De nouvelles informations sur la manière dont le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) organise et assemble son enveloppe lipidique ont été glanées par les biologistes de RIKEN. Ces découvertes sur la biologie du VIH pourraient contribuer à éclairer la recherche de nouveaux traitements. Le papier est publié dans la revue Communications naturelles.
Une tenue bien choisie peut ouvrir des portes sur le monde des humains. Il en va de même pour le VIH, qui s’enveloppe dans une couche de lipides spécialisés qui affecte grandement sa capacité à entrer dans les cellules hôtes, puis à en sortir.
Comme la plupart des virus, le VIH ne possède qu’un ensemble restreint de gènes essentiels et est dépourvu de pratiquement toutes les fonctions métaboliques présentes dans les cellules.
« Comme les virus ne peuvent pas synthétiser les lipides, le VIH « vole » les lipides de la membrane plasmique des cellules hôtes », explique Toshihide Kobayashi du projet pionnier RIKEN sur la lipidologie intégrée.
Cependant, la composition biochimique de cette membrane diffère notamment de celle de l’enveloppe virale, fortement enrichie en deux sous-types de lipides : le cholestérol et la sphingomyéline.
Une protéine virale appelée Gag facilite la collecte de ces lipides sous forme de virus nouvellement répliqués « bourgeonnant » à partir des membranes des cellules infectées, mais le mécanisme sous-jacent n’était pas clair.
Pour sonder les profondeurs de ce mystère, Kobayashi s’est associé à des chercheurs de l’Université de Strasbourg en France, où il possède également un laboratoire.
L’expression de la protéine Gag du VIH est suffisante pour piloter le bourgeonnement de la membrane plasmique dans les cellules humaines en culture, et l’équipe a utilisé une stratégie d’imagerie sophistiquée à plusieurs volets pour observer ce processus.
« Notre laboratoire développe et caractérise des protéines qui se lient à des lipides spécifiques », explique Kobayashi. L’équipe a marqué les protéines liant la sphingomyéline et le cholestérol avec des colorants fluorescents. Ils ont ensuite observé le comportement de ces lipides lors du bourgeonnement induit par Gag grâce à des méthodes de microscopie de pointe capables de résoudre des molécules uniques.
La membrane plasmique se compose de deux couches : les feuillets interne et externe (nommés en fonction de leur position par rapport à l’intérieur cellulaire).
Les chercheurs ont observé que lorsque Gag s’attachait au feuillet interne, il se chevauchait avec des îlots de cholestérol et de sphingomyéline sur le feuillet externe, isolant physiquement ces lipides. À mesure que davantage de protéines Gag se liaient au feuillet et interagissaient les unes avec les autres, l’accumulation de sphingomyéline a continué d’augmenter.
En conséquence, la surface voisine de la membrane a commencé à se courber, concentrant davantage ces domaines lipidiques en prélude aux étapes finales du processus de bourgeonnement.
Ces résultats représentent une avancée importante dans la compréhension de la biologie du VIH, mais des questions clés demeurent. « Nous avons montré que la protéine du feuillet interne réorganise les lipides du feuillet externe, mais nous ne savons pas comment », explique Kobayashi. « Notre priorité est de clarifier ce mécanisme. »
Plus d’information:
Nario Tomishige et al, Le ciblage du VIH-1 Gag sur la membrane plasmique réorganise les domaines lipidiques riches en sphingomyéline et en cholestérol, Communications naturelles (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-42994-w