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Article de méthode

Mesure du stress du réticulum endoplasmique et de la réponse protéique dépliée dans les lymphocytes T infectés par le VIH-1 et analyse de son rôle dans la réplication du VIH-1

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DOI :

10.3791/66522

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14 juin 2024

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Dans cet article

Résumé

Nous décrivons ici certaines méthodes établies pour déterminer le stress du réticulum endoplasmique (RE) et l’activation de la réponse protéique dépliée (UPR), en mettant l’accent sur l’infection par le VIH-1. Cet article décrit également un ensemble de protocoles pour étudier l’effet du stress du RE/UPR sur la réplication du VIH-1 et l’infectiosité du virion.

Résumé

Les infections virales peuvent provoquer un stress du réticulum endoplasmique (RE) en raison d’une accumulation anormale de protéines, conduisant à une réponse protéique dépliée (UPR). Les virus ont développé des stratégies pour manipuler l’UPR de l’hôte, mais il y a un manque de compréhension détaillée de la modulation de l’UPR et de son importance fonctionnelle pendant l’infection par le VIH-1 dans la littérature. Dans ce contexte, le présent article décrit les protocoles utilisés dans notre laboratoire pour mesurer les niveaux de stress du RE et l’UPR pendant l’infection par le VIH-1 dans les lymphocytes T et l’effet de l’UPR sur la réplication virale et l’infectiosité.

La coloration à la thioflavine T (ThT) est une méthode relativement nouvelle utilisée pour détecter le stress du RE dans les cellules en détectant les agrégats de protéines. Ici, nous avons illustré le protocole de coloration ThT dans les cellules infectées par le VIH-1 pour détecter et quantifier le stress du RE. De plus, le stress du RE a également été détecté indirectement en mesurant les niveaux de marqueurs UPR tels que BiP, IRE1 phosphorylé, PERK et eIF2α, l’épissage de XBP1, le clivage de ATF6, ATF4, CHOP et GADD34 dans les cellules infectées par le VIH-1, en utilisant l’immunoblot conventionnel et la réaction en chaîne par polymérase à transcription inverse quantitative (RT-PCR). Nous avons constaté que la fluorescence ThT est en corrélation avec les indicateurs d’activation de l’UPR. Cet article présente également les protocoles permettant d’analyser l’impact du stress RE et de la modulation UPR sur la réplication du VIH-1 par des expériences d’inactivation ainsi que l’utilisation de molécules pharmacologiques. L’effet de l’UPR sur l’expression/réplication du gène VIH-1 et la production de virus a été analysé par des tests rapporteurs de la luciférase et par ELISA de capture de l’antigène p24, respectivement, tandis que l’effet sur l’infectiosité du virion a été analysé par coloration des cellules rapporteures infectées. Collectivement, cet ensemble de méthodes fournit une compréhension complète des voies de réponse protéique dépliée pendant l’infection par le VIH-1, révélant sa dynamique complexe.

Introduction

Le syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA) se caractérise par une réduction progressive du nombre de lymphocytes T CD4+, ce qui entraîne une défaillance progressive de la réponse immunitaire. Le virus de l’immunodéficience humaine 1 (VIH-1) est l’agent causal du sida. Il s’agit d’un virus à ARN simple brin enveloppé, de sens positif, avec deux copies d’ARN par virion et appartenant à la famille des rétroviridae. La production de fortes concentrations de protéines virales dans la cellule hôte exerce une pression excessive sur la machinerie de repliement des protéines de la cellule1. Le RE est le pr....

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Protocole

REMARQUE : Les lignées cellulaires utilisées ici sont HEK-293T et Jurkat J6 (une lignée cellulaire CD4+T), qui ont été obtenues à partir du Cell Repository, NCCS, Pune, Inde ; TZM-bl, une lignée cellulaire dérivée de HeLa qui a intégré des copies des gènes de la β-galactosidase et de la luciférase sous le promoteur de la longue répétition terminale (LTR) du VIH-124 et CEM-GFP (une autre lignée cellulaire rapporteuse de CD4+ T)25 a été obtenue du NIH AIDS Repository, aux États-Unis.

1. Préparation et stockage des stocks du virus VIH-1

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    Résultats

    Dans ce travail, nous avons décrit un protocole détaillé pour étudier in vitro le stress du RE et l’activation de l’UPR lors de l’infection par le VIH-1 dans les lymphocytes T (Figure 2). Cette étude décrit également des méthodes d’analyse de la pertinence fonctionnelle de l’UPR dans la réplication du VIH-1 et l’infectiosité du virion (Figure 3).

