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En vue de l'obtention du
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Délivré par l'Université Toulouse III - Paul Sabatier
Discipline ou spécialité : Immunologie et maladies infectieuses
JURY
Madame le Professeur Valérie GIORDANENGO (Rapporteur)
Monsieur le Docteur Jean-Pierre VENDRELL (Rapporteur)
Monsieur le Professeur Vincent CALVEZ (Examinateur)
Monsieur le Docteur Bernard MASQUELIER (Examinateur)
Monsieur le Professeur Jacques IZOPET (Directeur de thèse)
Ecole doctorale : Biologie-Santé-Biotechnologies
Unité de recherche : Laboratoire de Virologie - INSERM U563
Directeur(s) de Thèse : Pr Jacques IZOPET
Rapporteurs : Pr GIORDANENGO et Dr VENDRELL
Présentée et soutenue par Stéphanie RAYMOND
Le 18 novembre 2010
Titre :
CARACTERISATION DU TROPISME DU HIV-1 :
IMPLICATIONS PHYSIOPATHOLOGIQUES ET THERAPEUTIQUES

Au Jury :
Madame le Professeur Valérie GIORDANENGO
Professeur des Universités – Praticien Hospitalier
Je voudrais vous remercier d’avoir accepté la charge d’être rapporteur de cette thèse, et de me
faire ainsi partager votre connaissance de la physiopathologie de l’infection par le HIV.
Monsieur le Dr Jean-Pierre VENDRELL
Maître de Conférence des Universités – Praticien Hospitalier
Je vous remercie de participer à mon jury de thèse en tant que rapporteur et de me faire ainsi
bénéficier de votre expertise en recherche fondamentale dans le domaine de l’immunologie du
HIV. Je vous remercie pour votre disponibilité.
Monsieur le Docteur Bernard MASQUELIER
Praticien Hospitalier
Je vous remercie d’avoir accepté d’être examinateur de mon travail de thèse. Nous avons
initié des collaborations dans le domaine du tropisme du HIV qui devraient nous conduire à
d’autres travaux scientifiques intéressants.
Monsieur le Professeur Vincent CALVEZ
Professeur des Universités – Praticien Hospitalier
Je voudrais vous remercier d’avoir accepté de participer à mon jury de thèse en tant
qu’examinateur et de me faire ainsi bénéficier de votre expertise dans le domaine du HIV et
des tests phénotypiques.
Monsieur le Professeur Jacques IZOPET
Professeur des Universités – Praticien Hospitalier
Jacques, tu m’as donné l’opportunité de travailler dans ton équipe et ainsi j’ai pu bénéficier de
ton expérience dans le domaine de la recherche scientifique et clinique. J’ai apprécié ton
enthousiasme pour ton travail et ton soutien dans les étapes professionnelles importantes. La
perspective de continuer à travailler dans ton équipe est pour moi un privilège.

1
À l’équipe du SMIT et aux infectiologues de la région. J’ai plaisir à travailler avec vous tous.
À Catherine, Jean-Michel et Marcel, les « H ». Merci pour vos enseignements et nos riches
échanges.
À Sabine, Florence A et Florence N, mes compagnes de recherche et de bureau, à qui je peux
tout demander. Et un grand merci à Flo pour avoir passé sa thèse juste avant moi.
À Christophe et Karine, mes maîtres dans le domaine des rétrovirus et des hépatites. Merci
pour votre disponibilité et votre bonne humeur.
À Maud, Michelle, Martine, Stéphanie, Patrick et Corinne, pour le travail collaboratif mais
pas laborieux que nous avons réalisé ensemble.
À Pierre. Je ne te remercierai jamais assez de partager si généreusement tes compétences et
ton enthousiasme… surtout lorsque les manips échouent depuis des semaines. Je serai très
honorée de poursuivre notre collaboration.
À Eliane et Laurence, ainsi que toute l’équipe du laboratoire de Virologie, parce qu’il est
agréable de travailler avec vous.
À mes parents et mes grands-parents, qui me soutiennent depuis le début. Merci de me laisser
faire mes choix et, encore plus difficile, de me laisser partir.
À ma sœur, pour tous les bons moments passés et pour être présente en ce jour particulier.
À mes amies et amis, consoeurs et confrères, avec qui je partage les joies professionnelles
autant que personnelles, avec une mention spéciale pour Clément qui est inclassable.
À Virginie, qui me connaît mieux que moi-même.

