Physiopathologie de l`infection par le virus de l`hépatite C

Physiopathologie de l'infection par le
virus de l’hépatite C
Heidi Barth, PhD, HDR
Inserm U748, Institut de Virologie
Université de Strasbourg
11 mars 2011
Inserm U748 : Interactions virushôte et maladies hépatiques
Virus hépatotropes
 Problème majeur de santé publique
 Principaux virus hépatotropes:
Virus de l’hépatite A (VHA), B (VHB), C (VHC) , D (VHD), E
(VHE)
 Responsable de la majorité des hépatopathies chroniques
et du carcinome hépatocellulaire
 Les virus hépatotropes occasionnels:
Herpesviridae: cytomégalovirus, Epstein-Barr virus, virus
herpès simplex  chez l'immunodéprimé
L’Hépatite C: Prévalence du VHC en Europe
Le VHC infecte 3% de la population mondiale (~ 170 millions de personnes)
Source: Journal of Hepatology 2008; 48:148-162 (DOI:10.1111/j.1365-2893.2007.00855.x )
Distribution des génotypes du VHC en Europe
Grande variabilité génétique :
– 6 génotypes, > 50 sous-types,
quasi-espèces
Source: Journal of Hepatology 2008; 48:148-162 (DOI:10.1111/j.1365-2893.2007.00855.x )
Classification et structure du VHC
• Virus découvert en 1989
• Famille des Flaviviridae, genre Hepacivirus
• Virions: 55-60 nm
• Génome: ARN simple brin, polarité positive.
Glycoprotéines
E1E2
ARN viral
Capside
Organisation du génome viral
Enveloppe
Capside
Co-facteur
NS3
Réplication/
Protéase
Assemblage
Hélicase/NTPase
Réseau
ARN-Polymérase
Protéase
Membranaire
ARN-dépendante
autocatalytique
Viroporine
Réplication
La variabilité génétique virale
Erreurs de la polymérase
NS5B
Populations virales
differentes (quasi-espèces)
• Réplication virale très rapide: 1012 virus/jour
• Absence d’activité correctrice de la polymérase NS5B
 Accumulation de mutations
 Apparition de populations virales différentes
Histoire naturelle et physiopathologie de
l’infection par le VHC
Infection aiguë
Hépatite chronique
75-90%
10-25%
Guérisons
spontanées
Cirrhose
~ 20 ans
20-30%
Hépato-carcinome
cellulaire (HCC)
1-4%
 L’ hépatite chronique progresse plus rapidement chez les patients âgés, chez
les hommes, chez les patients ayant un co-facteur tel que l'alcool ou un déficit
immunitaire, chez les patients ayant une co-infection VIH-VHC
Histoire naturelle et physiopathologie de
l’infection par le VHC
 L'hépatite C est actuellement la première indication de
greffe du foie en France.
 Le foie greffé est systématiquement réinfecté par le VHC et
présente très rapidement une hépatite chronique et une cirrhose.
Manifestations extra-hépatiques
de l’infection par le VHC
Les
manifestations
extrahépatiques
sont
essentiellement par les cryoglobulinémies mixtes:
représentées
~ 50% des hépatites C chroniques
 Le VHC induirait une prolifération poly-oligoconale de lymphocytes B
produisant des anticorps
 La cryoglobuline est constituée de complexes antigènes-anticorps spécifiques
du VHC
Elle peut être responsable d'un purpura, d'une néphropathie ou d'une
neuropathie
D'autres manifestations extra-hépatiques: lymphomes B non
hodgkiniens, les thyroïdites auto-immunes,..
