Identification of novel factors involved in the exacerbation of HIV-1 infection and spread among macrophages in the tuberculosis context

Mycobacterium tuberculosis (Mtb), la bacterie responsable de la tuberculose (TB), et le virus de l'immunodeficience humaine (VIH-1), l'agent du syndrome de l'immunodeficience acquise (SIDA), accelerent leurs progressions mutuelles chez les patients co-infectes. Alors que de nombreuses donnees cliniques rapportent une augmentation de la charge virale dans les sites anatomiques co-infectes, les mecanismes qui en sont responsables restent insuffisamment decrits. Mtb cible principalement les macrophages. Nous emettons l'hypothese que l'infection des macrophages par Mtb cree un microenvironnement propice a la replication du VIH-1 au niveau des sites co-infectes. Pour le montrer, j'ai utilise un modele in vitro precedemment etabli par mes equipes (le cmMTB - pour " conditioned media of Mtb-infected macrophages "). Celui-ci permet de mimer un environnement tuberculeux, par la differenciation et l'activation des macrophages vers un profil " M(cmMTB) ", largement retrouve dans les poumons lors d'une tuberculose active. En rejoignant le laboratoire, j'ai participe a l'etude des mecanismes responsables de l'augmentation de la replication virale dans le contexte de co-infection, en utilisant ce modele. Nous avons trouve que les M(cmMTB) forment de nombreux nanotubes (ponts intercellulaires), leur permettant de transferer plus de virus d'un macrophage a l'autre, et conduit a une forte augmentation de la production virale. L'objectif principal de ma these a donc ete d'identifier, dans un contexte tuberculeux, de nouveaux facteurs impliques dans l'augmentation de la replication du VIH-1 dans les macrophages. Pour cela, une analyse transcriptomique des M(cmMTB) a ete realisee, revelant deux facteurs essentiels : le recepteur Siglec-1 et les interferons de type I (IFN-I) via STAT1. Dans un premier temps, j'ai etudie le role de Siglec-1 dans la synergie entre Mtb et le VIH-1 dans les macrophages. D'abord, j'ai montre que son expression de surface etait augmentee par le cmMTB, de facon dependante des IFN-I. Ensuite, j'ai etabli que l'abondance des macrophages alveolaires exprimant Siglec-1 chez les primates non-humains co-infectes avec Mtb et le virus de l'immunodeficience simienne correlait avec la severite de la pathologie, et etait associee a la signalisation des IFN-I, via l'activation de STAT1. De plus, j'ai identifie une nouvelle localisation de Siglec-1 le long d'un sous-type de nanotubes. Ceux-ci, plus larges et plus longs, contenaient plus de VIH-1 que les autres, suggerant que le virus puisse les emprunter en majorite. Enfin, j'ai montre que Siglec-1 etait responsable de l'augmentation de la replication du VIH-1, grâce a une meilleure capture du virus et de son transfert intercellulaire, potentiellement grâce aux nanotubes. Ces resultats permettent de proposer que Siglec-1 a un role physiologique dans la biologie des nanotubes et des macrophages. Dans un second temps, j'ai determine que la TB deregule la signalisation IFN-I/STAT1 dans les macrophages et diminue leur reponse antivirale. Apres stimulation des M(cmMTB) par de l'IFN-I exogene, j'ai demontre une diminution de l'activation de STAT1 et de l'expression des genes de reponse a l'IFN, indiquant une potentielle desensibilisation de ces cellules a l'IFN-I. Ces observations, ainsi que la perte de controle de la replication du VIH-1, ont ete reversees par l'inhibition du recepteur aux IFN-I (IFNAR2) ou du facteur de transcription STAT1. Ensemble, ces resultats indiquent que les IFN-I ont un role deletere pour l'hote dans le contexte de la co-infection. Mon projet de these a permis de reveler la capacite de Mtb a dereguler les reponses antivirales de l'hote contre le VIH-1, participant ainsi a la gravite de la co-infection. Les facteurs identifies au cours de ma these pourraient a plus long terme etre utilises a des fins diagnostiques ou therapeutiques, dans le but d'ameliorer la prise en charge des patients co-infectes.