Nouveaux inhibiteurs de l’endocytose bloquent l’entrée de la protéine Tat du VIH-1 dans les cellules nerveuses

Contexte académique

L’infection par le VIH-1 (virus de l’immunodéficience humaine de type 1) n’entraîne pas seulement une défaillance du système immunitaire, mais est également étroitement liée aux troubles neurocognitifs associés au VIH (HAND). Bien que la thérapie antirétrovirale combinée (cART) ait considérablement amélioré le taux de survie des personnes vivant avec le VIH, le VIH-1 persiste encore chez les patients infectés et provoque des troubles neurocognitifs chez environ un tiers d’entre eux. La neurotoxicité du VIH-1 est principalement due à sa protéine virale Tat (protéine de transactivation de la transcription). La protéine Tat peut traverser la barrière hémato-encéphalique, pénétrer dans les cellules nerveuses, provoquer un stress oxydatif, des dommages à l’ADN et une dysfonction mitochondriale, entraînant finalement la mort neuronale.

L’endocytose est l’une des principales voies par lesquelles les virus pénètrent dans les cellules, et la protéine Tat du VIH-1 y entre également par ce processus. Par conséquent, bloquer le processus d’endocytose de la protéine Tat pourrait être une stratégie efficace pour prévenir sa neurotoxicité. Cependant, les inhibiteurs de l’endocytose existants présentent des effets non spécifiques et des effets secondaires, ce qui limite leur application clinique. Pour résoudre ce problème, cette étude vise à développer de nouveaux inhibiteurs de l’endocytose, à évaluer leur effet sur le blocage de l’endocytose de la protéine Tat, et à explorer leurs applications potentielles dans la protection neuronale.

Source de l’article

Cet article a été réalisé par une équipe de recherche de plusieurs institutions en Pologne, France et Ukraine. Les principaux auteurs incluent Olga Klaudia Szewczyk-Roszczenko, Piotr Roszczenko, Anna Shmakova, entre autres, issus de la Medical University of Białystok, de l’Institut Gustave Roussy, et de la Danylo Halytsky Lviv National Medical University. L’article a été publié pour la première fois dans le journal American Journal of Physiology-Cell Physiology le 24 décembre 2024, avec le DOI : 10.1152/ajpcell.00723.2024.

Processus de recherche

1. Conception et synthèse des inhibiteurs de l’endocytose

Les chercheurs ont conçu et synthétisé deux nouveaux inhibiteurs de l’endocytose, LES-6631 et LES-6633. Ces deux composés sont basés sur un squelette de rhodanine, et les produits cibles ont été synthétisés par réaction de condensation de Knoevenagel. Pour améliorer leur solubilité dans l’eau, les chercheurs les ont ensuite transformés en formes de méthanesulfonate. Des techniques telles que la résonance magnétique nucléaire (RMN) et la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS) ont été utilisées pour caractériser ces composés.

2. Culture et différenciation cellulaire

L’étude a utilisé la lignée cellulaire SH-SY5Y de neuroblastome humain comme modèle cellulaire. Pour simuler l’état de différenciation neuronale, les chercheurs ont cultivé les cellules SH-SY5Y pendant 10 jours dans un milieu contenant de l’acide rétinoïque et un supplément B-27. L’état de différenciation des cellules a été évalué par coloration avec des anticorps Ki-67 et de la phalloïdine.

3. Évaluation de la cytotoxicité

Pour évaluer la cytotoxicité de LES-6631 et LES-6633, les chercheurs ont effectué un test MTT (bromure de 3-(4,5-diméthylthiazol-2-yl)-2,5-diphényltétrazolium) sur plusieurs lignées cellulaires (y compris les cellules cancéreuses du sein MDA-MB-231, MCF-7, et les cellules de neuroblastome SH-SY5Y). Les résultats montrent que ces deux composés présentent une faible cytotoxicité aux concentrations testées, avec des valeurs IC50 supérieures à 30 μM.