Modes de transmission du VHC
Injection drug use
60%
Sexual 15%
Transfusion (before
screening) 10%
Occupational 4%
(Accident d'Exposition au Sang, AES)
Other* 1%
 Atteinte hépatique: Transaminases
élevées (ALAT, ASAT)
Unknown 10%
Diagnostic de l’infection par le VHC:
 Recherche des anticorps anti-VHC (ELISA)
 Détection et quantification de l’ARN du VHC (PCR)
 Génotypage (Séquençage nucléotidique; 5’NC, NS5b)
Cycle viral du VHC
1. Fixation
2. Endocytose
3. Fusion et
décapsidation
4. Traduction et
maturation des
protéines
7. Libération
5. Réplication
6. Assemblage
Modèle d’entrée du VHC dans l’hépatocyte
OCLDN
LDL-R = Récepteur des LDL, GAG= glycosaminoglycan/heparane sulfate, SR-BI = Scavenger
receptor de class B de type I, CL = claudin-1, OCLN= Occludin
Traitements
Peginterferon = interféron alpha conjugué au polyéthyléne glycol
Ribavirine = analogue nucléosidique de la guanosine
Réponse virologique prolongée (RVP ou SVR):
ARN du VHC indétectable par PCR (<50 UI/ml) 6 mois après la fin du traitement
Traitements
Les facteurs prédictifs de bonne réponse au traitement:
 Femme jeune
 Sans comorbidité (VIH infection)
 Charge virale sanguine pré-thérapeutique faible
 Génotypage du VHC non 1
 Facteur génetique: Polymorphismes proches du géne de l’IL28B (IFN-3)
 Tritherapie: Peginterferon + ribavirin + Télaprevir, prévue 2011
Télaprevir =
HCV géntoype 1
L´immunité contres les infection virales
 Interferons (IFNs)
Type I (IFN- et IFN-), type II (IFN-) et III (IFN-)
 Cellules NK
Production d‘IFN-, l‘activité cytotoxique
 Cellules dendritiques
Production d‘IFN-, -, -, IL-12
Internalisation et apprêtement des antigens viraux
Presentation aux lymphocytes T naives
 Lymphocytes T: CD4+ et CD8+ cytotoxique
 Lymphocytes B: anticorps neutralisants
Voie de signalisation des IFNs
 Le VHC interfère avec la signalisation et des effecteurs de l’IFN
Activité anti-virale
Diminution de la réplication
virale
HCV core
HCV NS5A
Activité immunomodulatrice
 Augmentation de l’activité
cytotoxique et la production
d’IFN- des cellules NK et
CD8+
 Le VHC échappe à la réponse innée pour favoriser sa persistance
Les réponses immunitaires cellulaires jouent un rôle
essentiel dans l’évolution de l’infection aiguë
Guérison spontanée
▲
T CD4 et CD8 forte,
multispécifique et
prolongée
Evolution d'une hépatite chronique
T CD4 et CD8 faible
et insuffisante,
transitoire

 La persistance du VHC est le résultat d’un échec de la réponse immunitaire
Mécanismes d'échappement à la réponse
immunitaire adaptative
1. Les mutations
2. L’altération des fonctions des cellules dendritiques
→ favorisent l’évolution vers la chronicité
Les mutations
• Accumulation de mutations dans les gènes codant les
protéines structurales et non-structurales du VHC
 l’échappement aux anticorps
 l’échappement à la détection par les
lymphocytes T CD8+ cytotoxiques
Mécanismes d'échappement à la réponse
immunitaire adaptative
1. Les mutations
2. L’altération des fonctions des cellules dendritiques
→ favorisent l’évolution vers la chronicité
Les cellules dendritiques (CDs)
CMH class II
TCR
CD4+ T
CMH class I
TCR
CD8+ T
 Cellules présentatrices d’antigènes
 Présentation de l’antigène aux lymphocytes T naïves
 Cellules effectrices de l'immunité innée (production IFN-, IL-12)
 Rareté des CDs dans le sang et les tissus lymphoïdes
(< 1% de l’ensemble des cellules)
 Population cellulaire très hétérogène
Fonctions des CDs
Activation
Migration
L'impact de l'infection par le VHC sur la
fonction des CDs
1. Sensibilité et permissivité des CDs au VHC:
 La détection du brin d'ARN positif et négatif du VHC:
Cultures de CDs infectées in vitro
CDs isolées chez des patients chroniquement
infectés par le VHC
 La production de protéines virales ou de particules
infectieuses n'est pas confirmée
L’infection des CDs par le VHC n’est pas productive
comparée à celle des hépatocytes.