    Dans ce but, nous avons analysé le stress du R.......

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    Discussion

    Le champ d’application du présent protocole comprend (i) la manipulation des stocks de virus VIH-1 et la mesure de la concentration virale et de l’infectiosité du virion, (ii) l’infection des lymphocytes T par le VIH-1 et l’évaluation de son effet sur le stress du RE et différents marqueurs de l’UPR, (iii) l’effet de l’inactivation des marqueurs de l’UPR et leur effet sur l’activité du gène LTR du VIH-1, la production de virus et l’infectiosité du virion et (iv) la surstimulation de l’U.......

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    Déclarations de divulgation

    Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à déclarer.

    Remerciements

    Nous remercions le Centre national des sciences cellulaires, Département de biotechnologie, gouvernement de l’Inde, pour son soutien intra-muros. AT et AD sont reconnaissants du soutien à la recherche doctorale reçu du Centre national des sciences cellulaires, Département de biotechnologie, gouvernement de l’Inde. DM est reconnaissant pour la bourse nationale JC Bose du SERB, gouvernement de l’Inde.

    ....

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    Matériaux

    Liste des matériaux utilisés dans cet article
    NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
    AcrylamamideBiorad, États-Unis1610107
    AgaroseG-Biosciences, États-UnisRC1013
    Persulfate d’ammoniumSigma-Aldrich, États-UnisA3678
    Anticorps anti-ATF4Technologie de signalisation cellulaire, États-Unis11815Détection par transfert Western Dilution-1:1000
    Anticorps anti-ATF6Abcam, Royaume-Uniab122897Détection par transfert Western Dilution-1:1000
    Anticorps anti-CHOPCell Signaling Technology, États-Unis2897Détection par transfert Western Dilution-1:1000
    anticorps anti-eIF2&alphaSanta Cruz Biotechnology, États-Unissc-11386Détection par transfert Western Dilution-1:2000  ;
    anticorps anti-GADD34Abcam, Royaume-Uniab236516Détection par transfert Western Dilution-1:1000
    Anticorps anti-GAPDHSanta Cruz Biotechnology, États-Unissc-32233Détection par transfert Western Dilution-1:3000  ;
    anticorps anti-HSPA5Technologie de signalisation cellulaire, États-Unis3177Détection par transfert Western Dilution-1:1000
    Anticorps anti-IRE1Technologie de signalisation cellulaire, États-Unis3294Détection par transfert Western Dilution-1:2000
    Anticorps conjugué HRP anti-souris  ;Biorad, États-Unis1706516Détection par transfert Western Dilution - 1:4000
    anticorps anti-peIF2&alphaInvitrogen,États-Unis 44-728GDétection par transfert Western Dilution - 1:1000
    Anticorps anti-PERKTechnologie de signalisation cellulaire, États-Unis5683Détection par transfert Western Dilution-1:2000
    Anticorps anti-pIRE1Abcam, Royaume-Uniab243665Détection par transfert Western Dilution - 1:1000
    anticorps anti-pPERKInvitrogen, États-UnisPA5-40294 Détectiontransfert Western Dilution-1:2000
    Anticorps conjugué anti-rabbit HRPBiorad, États-Unis1706515Détection par transfert Western Dilution - 1:4000
    Anticorps anti-XBP1Abcam, Royaume-Uniab37152Détection par transfert Western Dilution-1:1000
    Centrifugeuse à grande vitesse de paillasseEppendorf, États-Unis5804RRotor - F-45-30-11
    Centrifugeuse de paillasse à basse vitesseEppendorf, États-Unis5702RRotor- A-4-38
    Bis-AcrylamideBiorad, États-Unis1610201
    Albumine sérique bovine (BSA)MP biomedicals, États-Unis160069
    Réactif BradfordBiorad, États-Unis5000006
    CalPhos mammalian Kit de transfectionClontech, Takara Bio, États-Unis631312Stock de virus préparation