4. Expérience d’inhibition de l’endocytose

Les chercheurs ont évalué l’effet inhibiteur de LES-6631 et LES-6633 sur l’endocytose en utilisant du dextran marqué par fluorescence et le complexe Tat-Cy5. Après un prétraitement des cellules pendant une heure, du Tat-Cy5 ou du dextran marqué par fluorescence a été ajouté, suivi d’une fixation et d’une observation microscopique. Les résultats montrent que LES-6631 et LES-6633 peuvent inhiber significativement l’endocytose à faible concentration, surpassant l’effet de l’inhibiteur classique de l’endocytose, la chlorpromazine.

5. Évaluation du stress oxydatif et des dommages à l’ADN

Pour étudier l’effet protecteur de LES-6631 et LES-6633 contre le stress oxydatif et les dommages à l’ADN induits par la protéine Tat, les chercheurs ont effectué des tests de détection des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et un test de comète alcalin. Les résultats montrent que le prétraitement avec ces deux composés peut réduire de manière significative le stress oxydatif et les dommages à l’ADN induits par la protéine Tat.

6. Mesure des niveaux de glutathion (GSH) et d’oxyde nitrique (NO)

Les chercheurs ont également évalué l’impact de LES-6631 et LES-6633 sur les niveaux intracellulaires de glutathion (GSH) et d’oxyde nitrique (NO). Les résultats montrent que ces deux composés peuvent augmenter de manière significative les niveaux de GSH dans les cellules et réduire la production de NO, indiquant qu’ils sont efficaces pour atténuer le stress oxydatif et nitrosatif induits par la protéine Tat.

Résultats principaux

1. Effet inhibiteur de l’endocytose : LES-6631 et LES-6633 peuvent inhiber de manière significative l’endocytose de Tat-Cy5 et du dextran à faible concentration, surpassant l’effet de la chlorpromazine.
2. Protection contre le stress oxydatif : Ces deux composés peuvent réduire de manière significative le stress oxydatif induit par la protéine Tat, ramenant les niveaux de ROS dans les cellules à des niveaux normaux.
3. Protection contre les dommages à l’ADN : À l’aide du test de comète, les chercheurs ont découvert que LES-6631 et LES-6633 peuvent réduire de manière significative les cassures d’ADN induites par la protéine Tat.
4. Régulation des niveaux de GSH et de NO : Ces deux composés peuvent augmenter de manière significative les niveaux de GSH dans les cellules et réduire la production de NO, indiquant qu’ils sont efficaces pour atténuer le stress oxydatif et nitrosatif.

Conclusion et signification

Cette étude a réussi à développer deux nouveaux inhibiteurs de l’endocytose, LES-6631 et LES-6633, qui peuvent efficacement bloquer le processus d’endocytose de la protéine Tat du VIH-1 à faible concentration et atténuer de manière significative le stress oxydatif, les dommages à l’ADN et le stress nitrosatif induits par la protéine Tat. Ces composés présentent une faible cytotoxicité et montrent des effets protecteurs neuronaux significatifs, suggérant leur potentiel d’application dans le traitement des maladies neurodégénératives associées au VIH.

Points forts de l’étude

1. Nouveaux inhibiteurs de l’endocytose : LES-6631 et LES-6633 sont des composés novateurs basés sur un squelette de rhodanine, possédant une action inhibitrice efficace de l’endocytose.
2. Effet protecteur multiple : Ces deux composés ne bloquent pas seulement l’endocytose de la protéine Tat, mais atténuent également le stress oxydatif, les dommages à l’ADN et le stress nitrosatif, offrant une protection multiple.
3. Faible cytotoxicité : Dans diverses lignées cellulaires, LES-6631 et LES-6633 montrent une faible cytotoxicité, indiquant une bonne sécurité.
4. Application clinique potentielle : Les effets protecteurs neuronaux significatifs de ces composés fournissent une base théorique pour leur application dans le traitement des maladies neurodégénératives associées au VIH.

Autres informations précieuses

Les données expérimentales de cette étude sont disponibles sur demande raisonnable, et les matériaux supplémentaires peuvent être consultés via le DOI 10.5281/zenodo.14287922. L’étude a reçu le soutien financier de la Medical University of Białystok, de la National Research Foundation of Ukraine, entre autres institutions.