Interrelationship between tetherin-mediated restriction and its Vpu-mediated antagonism in HIV-1 cell-to-cell spread and the potential to develop Vpu as an antiviral target

• Main Author: Kuhl, Björn
• Other Authors: Mark Wainberg (Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2011
• Subjects: Biology - Microbiology
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=104781

This doctoral thesis comprises three parts. The first two parts (Chapter 2 and 3) define the role of the host cell restriction factor tetherin in restriction of HIV-1 cell-to-cell spread. These chapters also characterize the tetherin-inducible cell line Sup-T1 that was used in Chapter 4 to investigate whether the antiviral activity of protease inhibitors might partially be attributed to tetherin modulation. Tetherin is an intrinsic host cell restriction factor that inhibits virus release by linking the viral membrane of the budding virus to the cellular membrane. The antiviral activity of tetherin has been commonly attributed to its cell surface expression. In HIV-1 infections, the viral protein Vpu antagonizes the tetherin-mediated restriction of virus release and downmodulates tetherin from the cell surface. In Chapter 2, we show that tetherin, besides restricting virus release, also restricts direct viral cell-to-cell spread. We also provide evidence that Vpu poses a fitness cost to HIV-1 in regard to cell-to-cell spread in the absence of tetherin, but is necessary for efficient cell-to-cell spread in the presence of tetherin. Tetherin appears also to play a role in synapse formation. In Chapter 3, we characterized cell line specific differences of the tetherin-Vpu interrelation in regard to cell surface expression of tetherin and virus release. However, Vpu-mediated tetherin antagonism in regard to cell-to-cell spread was similar in all cell lines and seemed to be independent of the level of tetherin cell surface downmodulation. In Chapter 4 we assessed whether protease inhibitors, whose antiviral activity partially depends on modulation of transmembrane proteins, may also modulate tetherin cell surface expression and/or the Vpu-mediated downmodulation of cell surface tetherin. As such, modulation was not apparent; thus, the antiviral activity of PIs is unlikely to be influenced by tetherin modulation activity. === Cette thèse de doctorat se compose de trois parties. Les deux premières parties (Chapitres 2 et 3) s'intéressent au rôle du facteur de restriction cellulaire tetherin dans l'inhibition de la propagation du VIH-1 de cellule à cellule. Ces Chapitres décrivent également la caractérisation de la lignée cellulaire Sup-T1 qui exprime la tetherin de manière inductible. Cette lignée cellulaire est utilisée dans le Chapitre 4 pour étudier si l'activité antivirale des inhibiteurs de protéases peut, en partie, être due à la régulation de la tetherin. La tetherin est un facteur de restriction intrinsèque de l'hôte qui inhibe le relargage du virus en liant la membrane virale du virion bourgeonnant à la membrane cellulaire. L'activité antivirale de la tetherin est généralement attribuée à son expression à la surface cellulaire. Dans l'infection par le VIH-1, la protéine virale Vpu empêche l'action de la tetherin et limite son expression à la surface de la cellule hôte. Dans le Chapitre 2, nous montrons qu'en plus d'inhiber le relargage des virions, la tetherin inhibe également la propagation de cellule à cellule. Nos résultats suggèrent que Vpu réduit la capacité infectieuse du virus en l'absence de la tetherin mais est absolument nécessaire à la propagation de cellule à cellule en présence de tetherin. La tetherin semble jouer un rôle dans la formation de synapse intercellulaire. Dans le Chapitre 3, nous analysons des différences entre des lignées cellulaires dans l'interaction fonctionnelle entre Vpu et la tetherin. Ces différences contribuent à la régulation de l'expression de la tetherin à la surface cellulaire et au relargage des virions dans ces différentes lignées cellulaires. Néanmoins, aucune différence dans la régulation de la propagation de cellule à cellule n'a pu être observée. À ce titre, l'inhibition de la propagation de cellule à cellule semble indépendante du niveau d'expression de la tetherin à la surface cellulaire. Dans le Chapitre 4, nous étudions si les inhibiteurs de protéase, dont l'activité antivirale dépend en partie de la régulation de protéines transmembranaires, peuvent également moduler l'expression de la tetherin à la surface cellulaire et/ou l'inhibition de la tetherin par Vpu. Cette étude suggère que l'activité antivirale des inhibiteurs de protéases ne dépend pas d'un effet sur la tetherin.