TRANSFERT DE GENE A L’INTERIEUR DES
CELLULES SOUCHES HEMATOPOÏETIQUES HUMAINES

Les vecteurs viraux dérivés des lentivirus : vecteurs dérivés du VIH-1 

 Structure du génome du VIH-1 

Le VIH-1 est l’agent étiologique du syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA). Le VIH-1 fait partie de la famille des retroviridae et du genre lentivirus. Comme tous les rétrovirus, l’ADN proviral du VIH-1 est composé des gènes gag, pol et env encadrés des deux séquences régulatrices identiques LTR («long terminal repeat»). Le VIH-1 contient des gènes additionnels dits « accessoires ». En effet, il existe des gènes de régulation de l’expression et de l’export nucléaire des messagers viraux qui sont tat et rev, mais aussi les gènes accessoires nef, vpu, vpr et vif qui jouent un rôle majeur dans la pathogénicité associée au VIH-1 [20]. Le gène gag code les protéines de structures : la matrice (MA), la capside (CA) et la nucléocapside (NC). Le gène pol code la protéase (PR), la transcriptase inverse (RT) qui convertit l’ARN en ADN et l’intégrase (IN) qui permet d’intégrer l’ADN viral dans le génome de la cellule cible. Les séquences codant gag et ga-gpol sont exprimées comme une protéine de fusion. Ces polyprotéines sont clivées spécifiquement par l’action de la protéase PR du VIH-1. De cette façon, les protéines MA, CA et NC sont générées après le clivage de gag. De la même manière, les protéines PR, RT et IN sont générés après le clivage de pol. Le gène env code pour la glycoprotéine de surface (SU) et la protéine transmembranaire TM de l’enveloppe virale [21]. Les séquences promotrices ou LTR, présentes aux deux extrémités de l’ADN proviral, sont composées de 3 régions : U3, R et U5. La région U3 contient les séquences du promoteur (« enhancer ») nécessaires pour la transcription des gènes viraux. La région U5 en 3’ est un signal de terminaison de la transcription (signal de polyadénylation) [8] (Figure 1)

Cycle de réplication du VIH-1

La gp120 du VIH reconnait et se fixe sur son récepteur spécifique, la molécule CD4 présent à la surface des lymphocytes. Il s’ensuit une fusion des membranes du virus et celle de la cellule. Puis, le virus pénètre à l’intérieur de la cellule et y libère son contenu (transcriptase inverse, protéase, intégrase et l’ARN). L’ARN du VIH est ensuite transformé en ADN (ADN proviral) par la transcriptase inverse. Cette ADN sera par la suite transporté au niveau du noyau où il est intégré dans le génome de la cellule grâce à l’intégrase ; à ce stade, le virus est appelé provirus. A l’intérieur du noyau, l’ADN viral est transformé en ARN. Les ARN messagers sont alors traduits en protéines virales qui sont clivées par la protéase en protéines de plus petites tailles qui formeront les différents constituants du VIH. Enfin, les protéines virales clivées sont assemblées autour de l’ARN pour former de nouveaux virus, qui sortent par bourgeonnement à l’extérieur de la cellule. Ces virus vont ensuite infecter d’autres cellules .

Pseudotypage des vecteurs lentiviraux avec des glycoprotéines d’enveloppe hétérologues 

Les glycoprotéines d’enveloppe et leur tropisme Une autre modification importante apportée aux vecteurs lentiviraux est l’incorporation dans les particules virales d’une glycoprotéine d’enveloppe appartenant initialement à un autre virus. Cette modification est le « pseudotypage ». La glycoprotéine d’enveloppe choisie sera la clé pour une transduction spécifique des cellules ou du tissu d’intérêt, c’est ce qui est appelé le tropisme [22–25]. Le choix du pseudotype est donc important afin d’obtenir une adhésion et une fusion spécifique des vecteurs avec les cellules d’intérêt.