2
TABLE DES MATIERES
TABLE DES ILLUSTRATIONS 6
ABREVIATIONS 7
INTRODUCTION 9
1. Le HIV-1 : généralités 10
1.1. Organisation génétique 11
1.2. Structure du virion 11
1.3. Cycle de réplication 12
1.4. Variabilité génétique 13
1.4.1. Classification moléculaire du HIV-1 14
1.4.2. Impact de la variabilité du HIV-1 sur la physiopathologie
de l’infection 15
2. L’entrée du HIV-1 16
2.1. Enveloppe du HIV-1 18
2.1.1. Gène de l’enveloppe 18
2.1.2. Glycoprotéines de l’enveloppe du HIV-1 18
2.1.2.1. Synthèse et maturation 19
2.1.2.2. Structure de la gp120 19
2.1.2.3. Structure de la gp41 22
2.2. Récepteurs et corécepteurs cellulaires du HIV-1 23
2.2.1. Récepteur CD4 23
2.2.2. Récepteurs des chimiokines 23
2.2.2.1. Récepteur CCR5 24
2.2.2.2. Récepteur CXCR4 26
2.2.2.3. Régulation de l’expression des corécepteurs 27
2.3. Mécanismes d’entrée du HIV-1 28
2.3.1. Adsorption virale 28
2.3.2. Interaction de la gp120 avec la molécule CD4 28
2.3.3. Interaction de la gp120 avec le corécepteur 29
2.3.4. Fusion des membranes 30
2.3.5. Influence de la composition lipidique membranaire
de la cellule cible 30
2.3.6. Synapse virologique 30
2.3.7. Autres mécanismes d’entrée du HIV-1 31
2.4. Signalisation induite par les interactions gp120-CD4-corécepteurs 31
3. Le tropisme et sa caractérisation in vitro 33
3.1. Déterminants du tropisme cellulaire du HIV-1 33
3.1.1. Déterminants du tropisme viral liés aux étapes d’entrée 33

3
3.1.2. Déterminants du tropisme viral liés aux étapes post-entrée 35
3.2. Méthodes de caractérisation du tropisme viral 35
3.2.1. Méthodes phénotypiques 35
3.2.2. Méthodes génotypiques 38
4. Evolution du tropisme viral au cours de l’infection par le HIV-1 39
4.1. Histoire naturelle de l’infection par le HIV-1 39
4.2. Prédominance des virus R5 en phase précoce de l’infection 40
4.2.1. Transmission muqueuse préférentielle des virus R5 41
4.2.2. Réplication préférentielle des virus R5 42
4.2.3. Contrôle immunitaire des virus X4 au cours de la primo-infection 44
4.3. Emergence de virus X4 au cours de l’évolution de l’infection 44
4.3.1. Accumulation progressive de mutations dans env 44
4.3.2. Facteurs immunitaires impliqués dans l’émergence des virus X4 45
5. Impact du tropisme viral sur la physiopathologie de l’infection 46
5.1. Virus R5 et compartiment lymphocytaire T CD4+ mémoire 46
5.2. Virus X4 et compartiments lymphocytaires cibles 47
5.3. Apoptose liée à la gp120 X4 47
5.4. Emergence de virus X4 et progression de la maladie 48
5.5. Emergence de virus X4 et restauration immunitaire
sous traitement antirétroviral 49
6. Les antagonistes des corécepteurs d’entrée 50
6.1. Les antagonistes de CCR5 50
6.1.1. Les analogues de chimiokines 50
6.1.2. Les petites molécules antagonistes de CCR5 51
6.2. Les antagonistes de CXCR4 52
6.2.1. Les petites molécules antagonistes de CXCR4 52
6.2.2. Les antagonistes peptidiques et protéiques 53
OBJECTIFS DU TRAVAIL 54
RESULTATS 57
I Caractérisation phénotypique de l’utilisation des corécepteurs d’entrée par le
HIV-1
ARTICLE 1 : 58
Raymond S., Delobel P., Mavigner M., Cazabat M., Souyris C., Encinas E., Bruel
P., Sandres-Sauné K., Marchou B., Massip P., and Izopet J. Development and
performance of a new recombinant virus phenotypic entry assay to determine HIV-1
coreceptor usage. Journal of Clinical Virology 2010 ;47 :126-130.