b NS5a NS5bNS2p7Albumin promoter SV40 PolyA
Genotype 1b
FL-N/35
The full-length HCV ORF transgenic mouse model FL-N/35
Lerat et al., Gastroenterology 2002
RNA HCV +X C57BL6J
Liver
micro-injectionsC57Bl6J x C3H/HeJ
X C57BL6JDNA HCV +
FL-NE1 E2core
NS
4a
NS3 NS4b NS5a NS5bNS2p7Albumin promoter SV40 PolyA
Genotype 1b
SteatosisSteatosis
CarcinomaCarcinoma
Co-fibrogenicCo-fibrogenic
+CCl4+CCl4
Hepatocellular Carcinomas
A
Lerat et al., Gastroenterology 2002.
1 cm
1 cm FL-N/35-170UNC
FL-N/35-171UNC
1 cm FL-N/35-102CERFE
Visualisation en IRM des CHC chez la souris VHC
(H. Lerat, A. Luciani et T. Décaens, données personnelles.)
Tumeur
Infection VHC
Réponse immunitaire de l’hôte Protéines virales
Hépatocarcinomes viro-induits : rôle direct ou indirect des protéines virales?
Lésions hépatiques
CirrhoseCirrhose CANCERCANCER
??
Etapes essentielles de la carcinogenèse Etapes essentielles de la carcinogenèse
Negrini et al., 2010. Nature Mol Cell Biol Rev: 11; 220-28
APOPTOSEAPOPTOSE
caspase 3 caspase 9
cytochrome C
caspase 8
Fas
FasL
Bid
Membrane cellulaire
mitochondrie
VHC (NS2)
CIDE-B
fragmentation ADN
VHC (NS5A)
calpaïne
Etape vers le cancer
Inhibition de la voie apoptotique FAS dans le foie des souris VHCInhibition de la voie apoptotique FAS dans le foie des souris VHC
DNA damage
inflammation
fibrosis
NS3-NS5A
Nox4
(M. Higgs, H. Lerat, données personnelles)
Surcharge en FER
CHC
ROS
Electron transport Complex (1) CORE
Glutathion
Production de ROS dans les souris VHC, implication sur la Production de ROS dans les souris VHC, implication sur la carcinogenèse hépatique.carcinogenèse hépatique.
GADD45γGADD45βGADD45αGADD153GADD34
Senseurs de stress
Q
MG1G2
S
G0
CyclinB1
Cdc2
Arrêt du cycle cellulaire (G2/M)
GADD45βLésions de l ’ADN
Lésions de l’ADN – La famille GADDLésions de l’ADN – La famille GADD
P
P
P
Histone H3
Histone H1
Lamine
Les protéines du VHC induisent la méthylation du promoteur de GADD45β:inhibition de sa transcription : évasion du point de contrôle.
VHC
Effects of c-Myc over-expression
c-Myc
M
G1G2
S
G0
Normal Cancer
Genomic instabilityDNA damage
SSB DSB
ROS production(reactive oxygen species)
AbnormalG1-S progression
VHC
Viral proteins
ROS production
DNA damage
CH3 CH3
Methylation
Gadd45βpromoter
Abnormal G1-S arrestDefective DNA repair
HCC
Molecular mechanisms of HCV-induced HCC
β-catenin
c-Mycpromoter
c-Myc
Abnormal G2-M arrestDefective DNA repair
Gadd45β
Bid
Diminished apoptosis Genomic instability
Higgs et al., 2010 Cancer Research 70 (12): 4901-11.Higgs et al., 2011 Oncogene, submitted
Lerat et al., 2002. Gastroenterology 122:352-365.Disson et al., 2004 Gastroenterology 126: 859-72.Simonin et al., 2009 Hepatology 50 (10): 1370-79.
Stéatose induite par le VHC:
Mécanismes Moléculaires?
Rôle direct des protéines virales?
Stéatose micro-vésiculaire
coloration Oil Red O
analyse in silico
HCV TGNON TGM
F
M
0
5
10
15
20
25
12.5 ± 0.4
13 ± 0.8 14.4 ± 0.8
14.1 ± 0.3
n=12
n=12 n=10
n=7
p<0.001
% d
e l’a
ire t
otal
PERK ATF6IRE-1
Stress RERE
Epissage ARNm XBP1P-eiF2α
Arrêt traduction Dégradation protéique
RésuméRésumé
SREBP1cDomaine de transactivation
(Noyau)
SREBP1c Précurseur
(RE puis Golgi)
Citrate
Acetyl-CoA
ATP-CL
Malonyl-CoA
Acyl-CoAs
TG
Lipo
genè
se ACC
FAS
SCD1
VLDLMTPExportation TG
ApoB
Accumulation TG intracellulairesSTEATOSE HEPATIQUE
=
=
Modèle reproduisant les principales pathologies induites par le VHC Niveau d’expression similaire à l’infection chronique chez l’homme Absence de réponse immunitaire (pas d’inflammation ni de cirrhose)
La cirrhose n’est pas un pré requis au développement de CHC : en accord avec données cliniques (méta-analyse, Maisonneuve 2009)
Démonstration d’effets cytopathiques directs des protéines virales en absence de cirrhose.
Inhibition de l’apoptose (voie FAS) Inhibition de l’expression du suppresseur de tumeur GADD45b Stimulation de l’expression de l’oncogène cmyc Inhibition de la sécretion des VLDL (MTP) Stimulation de la lipogenèse
Conclusions
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