L'impact de l'infection par le VHC sur la
fonction des CDs
 CDs des patients chroniquement infectés:
 Diminution du nombre des CDs dans le sang
 Diminution de l’ expression des molécules de costimulation (CD86, CD80,..)
 Diminution de la production d'IL12, IFN-
 Altération de la fonction allostimulatrice des CDs
 Des expériences in vitro:
Le VHC inhibe la synthèse de l’IFN- dans les cellules
dendritiques plasmacytoïdes
 empêcher l’initiation d’ une réponse cellulaire T efficace
Facteurs de l’hôte
Polymorphismes génétiques situé sur le sur le chromosome 19 (à proximité
du gène codant pour l’interleukine 28B /interféron lambda 3)
Le SNP (single nucléotide polymorphism) rs12979860, a été associé à une
élimination plus fréquente de l’infection du VHC.
L’IFN-λ3 est une cytokine qui possède une activité antivirale. Les SNPs
probablement influenceraient l’expression d’IFN-λ
Vaccin?
 induire chez l’hôte une réaction immune protectrice
 protéger de la maladie
 prévenir les formes graves des maladies
 Créer un vaccin efficace contre le VHC est un vrai défi!
Obstacles:
 Créer un vaccin capable d'offrir une protection prolongée contre
plusieurs génotype, sous-types, quasi-éspeces
Vaccin?
 Créer un vaccin efficace contre le VHC est un vrai défi!
Obstacles:
 Le VHC circule sous diverses formes: associé aux lipoprotéines,
lié à des immunoglobulines, libre
Transmission directe du VHC d’une cellule infectée à une cellule
non infectée
 Des modèles animaux pour étudier la réponse immunitaire contre
le VHC
Modèles de l‘infection par le VHC: in vivo
•Seuls l’homme et le chimpanzé sont naturellement sensibles à
l’infection par le VHC
 L'étude de la réponse immunitaire innée et spécifique adaptative
au VHC
L’évaluation des vaccins candidats (l’efficacité à protéger contre
une infection )
Limite:
 Le chimpanzé est protégé
 Modèle animal très cher (Les chimpanzés vivent en général de 40
à 60 ans)
 La fréquence de l’infection chronique est moins élevée (~ 50%)
que chez les sujets humains infectés par le VHC (~ 80%)
Modèles souris de l‘infection par le VHC
• Souris immunodéficientes, greffées avec hépatocytes humains:
le foie de souris immunodéprimées est détruit et puis recolonisé
par les hépatocytes humains
L’étude des nouvelles molécules antivirales et leur efficacité
Alb-uPA-transgenic mouse
SCID mouse
Hépatocytes
106 human
hepatocytes
humains
Alb-uPA/SCID mouse
Le développement d’un nouveau modèle de souris présentant un
système immunitaire et un foie humanisés est en cours
Résumé
 Tropisme hépatocytaire
 L’ hépatite C est la première cause de transplantation hépatique
 Le VHC présente une forte variabilité
 Les réponses immunitaires cellulaires T CD4+ et CD8+ jouent un
rôle essentiel dans l’élimination du VHC
 Un facteur génétique (polymorphismes génétiques IL-28B) a été
associé à une élimination plus fréquemment de l’infection du
VHC.
 Le VHC a développé des stratégies pour échapper à la réponse
immunitaire
 Le traitement standard de l’hépatite C (PegIFN + ribavirin) ne
permet de guérir que 50% des patients
 Pas de vaccin