GLUT1, récepteur du virus de la leucémie T humaine

GLUT1, récepteur du virus de la leucémie T humaine
(HTLV), un lien entre expression érythrocytaire
et incapacité de synthèse de la vitamine C
A. Montel-Hagen
N. Taylor
M. Sitbon
Institut de génétique moléculaire
de Montpellier (IGMM),
CNRS, université Montpellier-I et II,
Montpellier
<[email protected]>
L’
identification du transporteur de glucose GLUT1 comme récepteur
de la glycoprotéine d’enveloppe (Env) du virus de la leucémie T
humaine (HTLV) [1] a permis de développer un ligand extracellu-
laire de GLUT1, dérivé de la composante de surface amino-terminale (N-term)
de Env (SU) [2]. SU est associée à la composante transmembranaire de Env
(TM) en position carboxy-terminale. Ce ligand de GLUT1, constitué du
domaine de liaison au récepteur (RBD pour Receptor Binding Domain) de la
SU de l’Env HTLV, est étiqueté par fusion moléculaire soit, par exemple, à
une immunoadhésine de lapin (rFc), soit à la protéine fluorescente eGFP
(enhanced Green Fluorescent Protein, figure 1A). Le RBD ainsi étiqueté lie la
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e
boucle extracellulaire de GLUT1 (ECL6) [3] et est utilisable en cytométrie de
flux ou en microscopie pour la détection en surface de GLUT1 [2] (figure 1A).
La faible immunogénicité du domaine extracellulaire de GLUT1, due en partie
à sa très grande conservation chez les mammifères, participe au fait qu’il
n’existe pas d’anticorps fiables reconnaissant de façon efficace et reproductible
la partie ectopique du transporteur [4]. Le ligand H
RBD
-GFP a alors permis pour
la première fois de suivre l’expression de GLUT1 au cours de l’érythropoïèse
humaine (figure 1B) ainsi qu’à la surface des érythrocytes de différentes espèces
de mammifères [5] (figure 1C).
L’expression de GLUT1 augmente au cours de l’érythropoïèse humaine
(figure 1B) et cette augmentation n’est pas corrélée avec une augmentation du
transport du glucose mais plutôt avec l’accroissement du transport de la vita-
mine C sous sa forme oxydée (acide déhydroascorbique ou DHA). Le GLUT1
érythrocytaire permet en effet un transport préférentiel du DHA par rapport au
glucose. De plus, notre étude a montré que l’expression de GLUT1 érythrocy-
taire est liée à l’incapacité d’une espèce à synthétiser la vitamine C, incapacité
décrite chez seulement trois groupes de mammifères : les primates supérieurs
(dont l’homme), le cochon d’Inde et les chauves-souris frugivores (figure 1C).
Ainsi, seules ces espèces qui ont une version mutée inactive du gène de la GLO
(gulonolactone oxydase), enzyme indispensable à la synthèse de l’acide ascor-
bique, montrent une forte expression de GLUT1 à la surface de leurs érythrocy-
tes (figure 1C). Sachant qu’une telle expression permet un recyclage de la vita-
mine C, la présence abondante de GLUT1 érythrocytaire apparaît ainsi comme
la sélection d’un mécanisme de compensation de la perte de synthèse d’acide
ascorbique apparue au cours de l’évolution [5].
Virologie 2008, 12 (5) : 381-3
doi: 10.1684/vir.2008.0193
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SU
TM
RBD
Receptor binding domain
Rabbit IgG Fc
RBD
EGFP
RBD
EGFP
RBD
GLUT1
02 8512
Induction de
l’érythropoïèse
humaine (jours)
(HRBD-GFP)
progéniteur réticulocyte / érythrocyte proérythroblaste érythroblastes
GLUT1
humainsouris
rat chat
chienlapin
chinchilla âne
lémur macaque à
longue queue
singe
rhésus babouin
GLO fonctionnelle
Synthèse hépatique de l’acide ascorbique
GLO mutée
PAS de synthèse d’acide ascorbique
Expression de GLUT1 dans les érythrocytes de mammifères
TM
SU
RBD Env
HTLV
Env
cochon d’Inde chauve-souris
frugivore
rFc
eGFP
ECL6
N-term
C-term
HTLV Env
HRBD-GFP
HRBD-rFc
A
B
C
-
Figure 1. Figure 1A. La partie amino-terminale de la composante de surface (SU) de la glycoprotéine d’enveloppe (Env) du virus de la
leucémie T humaine (HTLV) porte le domaine de liaison au récepteur cellulaire (RBD pour Receptor Binding Domain). Le RBD qui lie la
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e
boucle extracellulaire (ECL6) du transporteur de glucose GLUT1 est fusionné à une étiquette de type immunoadhésine (H
RBD
-rFc) ou
GFP (H
RBD
-GFP) a son extrémité carboxy-terminale et est utilisé en microscopie. H
RBD
-GFP permet de marquer très finement les structu-
res membranaires arborant GLUT1 à leur surface (montré ici par fluorescence sur des cellules humaines de la lignée HeLa). Figure 1B.
L’expression membranaire de GLUT1 à différents stades de la différenciation érythroïde humaine est ici suivie sur 12 jours par cytométrie
de flux après marquage avec H
RBD
-GFP (surface en blanc) en comparaison d’un surnageant témoin (surface grisée). Figure 1C. La pré-
sence de GLUT1 érythrocytaire est propre aux quelques espèces déficientes qui ne synthétisent pas de vitamine C (acide ascorbique),
suite à une inactivation, apparue indépendamment au cours de l’évolution, de la gulonolactone oxydase (GLO).
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Références
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quitous glucose transporter GLUT-1 is a receptor for HTLV. Cell 2003 ;
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2. Kim FJ, Manel N, Garrido EN, Valle C, Sitbon M, Battini JL. HTLV-
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binding. Retrovirology 2004 ; 1 : 41.
3. Manel N, Battini JL, Sitbon M. Human T cell leukemia virus enve-
lope binding and virus entry are mediated by distinct domains of the
glucose transporter GLUT1. J Biol Chem 2005 ; 280 : 29025-9.
4. Kinet S, Swainson L, Lavanya M, et al. Isolated receptor binding
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5. Montel-Hagen A, Kinet S, Manel N, et al. Erythrocyte Glut1 triggers
dehydroascorbic acid uptake in mammals unable to synthesize vitamin
C. Cell 2008 ; 132 : 1039-48.
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