    CEM-GFPNIH, AIDS Repository, USA3655
    Substrat Clarity ECLBiorad, USA1705061substrat de détection de chimiluminescence
    Substrat Clarity max substrat ECLBiorad, USA1705062substrat de détection de chimiluminescence
    Microscope confocal à balayage laserOlympus, JaponModèle :FV3000
    CentrifugeuseCytospin Thermo Fisher Scientific, États-UnisASHA78300003
    DMEMInvitrogen, États-Unis11995073
    DMSOSigma-Aldrich, États-UnisD2650
    dNTPsPromega, États-UnisU1515
    DTTInvitrogen, États-UnisR0861
    EDTAInvitrogen, États-Unis12635
    EtBrInvitrogen, États-Unis15585011
    sérum de veau fœtalInvitrogen, États-Unis16000044
    G418Invitrogen, États-Unis11811023
    Glutaraldéhyde 25 %Sigma-Aldrich, États-UnisG6257Essai d’infectiosité
    GlycineThermo Fisher Scientific, États-UnisQ24755
    HEK-293TNCCS, Inde
    VIH-1 infectieux Clone moléculaire pNL4-3NIH, AIDS Repository, USA114
    Microscope inverséNikon, JaponModèle : Eclipse Ti2
    iTaq Universal SYBR Green SupermixBiorad, USA1715124
    Jurkat J6NCCS, Inde
    Chlorure de magnésiumSigma-Aldrich, USAM8266Infectiosité dosage
    MMLV-RT  ;Invitrogen, États-Unis28025013
    Réactif MTTSigma-Aldrich, États-UnisM5655Essai de viabilité cellulaire
    N,N-diméthyl formamideFluka Chemika40255Essai d’infectiosité
    NaClThermo Fisher Scientific, États-UnisQ27605
    NaFSigma-Aldrich, États-Unis201154
    NP40Invitrogen, États-Unis85124
    Kit ELISA de capture d’antigène P24ABL, États-Unis5421
    Échelle de protéines pré-colorées PageRulerSci-fi Biologicals, IndePGPMT078
    ParaformaldéhydeSigma-Aldrich, États-UnisP6148
    pEGFP-N1Clontech, États-Unis632515
    Pénicilline/StreptomycineInvitrogen, États-Unis151140122
    Inhibiteur de la phosphataseSigma-Aldrich, États-Unis4906837001
    Phusion Mastermix PCR haute fidélité avec tampon GCNEB, États-UnisM05532
    pLKO.1-TRCAddgene, États-Unis10878Vecteur de clonage lentiviral
    pMD2.GAddgene, États-Unis12259Vecteur d’enveloppe VSV-G
    PMSFSigma-Aldrich, États-UnisP7626
    Polyéthylénimine (PEI)  ;Polysciences, Inc., États-Unis23966
    Ferricyanure de potassiumSigma-Aldrich, États-Unis244023Essai d’infectivité
    Ferrocyanure de potassiumSigma-Aldrich, États-UnisP3289Essai d’infectiosité
    Inhibiteur de protéaseSigma-Aldrich, États-Unis.
    psPAX2Addgene, États-Unis12260Plasmide d’emballage lentiviral
    PuromycineSigma-Aldrich, États-UnisP8833Sélection de cellules stables
    Membrane PVDFBiorad, États-Unis1620177
    Amorces aléatoiresInvitrogen, États-Unis48190011
    RPMI 1640Invitrogen, États-Unis22400105
    SDSSigma-Aldrich, États-UnisL3771
    Substrat Steady-GloPromega, États-UnisE2510Essai luciférase
    T4 ADN ligaseInvitrogen, États-Unis15224017
    TEMEDInvitrogen, États-Unis17919
    ThapsigarginSigma-Aldrich, États-UnisT9033
    Thioflavin TSigma-Aldrich, États-Unis596200
    TrisThermo Fisher Scientific, États-UnisQ15965
    Triton-X-100Sigma-Aldrich, États-UnisT8787
    TrizolInvitrogen, États-Unis15596018
    Tween 20Sigma-Aldrich, États-UnisP1379
    TZM-blNIH, AIDS Repository, États-Unis8129
    UltracentrifugeuseBeckman Optima L90K, États-Unis330049Rotor-SW28Ti
    UltraPure X-galInvitrogen,États-Unis 15520-018Essai d’infectiosité
    par 5056489001

    Références

    1. Levy, J. A. HIV and the Pathogenesis of AIDS. 3rd. , ASM Press. (2007).
    2. Hebert, D. N., Molinari, M. In and out of the ER: Protein folding, quality control, degradation, and related human diseases. Physiol Rev. 87 (4), 1377-1408 (2007).
    3. Mori, K.

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    Réimpressions et autorisations

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