Inserm U748 : Interactions virus-hôte et maladies hépatiques

Physiopathologie de l'infection par le virus de l’hépatite C

Heidi Barth, PhD, HDR

Inserm U748, Institut de Virologie

Université de Strasbourg

11 mars 2011

Virus hépatotropes

Problème majeur de santé publique

Principaux virus hépatotropes:

Virus de l’hépatite A (VHA), B (VHB), C (VHC) , D (VHD), E

(VHE)

Responsable de la majorité des hépatopathies chroniques

et du carcinome hépatocellulaire

Les virus hépatotropes occasionnels:

Herpesviridae: cytomégalovirus, Epstein-Barr virus, virus

herpès simplex chez l'immunodéprimé

L’Hépatite C: Prévalence du VHC en Europe

Source: Journal of Hepatology 2008; 48:148-162 (DOI:10.1111/j.1365-2893.2007.00855.x )

Le VHC infecte 3% de la population mondiale (~ 170 millions de personnes)

Distribution des génotypes du VHC en Europe

Source: Journal of Hepatology 2008; 48:148-162 (DOI:10.1111/j.1365-2893.2007.00855.x )

Grande variabilité génétique :

– 6 génotypes, > 50 sous-types,

quasi-espèces

Classification et structure du VHC

• Virus découvert en 1989

• Famille des Flaviviridae, genre Hepacivirus

• Virions: 55-60 nm

• Génome: ARN simple brin, polarité positive.

ARN viral

Glycoprotéines

E1E2

Capside

Organisation du génome viral

Capside

Enveloppe

Viroporine

Protéase

autocatalytique

Protéase

Hélicase/NTPase

Réplication/

Assemblage

Co-facteur

NS3

ARN-Polymérase

ARN-dépendante

Réplication

Réseau

Membranaire

La variabilité génétique virale

• Réplication virale très rapide: 1012 virus/jour

• Absence d’activité correctrice de la polymérase NS5B

Accumulation de mutations

Apparition de populations virales différentes

Erreurs de la polymérase

NS5B

Populations virales

differentes (quasi-espèces)

Histoire naturelle et physiopathologie de

l’infection par le VHC

10-25%

Guérisons

spontanées

Infection aiguë

Hépatite chronique

Hépato-carcinome

cellulaire (HCC)

Cirrhose

20-30%

75-90%

1-4%

L’ hépatite chronique progresse plus rapidement chez les patients âgés, chez

les hommes, chez les patients ayant un co-facteur tel que l'alcool ou un déficit

immunitaire, chez les patients ayant une co-infection VIH-VHC

~ 20 ans

Histoire naturelle et physiopathologie de

l’infection par le VHC

L'hépatite C est actuellement la première indication de

greffe du foie en France.

Le foie greffé est systématiquement réinfecté par le VHC et

présente très rapidement une hépatite chronique et une cirrhose.

Manifestations extra-hépatiques

de l’infection par le VHC

Les manifestations extrahépatiques sont représentées

essentiellement par les cryoglobulinémies mixtes:

~ 50% des hépatites C chroniques

Le VHC induirait une prolifération poly-oligoconale de lymphocytes B

produisant des anticorps

La cryoglobuline est constituée de complexes antigènes-anticorps spécifiques

du VHC

Elle peut être responsable d'un purpura, d'une néphropathie ou d'une

neuropathie

D'autres manifestations extra-hépatiques: lymphomes B non

hodgkiniens, les thyroïdites auto-immunes,..

Injection drug use

60%

Sexual 15%

Transfusion (before

screening) 10%

Occupational 4%

Other* 1%

Unknown 10%

Modes de transmission du VHC

Diagnostic de l’infection par le VHC:

Recherche des anticorps anti-VHC (ELISA)

Détection et quantification de l’ARN du VHC (PCR)

Génotypage (Séquençage nucléotidique; 5’NC, NS5b)

Atteinte hépatique: Transaminases

élevées (ALAT, ASAT)

(Accident d'Exposition au Sang, AES)

Cycle viral du VHC

1. Fixation

2. Endocytose

3. Fusion et

décapsidation

4. Traduction et

maturation des

protéines

5. Réplication

6. Assemblage

7. Libération

Modèle d’entrée du VHC dans l’hépatocyte

OCLDN

LDL-R = Récepteur des LDL, GAG= glycosaminoglycan/heparane sulfate, SR-BI = Scavenger

receptor de class B de type I, CL = claudin-1, OCLN= Occludin

Peginterferon = interféron alpha conjugué au polyéthyléne glycol

Ribavirine = analogue nucléosidique de la guanosine

Réponse virologique prolongée (RVP ou SVR):

ARN du VHC indétectable par PCR (<50 UI/ml) 6 mois après la fin du traitement

Traitements

Les facteurs prédictifs de bonne réponse au traitement:

Femme jeune

Sans comorbidité (VIH infection)

Charge virale sanguine pré-thérapeutique faible

Génotypage du VHC non 1

Facteur génetique: Polymorphismes proches du géne de l’IL28B (IFN-3)

Traitements

Tritherapie: Peginterferon + ribavirin + Télaprevir, prévue 2011

Télaprevir = HCV géntoype 1

L´immunité contres les infection virales

Interferons (IFNs)

Type I (IFN- et IFN-), type II (IFN-) et III (IFN-)

