Le développement de modèles expérimentaux d’infection par le virus de l’hépatite C (VHC) prenant en compte le patrimoine génétique de l’hôte est nécessaire. En effet, de récentes études ont démontré l’influence du patrimoine génétique du patient aussi bien sur l’histoire naturelle de l’infection que sur la réponse aux traitements antiviraux [1].

Le modèle expérimental le plus utilisé est basé sur l’infection par le VHC de cellules de la lignée Huh7 [2], issues d’un hépatocarcinome ; il ne permet donc pas l’analyse de l’infection dans le contexte d’un patrimoine génétique particulier. De plus, ces cellules transformées ne reproduisent que très imparfaitement la physiologie des hépatocytes humains adultes (HH). Les cultures primaires d’hépatocytes humains peuvent être infectées par le VHC [3] et, dans une certaine mesure, permettraient d’étudier l’importance du génome de l’hôte dans l’infection. Cependant, les hépatocytes primaires ne permettent qu’une réplication limitée du virus, comparés aux cellules Huh7, et, de plus, ils ne peuvent être maintenus en culture que quelques jours, et, surtout, sont difficiles à obtenir (ils proviennent de résections hépatiques). Les hépatocytes humains peuvent aussi être greffés dans le foie de différents modèles de souris immunodéficientes transgéniques (modèles uPA, FAH¹) (→) [10], où ils sont permissifs à l’infection in vivo par différents virus hépatotropiques [4].

(→) Voir la Nouvelle de H. Gilgenkrantz, m/s juin-juillet 2011, n° 6/7, page 587

Récemment, il a été décrit que les cellules souches pluripotentes induites (iPS, pour induced pluripotent stem cells) [5], obtenues après reprogrammation nucléaire de cellules somatiques - les fibroblastes dermiques ou les cellules sanguines constituant des types cellulaires relativement aisés à obtenir - peuvent être différenciées en cellules hépatocytaires appelées HLC (pour hepatocyte-like cells) [6, 7, 11]. Ces hépatocytes-like représentent un modèle de choix pour analyser aussi bien le métabolisme cellulaire (maladies hépatiques d’origine génétique, par exemple), que l’infection par des virus hépatotropes dans le contexte du fond génétique du donneur.

La différenciation de cellules iPS en cellules de type hépatocytes est basée sur un traitement séquentiel avec différents facteurs de croissances et molécules, et, dans notre protocole, suit trois étapes :

Première étape : induction des cellules pluripotentes vers l’endoderme définitif, sous l’influence de l’activine A et du FGF2 (fibroblast growth factor), ce qui induit l’expression de facteurs de transcription typiques des cellules d’endoderme définitif (SOX17 et FOXA2).

Seconde étape : spécification hépatique, en présence de HGF (hepatocyte growth factor, 100 ng/ml) et 0,1 % de diméthylsulfoxyde (DMSO) pour induire l’expression de gènes associés au métabolisme hépatique. En particulier, le gène HNF4A (hepatocyte nuclear factor 4A) est fortement induit, et agit comme un régulateur central de la différenciation hépatique, induisant l’expression par exemple de l’alpha-fœtoprotéine (AFP) et de l’antitrypsine A1 (AAT).

Troisième étape : maturation hépatique par traitement avec de la déxaméthasone, ce qui provoque un important changement de morphologie (cellules polygonales, parfois binucléées, petits noyaux ronds, très similaires à des hépatocytes humains en culture primaire). Surtout, ce traitement induit l’expression de marqueurs hépatiques matures, tels que l’albumine, le facteur de coagulation FVII, et différentes isoformes des enzymes de détoxification dont le cytochrome P450. Bien que reproduisant différents processus biologiques et métaboliques typiques d’hépatocytes humains primaires (stockage du glycogène et de lipides, capture et sécrétion de lipoprotéines), les hépatocytes-like issus des iPS restent immatures comparés aux hépatocytes humains primaires, comme le montre la persistance de l’expression de marqueurs fœtaux comme l’AFP.

L’infection productive par le VHC est strictement limitée aux hépatocytes humains adultes. Dans notre expérience, les hépatocytes-like issus d’iPS étaient susceptibles à l’infection in vitro par le VHC, qu’il s’agisse de virus produits en culture cellulaire (isolat JFH1, de génotype 2a) ou du sérum de patients chroniquement infectés par des virus de différents génotypes, comme cela a été décrit récemment [8]. Cependant, le niveau de réplication virale était très bas, et la production de particules infectieuses faible, en raison peut-être de la maturation incomplète des hépatocytes. De plus, il est important de noter que le niveau de réplication virale tendait à diminuer après deux semaines, ce qui correspondait à une dédifférenciation des hépatocytes in vitro.

Nous avons aussi observé le déclenchement d’une réponse cellulaire de type interféron, suggérant que ce système constitue un modèle intéressant pour l’étude de la réponse immune innée au virus.

L’infection in vivo d’hépatocytes-like humains différenciés à partir de cellules iPS dérivées de cellules somatiques de patients constitue une approche unique permettant d’étudier l’infection à long terme de cellules hépatocytaires matures par le VHC dans le contexte du patrimoine génétique du patient [9]. Cette approche pourrait constituer un outil important non seulement pour analyser l’influence du génome du patient sur la primo-infection par le VHC et le passage à la chronicité de l’infection, mais aussi pour la validation de traitements antiviraux adaptés au patient.

Les auteurs déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt concernant les données publiées dans cet article.