Rôle des rétrovirus endogènes humains dans l

Université Joseph Fourier / Université Pierre Mendès France /
Université Stendhal / Université de Savoie / Grenoble INP
THÈSE
Pour obtenir le grade de
DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE
Spécialité : Biologie cellulaire
Arrêté ministériel : 7 août 2006
Présentée par
Delphin BARBE
Thèse dirigée par Alain DUPERRAY
préparée au sein du Laboratoire INSERM/UJF U823, Institut
Albert Bonniot - Equipe Immunologie Analytique des
Pathologies Chroniques
dans l'École Doctorale Chimie et Sciences du Vivant
Rôle des rétrovirus endogènes
humains dans l’inflammation de
l’endothélium vasculaire.
Thèse soutenue publiquement le 19 Novembre 2012,
devant le jury composé de :
Pr Jean KANELLOPOULOS
Professeur émérite, Université Paris-Sud, Rapporteur.
Dr Dimitri LAVILLETTE
CR, Ecole Normale Supérieure de Lyon, Rapporteur.
Pr José BOUCRAUT
MCU-PH, Université de la Méditerranée, Hôpital de la Conception, Marseille,
Examinateur.
Dr Alain DUPERRAY
DR, Institut Albert Bonniot INSERM/UJF U823, La tronche, Examinateur,
directeur de thèse.
Pr Patrice MORAND
PU PH, CHU de Grenoble, Examinateur, Président du jury.

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Remerciements
Je tiens tout d’abord à remercier Alain Duperray pour avoir accepté de diriger cette thèse,
pour ses conseils techniques et scientifiques ainsi que pour la relecture de ce manuscrit. De la
même façon, je tiens à remercier Patrice Marche pour m’avoir accueilli au sein de son
laboratoire et pour ses conseils scientifiques avisés. Enfin, je remercie également Christian
Villiers, Hei-Lanne Reynaud-Dougier et Gilda Raguenez pour leur support technique.
Sur un plan plus personnel, je souhaite remercier mes parents et ma sœur pour avoir
supporté quelques sautes d’humeur de ces 3 dernières années...
Je remercie Fabio pour m’avoir souvent permis d’avoir ma dose de grand air et
d’adrénaline en en montagne...
Je remercie Xavier pour m’avoir permis de me changer les idées grâce à sa bonne humeur
et à sa poisse légendaire...
Enfin je remercie Jérémie pour m’avoir aidé à surmonter pendant 3 ans la dure épreuve
imposée par la cuisine des restaurants universitaires.

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Résumé
Le MSRV (Multiple Sclerosis Associated Retro Virus) fait partie de la famille de
rétrovirus endogènes humains HERV-W. Une protéine d’enveloppe provenant du MSRV est
retrouvée chez la plupart des patients atteints de sclérose en plaques (SEP). Cette protéine
(Env-ms) a des propriétés pro-inflammatoires sur les cellules immunitaires et pourrait donc
jouer un rôle dans la pathogenèse de la SEP en exacerbant la diapédèse leucocytaire observée
dans le système nerveux central (SNC) des patients. Cette étude vise principalement à
analyser les effets de Env-ms sur la barrière hémato-encéphalique (BHE) au niveau
moléculaire et fonctionnel.
Nous avons pu démontrer que l’enveloppe recombinante du MSRV était capable de
stimuler plusieurs paramètres inflammatoires sur un modèle humain de BHE in vitro, la lignée
HCMEC/D3. En effet, Env-ms induit une surexpression d’ICAM-1, une protéine impliquée
dans l’adhésion des leucocytes aux cellules endothéliales, d’une manière dose dépendante
ainsi qu’une production dose dépendante de cytokines pro-inflammatoires comme l’IL-6 et
l’IL-8. De plus, par une approche utilisant des siRNAs, nous avons pu montrer que Env-ms
était reconnue par le récepteur TLR4, un récepteur de l’immunité innée exprimé par les
cellules endothéliales. Nous avons aussi montré par des essais fonctionnels que Env-ms
stimulait de manière significative l’adhésion de cellules immunitaires activées à la
monocouche de cellules endothéliales.
Enfin, nous avons aussi mesuré les effets de Env-ms sur des cultures primaires de cellules
endothéliales HUVEC et nous avons pu montrer que les propriétés pro-inflammatoires de la
protéine d’enveloppe étaient similaires à celles observées sur le modèle HCMEC/D3
Ces résultats appuient l’hypothèse selon laquelle le MSRV pourrait être impliqué dans la
pathogenèse de la SEP ou bien dans le maintien d’un niveau d’inflammation élevé favorisant
le désordre immunitaire observé chez les patients. Le MSRV pourrait également jouer un rôle
dans d’autres maladies inflammatoires chroniques.

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Abstract
The MSRV (Multiple Sclerosis Associated Retro Virus) belongs to the human endogenous
retrovirus HERV-W family. An envelope protein originating from the MSRV was found in
most patients with multiple sclerosis (MS). This protein (Env-ms) has pro-inflammatory
properties on several immune cells and could therefore play a role in the MS pathogenesis by
promoting the leukocyte diapedesis observed in the central nervous system of patients. Our
study aims to analyze the effects of Env-ms on the blood-brain barrier (BBB) at a molecular
and functional level.
We have demonstrated that the recombinant MSRV envelope was able to strongly
stimulate several inflammatory parameters on a human BBB in vitro model, the HCMEC/D3
cell line. Indeed, Env-ms induced overexpression of ICAM-1, a major mediator of leukocyte
adhesion to endothelial cells, in a dose-dependent manner and a strong dose-dependent
production of the pro-inflammatory cytokines IL-6 and IL-8. Furthermore, using a silencing
approach with siRNAs, we have shown that Env-ms was recognized via the TLR4 receptor, a
pattern recognition receptor of innate immunity present on endothelial cells. Indeed, the
knock down of TLR4 abolishes the pro-inflammatory effects of Env-ms. We have also shown
using functionnal assays, that the treatment of brain endothelial cells with Env-ms
significantly stimulated the adhesion of activated immune cells to the monolayer of
endothelial cells.
We also assessed the effects of Env-ms on primary endothelial cells HUVECs and we
observed that the pro-inflammatory properties of the envelope protein were similar to those
observed on HCMEC/D3.
These findings support the hypothesis that MSRV could be involved in the pathogenesis of
MS disease or at least in maintenance of inflammatory conditions thus fueling the auto-
immune disorder. The MSRV could also play a role in other chronic inflammatory diseases.