Effet « Warburg-like
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L’effet Warburg, un point commun entre virus et cancers ? L’exemple de la modulation de la glycolyse par le virus de l’hépatite C. RAMIERE Christophe Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI) Equipe « biologie cellulaire des infections virales » L’EFFET WARBURG Tissu différencié Cellules tumorales conso glucose glucose ? glucose pyruvate O2 Ac nucléiques Ac aminés Ac gras pyruvate lactate lactate CO2 36 ATP Phosphorylation oxydative 4 ATP Effet Warburg Les virus modulent-ils la glycolyse ? 1. Les virus ont besoin des mêmes éléments que la cellule pour leur multiplication lipides acides nucléiques acides aminés 2. Observations « anciennes » d’un effet « Warburg-like » sur des cellules infectées en culture : consommation glucose production lactate (Levy et Baron, J Infect Dis, 1957) Suggère une modification du métabolisme glycolytique par les (certains) virus α-D-Glucose HK GCK α-D-Glucose-1P PGM1 PGM2 G6PC α-D-Glucose-6P Ciblage des enzymes de la glycolyse par les protéines virales GPI ß-D-Fructose-6P PFKL PFKM PFKP FBP1 FBP2 ß-D-Fructose-1.6P2 ALDO A/B/C Dihydroxyacetone-P TPI1 Glyceraldehyde-3-P GAPDH Glycerate-1.3P2 BPGM Glycerate-2.3P2 PGK Glycerate-3P BPGM PGAM(1/2/4) BPGM Glycerate-2P L-Lactate LDHAL6A/B LDHA /B /C D-Lactate ENO Phosphoenol-pyruvate LDHD Glycolyse ciblée de façon particulière Cribles haut débit ++ Aspect fonctionnel peu/pas étudié PKLR PKM2 Pyruvate PCK(1-2) PC Oxaloacetate Source : Vinland db Perturbation du flux glycolytique par le CMV Consommation de glucose Sécrétion de lactate = effet Warburg-like Synthèse d’acides gras Perturbations de la glycolyse observées avec : - CMV - HSV - virus oncogènes : - KSHV - EBV - RSV - HPV Munger et al., Nature Biotech, 2008 Virus et glycolyse : les questions 1. Effet Warburg-like est-il commun à tous les virus ? 2. Perturbations de la glycolyse varient-elles selon les espèces virales ? A chaque sa signature ? Vastag et al., PLoS Pathogens, 2011 3. Mécanismes moléculaires à l’origine de ces détournements métaboliques ? Modulation de l’expression des enzymes ? Modulation de l’activité des enzymes ++ ? Isoformes ? Interactions protéiques ? RESULTATS : VHC ET GLYCOLYSE VHC : tropisme limité au foie, un organe central du métabolisme Liens forts entre VHC et perturbations métaboliques Infection VHC in vitro = augmentation de la glycolyse aérobie Interactions protéines virales / cellulaires en cause ? Ramière et al., J. Virol. 2014 Infections virales et glycolyse Cellules infectées par le VHC conso glucose Screening interactions protéines VHC / enzymes de la glycolyse Bartenschalger et al., J Hepatol, 2010 pyruvate production lactate Ramière et al., J. Virol. 2014 Interaction NS5A VHC et hexokinase 1. Confirmation par coIP 2. NS5A transfectée seule reproduit les perturbations observées dans les cellules infectées par le virus entier Ramière et al., J. Virol. 2014 NS5A du VHC est un activateur allostérique de l’hexokinase Les domaines de NS5A impliqués sont les domaines peu structurés Modifications de la Vmax et du Km de l’hexokinase par NS5A NS5A NS5A NS5A = Activateur allostérique de l’enzyme Ramière et al., J. Virol. 2014 Conclusions Ciblage intense de la voie de la glycolyse par les virus Certaines infections virales sont à l’origine d’un effet Warburg-like - VHC = nouvel exemple - phénomène constant ? - hypothèse : réponse aux besoins de synthèse accrus (comme pour les cellules cancéreuses ?) Modèle du VHC - perturbations liées (en partie) à des interactions protéines virales/enzymes de la glycolyse - possible même avec un nombre limité de protéines - protéines virales peuvent se comporter comme des activateurs enzymatiques Perspectives : - étude de la glycolyse dans d’autres infections virales - mécanismes communs ou stratégies très diverses ? - virus / protéines virales : outils de modulation de la glycolyse Vincent Lotteau Patrice André Olivier Diaz Anne Aublin-Gex Caroline Charre Clémence Jacquemin Karim Mouzannar Laure Perrin Marine Porcherot Marlene Roy Caroline Scholtes Infections virales et glycolyse conso glucose Infection virale Levy et al., 1957 glucose Carbones économisés biomasse pyruvate lactate Effet « Warburg-like » QUESTIONS Quelles sont les modifications métaboliques induites par virus ? Un effet Warburg-like est-il constant au cours des infections virales ? Mécanismes moléculaires à l’origine de ces détournements métaboliques ? Infections virales et glycolyse PROJET DE RECHERCHE Objectifs : Extension de l’étude à d’autres familles virales - Effet Warburg-like ? - Ciblage de l’hexokinase ? Focalisation sur le réseau protéique HK/VDAC/ANT3 HK2 Glycolyse (cancers) NS5A (VHC) HK2 ORF3 (VHE) HK1 VDAC ANT3 HBx (VHB) PB1F2 (grippe) vMAP (HV68) vpr (VIH) PB1F2 (grippe) Contrôle de l’apoptose uniquement Impact de ces interactions sur la glycolyse ? Sen et al., Cell Cycle, 201(
