Modèle d’infection virale persistante: L’infection par EBV: aspects moléculaires Dr. Samira FAFI-KREMER Laboratoire de Virologie, Inserm U748, Université de Strasbourg, Hôpitaux Universitaires de Strasbourg, Strasbourg, France

Le virus : classification HHV8 EBV CMV HHV6 HHV7 HSV2 HSV1 VZV α- herpesvirinae γ- herpesvirinae β- herpesvirinae Virus d’Epstein-Barr Famille des herpesviridae Sous-famille des Gammaherpesvirinae

Organisation génomique et structurale des herpesvirus La particule virale de l’intérieur vers l’extérieur : 1.génome à ADN bicaténaire (centaine de protéines) 2. Capside icosaédrique 3. Tégument 4. enveloppe dérivée de la membrane nucléaire 200nm

Histoire naturelle des infections à herpes virus HSV1, HSV2, VZV, EBV, CMV, HHV6, HHV7, HHV8 contamination incubation Réplication virale Primo-infection asymptomatique ou symptomatique (infection aiguë) avec séroconversion Persistance toute la vie : Latence - Réactivation Latence : Pas de réplication virale Réactivation replication virale

EBV: Epidémiologie - Prévalence : pays en développement : >90% des enfants sont séro + avant 5 ans pays développés : >90 % de séro+ à l’âge adulte

Persistance de l’EBV: un mode de vie équilibré Réussir son entrée Assurer sa progéniture choisir son usine de fabrication Assurer sa survie choisir son logement rester discret mais dynamique et réactif au changement Avoir les moyens de le faire

Persistance de l’EBV: un mode de vie équilibré Réussir son entrée : transmission efficace transmission salivaire transmission d’une population de virus reconaissance des récepteurs (CD21 pou LyB) “kissing disease”

Persistance de l’EBV: assurer sa progéniture Choisir son usine de fabrication: site de réplication Cellule facilement accessible (Compartiment oropharyngé) localisation cellulaire stratégique (amygdale) Cellule capable de produire des millions de virus Cellule capable de produire des virus « plus efficaces » Cellules épithéliales: l’EBV s’y réplique et entraine lyse cellulaire – cycle lytique réplicatif Débris cellulaires Virions EBV Génome viral linéaire Cellule épithéliale

Persistance de l’EBV: assurer sa survie Choisir son logement: site de latence Cellule à longue demi-vie (lymphocyte B mémoire – 40 ans) Cellule « mobile » (différenciation) Cellule à fonction vitale (cellule immunitaire) Lymphocytes B: EBV les immortalise – prolifération lymphocytaire cellulaire EBV s’y cache - cycle latent non productif Génome viral épisomal Lymphocyte B Prolifération lymphocytaire

Persistance de l’EBV: avoir les moyens de le faire - EBV code pour environ 100 genes 1 profil associé à la production de nouveaux virus dans les tissus oro-pharyngé : - génome linéaire - cycle lytique - lyse cellulaire - 3 profils associés à l’infection latente : - génome épisomal sans production de virion - expression variable des 9 protéines de latence EBNAs et LMP - expression constante d ’ARN non codants EBERs Transmission inter-individu Persistance

EBV: organisation génomique Gènes du cycle lytique: Protéome EBV Kieff et al., PNAS 2004 Très précoces: BZLF1 (zebra) Précoces: BMLF1 (EB2) BALF5 (ADN pol) BXLF1 (TK) … Tardives: BcLF1 (VCA) BLLF1 (gp350/220) BDLF2 (protéase) BDLF3 (gp42)…

La réplication virale de l’EBV

EBV: organisation génomique Gènes de latence: persistance,immortalisation Ly B Young, Oncogene 2003

3 profils d’expression associés à l’infection latente des lympho. B: fonction de la localisation et de la différentiation des lymphocytes : Prog. de croissance Latence III Prog. incomplet (default program) Latence I/II Prog. de latence Latence 0 EBNA 1 + + + EBNA 2-6 + - - LMP1 + + - LMP2-A, + + + LMP2-B + - - + + + EBER (ARN) Amygdale centroblastes centrocytes Amygdale Lymphoblastes Lympho. mémoires circulants

EBV dans l’organisme: Mécanismes de persistance Lymphoblaste Centroblaste Centrocyte Cell. B mémoire Virus Antigène Division cellulaire Signaux de survie Lymphocytes T Helper + Antigène Latence 0 Programme par défaut Latence II Programme de croissance Latence III EBNA 1 seule Cellule B native Amygdale Sang periph Interactions complexes entre les tissus lymphoépithéliaux de l’oropharynx (amygdales), le sang et les autres tissus lymphoïdes ? La biologie normale ( activation- différenciation… ) des ly B permet à la fois la persistance du virus et sa transmission grâce à différents programmes d’expression des protéines de latence dans la cellule infectée. Thorley Lawson, New Engl J Med 2004

Organisation des programmes de latence EBV Prolifération Maintien forme épisomale: persistance Organisation médiée par CTCF : facteur délimitant la chromatine

Comment les lymphocyte B infectés survivent-ils ?

Comment les lymphocyte B infectés survivent-ils ?

Comment les lymphocyte B infectés survivent-ils ? Thorley- Lawson, Nature Rev immunol,2001

Comment le génome persiste-t-il sous forme épisomale dans le lymphocyte B ? - origine de replication virale - EBNA1 maintien de la forme épisomale et replication de l’episome à chaque division cellulaire Deng Z, Mol Cell 2002

EBV Un herpes virus humain particulier ? in vitro: - Immortalisation des lympho B Transformation cellulaire - Lymphomatogénèse et carcinogénèse expérimentale dues a l’expression de certains genes viraux EBNAs LMPs ARN non codants EBER In vivo primo-infection et persistance le plus souvent asymptomatique parfois : maladie infectieuse : Mononucléose infectieuse association à des cancers

Transmission salivaire La primo-infection à EBV Transmission salivaire Oropharynx Prolifération LyB (LIII) (1/104) Contrôle immunitaire Persistance (1/106) Crypte de l’amygdale Vaisseaux lymphatiques Sang circulant

Mononucléose infectieuse (MNI) Primo-infection parfois symptomatique : Mononucléose Infectieuse 12-25 ans Transmission salivaire kissing disease Syndrome mononucléosique

Primo-infection asymptomatique ou symptomatique: pourquoi? Quantité de virus transmis? asymptomatique Symptomatique: MNI Quantité importante de virus transmis Difficilement contrôlable Hyperstimulation immunitaire Symptômes cliniques Peu de virus transmis Rapidement contrôlé Infection inaperçue

Primo-infection asymptomatique ou symptomatique: pourquoi? Immunité hétérologue MNI asymptomatique répertoire immunitaire saturé Ly T difficilement stimulables Hyperactivation immunitaire Emballement Symptômes cliniques Ly T naïfs facilement stimulables contrôle rapide et efficace Infection inaperçue

EBV et cancers associés - in vivo :expression des protéines de latence associées à la transformation cellulaire

Endemic Burkitt lymphoma CNS-AIDS associated lymphoma Post transplant lymphoproliferative disorders

En résumé: EBV exploite la biologie naturelle des lymphocytes B persiste dans le pool des LyB mémoires Les protéines de latence induisent la prolifération des LyB modulent la transcription des gènes activent les voies de signalisation cellulaire EBV impliqué dans l’étiologie de différents cancers différents profils d’expression des gènes de latence physiopathologie complexe impliquant d’autres facteurs?