Cellules NKProduction d‘IFN-, l‘activité cytotoxique

Cellules dendritiquesProduction d‘IFN-, -, -, IL-12

Internalisation et apprêtement des antigens viraux

Presentation aux lymphocytes T naives

Lymphocytes T: CD4+ et CD8+ cytotoxique

Lymphocytes B: anticorps neutralisants

Le VHC interfère avec la signalisation et des effecteurs de l’IFN

HCV core

HCV NS5A

Voie de signalisation des IFNs

Le VHC échappe à la réponse innée pour favoriser sa persistance

Activité anti-virale

Diminution de la réplication

virale

Activité immunomodulatrice

Augmentation de l’activité

cytotoxique et la production

d’IFN- des cellules NK et

CD8+

Les réponses immunitaires cellulaires jouent un rôle essentiel dans l’évolution de l’infection aiguë

Guérison spontanée Evolution d'une hépatite chronique

La persistance du VHC est le résultat d’un échec de la réponse immunitaire

▲

T CD4 et CD8 forte,

multispécifique et

prolongée T CD4 et CD8 faible

et insuffisante,

transitoire

Mécanismes d'échappement à la réponse

immunitaire adaptative

1. Les mutations

2. L’altération des fonctions des cellules dendritiques

→ favorisent l’évolution vers la chronicité

Les mutations

• Accumulation de mutations dans les gènes codant les

protéines structurales et non-structurales du VHC

l’échappement aux anticorps

l’échappement à la détection par les

lymphocytes T CD8+ cytotoxiques

Mécanismes d'échappement à la réponse

immunitaire adaptative

1. Les mutations

2. L’altération des fonctions des cellules dendritiques

→ favorisent l’évolution vers la chronicité

Les cellules dendritiques (CDs)

Cellules présentatrices d’antigènes

Présentation de l’antigène aux lymphocytes T naïves

Cellules effectrices de l'immunité innée (production IFN-, IL-12)

Rareté des CDs dans le sang et les tissus lymphoïdes

(< 1% de l’ensemble des cellules)

Population cellulaire très hétérogène

CD4+ T CD8+ T

CMH class II CMH class I

TCRTCR

CD4+ T CD8+ T

CMH class II CMH class I

TCRTCR

Fonctions des CDs

Activation

Migration

L'impact de l'infection par le VHC sur la fonction des CDs

1. Sensibilité et permissivité des CDs au VHC:

La détection du brin d'ARN positif et négatif du VHC:

Cultures de CDs infectées in vitro

CDs isolées chez des patients chroniquement

infectés par le VHC

La production de protéines virales ou de particules

infectieuses n'est pas confirmée

L’infection des CDs par le VHC n’est pas productive

comparée à celle des hépatocytes.

L'impact de l'infection par le VHC sur la fonction des CDs

CDs des patients chroniquement infectés:

Diminution du nombre des CDs dans le sang

Diminution de l’ expression des molécules de co-

stimulation (CD86, CD80,..)

Diminution de la production d'IL12, IFN-

Altération de la fonction allostimulatrice des CDs

Des expériences in vitro:

Le VHC inhibe la synthèse de l’IFN- dans les cellules

dendritiques plasmacytoïdes

empêcher l’initiation d’ une réponse cellulaire T efficace

Facteurs de l’hôte

Polymorphismes génétiques situé sur le sur le chromosome 19 (à proximité

du gène codant pour l’interleukine 28B /interféron lambda 3)

Le SNP (single nucléotide polymorphism) rs12979860, a été associé à une

élimination plus fréquente de l’infection du VHC.

L’IFN-λ3 est une cytokine qui possède une activité antivirale. Les SNPs

probablement influenceraient l’expression d’IFN-λ

Vaccin?

Créer un vaccin efficace contre le VHC est un vrai défi!

Obstacles:

Créer un vaccin capable d'offrir une protection prolongée contre

plusieurs génotype, sous-types, quasi-éspeces

induire chez l’hôte une réaction immune protectrice

protéger de la maladie

prévenir les formes graves des maladies

Vaccin?

Créer un vaccin efficace contre le VHC est un vrai défi!

Obstacles:

Le VHC circule sous diverses formes: associé aux lipoprotéines,

lié à des immunoglobulines, libre

Transmission directe du VHC d’une cellule infectée à une cellule

non infectée

Des modèles animaux pour étudier la réponse immunitaire contre

le VHC

•Seuls l’homme et le chimpanzé sont naturellement sensibles à

l’infection par le VHC

Modèles de l‘infection par le VHC: in vivo

L'étude de la réponse immunitaire innée et spécifique adaptative

au VHC

L’évaluation des vaccins candidats (l’efficacité à protéger contre

une infection )

Limite:

Le chimpanzé est protégé

Modèle animal très cher (Les chimpanzés vivent en général de 40

à 60 ans)

La fréquence de l’infection chronique est moins élevée (~ 50%)

que chez les sujets humains infectés par le VHC (~ 80%)

Alb-uPA/SCID mouse

106 human

hepatocytes

Alb-uPA-transgenic mouse SCID mouse

Hépatocytes

humains

• Souris immunodéficientes, greffées avec hépatocytes humains:

le foie de souris immunodéprimées est détruit et puis recolonisé

par les hépatocytes humains

L’étude des nouvelles molécules antivirales et leur efficacité

Modèles souris de l‘infection par le VHC

Le développement d’un nouveau modèle de souris présentant un

système immunitaire et un foie humanisés est en cours

Tropisme hépatocytaire

L’ hépatite C est la première cause de transplantation hépatique

Le VHC présente une forte variabilité

Les réponses immunitaires cellulaires T CD4+ et CD8+ jouent un rôle essentiel dans l’élimination du VHC

Un facteur génétique (polymorphismes génétiques IL-28B) a été associé à une élimination plus fréquemment de l’infection du VHC.

Le VHC a développé des stratégies pour échapper à la réponse immunitaire

Le traitement standard de l’hépatite C (PegIFN + ribavirin) ne permet de guérir que 50% des patients

Pas de vaccin

Résumé