thesis

Intracellular vesicle traffic, immunological synapse and T cell activation. Modulation by Human Immunodeficiency Virus type 1

Defense date:

Sept. 6, 2018

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Institution:

Sorbonne université

Disciplines:

Abstract EN:

The immunological synapse is the result of a T cell polarization process that depends on the orchestrated action of the actin and microtubule cytoskeleton and of intracellular vesicle traffic. The T cell antigen receptor (TCR) and various components of its proximal signaling machinery are associated with the plasma membrane and vesicular endosomal compartments, continuously trafficking between the two locations. I show in this thesis that the subcellular localization and function of the tyrosine kinase Lck and the actin cytoskeleton regulator Rac1, depend on the Rab11 recycling endosomal compartment, and more in particular, on the Rab11 effector FIP3. Importantly, FIP3-dependent Lck and Rac1 localization controls early TCR signaling, intracellular calcium concentration, IL-2 gene expression and morphological events, like T cell spreading and synapse symmetry. Moreover, I investigated how the HIV-1 accessory protein Nef, which is crucial for virus replication in vivo and AIDS pathogenesis, specifically hijacks several active signaling molecules, concentrating them in the Rab11 endosomal compartment, and concomitantly inducing the upregulation of some early and late T cell activation genes. Interestingly, dispersion of this concentration by depleting Rab11-FIP3, counteracted Nef-induced gene expression upregulation. Therefore, by modifying their endosomal traffic, Nef hijacks signaling and actin cytoskeleton regulators to dually modulate their functional outputs. In conclusion, our data shed new light into the molecular mechanisms orchestrating endosomal traffic with T cell activation and cytoskeletal rearrangements, and their subversion during HIV-1 infection.

Abstract FR:

La formation et les fonctions de la synapse immunologique sont le résultat d’un processus de polarisation cellulaire du lymphocyte T. Ce processus dépend de l’action coordonnée du cytosquelette d’actine et de microtubules, et du trafic vésiculaire intracellulaire. Le récepteur T ainsi que des protéines impliquées dans sa signalisation intracellulaire sont associés à la membrane plasmique et à des compartiments vésiculaires endosomiaux, et circulent en continu entre ces deux localisations. Je montre dans cette thèse que la tyrosine kinase Lck et la GTPase Rac1 sont associés aux endosomes exprimant Rab11. Leur localisation intracellulaire et leurs fonctions dans la formation de la synapse immune, l’activation des lymphocytes T et les remaniements du cytosquelette d’actine dépendent de Rab11 et de son effecteur FIP3. Je me suis intéressée également à la protéine Nef du VIH-1, importante pour la réplication du virus et pour la pathogénèse associée au SIDA. Nef affecte le trafic endosomial, l’activation et le cytosquelette des lymphocytes T infectés. Nous avons mis en évidence que Nef concentre de façon spécifique des formes actives des protéines de signalisation dans le compartiment endosomial Rab11. Ceci conduit à une activation de certains gènes associés aux réponses précoces et tardives des lymphocytes T. Ce processus est contrecarré par la déplétion de FIP3, qui disperse le compartiment concentrant ces protéines. En conclusion, nos données révèlent de nouveaux mécanismes impliquant le trafic vésiculaire intracellulaire dans le contrôle de l’activation et du cytosquelette des lymphocytes T et leur détournement par le virus du SIDA.