Le foie. Zone centro-lobulaire. Espace porte

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1 LE FOIE

2 Le foie

3 Le foie Zone centro-lobulaire Espace porte

4 ORGANISATION DES TRAVEES HEPATOCYTAIRES

5 VIRUS DE L HEPATITE L B HEPATITE CHRONIQUE

6 L HEPATITE DE PROMETHEE Prométhée sur le mont Caucase «1 er HEPATITE CHRONIQUE»

7 VIRUS DE L HEPATITE L B (VHB) Foie Normal Hépatite Virale B VHB

8 L HEPATITE VIRALE B Millions de sujets infectés chroniquement Evolution de l infection virale B : (risque x100) Infection aiguë Infection chronique Cirrhose hépatocarcinome 1 million de décès par an dans le monde Traitements : IFNα et/ou Analogues nucléosidiques Pour l IFNα : 20-40% de rémission Vaccins recombinants

9 Epidemiologie du VHB en France sujets HBsAg positifs: > 100,000 ( INVS 2005) sujets portant au moins un marqueur HBV: > 1 million nouveaux cas: 90% chez des sujets jeunes (+de 20 ans) 2X plus d hommes que de femmes transmission: voie sexuelle 41% toxicomanie intraveineuse 15% voyage 15% tatouage, dialyse, transmission néonatale carcinome hépatocellulaire associé à l HBV: 2,000 cas par an /6,900 au total

10 PREVALENCE DU VHB DANS LE MONDE

11 LE VIRUS DE L HEPATITE B ASPECTS VIROLOGIQUES

12 VIRUS DE L HEPATITE L B Particule 22 nm Particule 100 nm PréS1/S2/S PréS2/S S Lipide Particule Dane Capside Pré-S1 Pré-S2 Protéine Core Polymérase virale VHB Génome viral PARTICULE DE DANE

13 VIRUS DE L HEPATITE L B (VHB) Famille : Hepadnaviridae Particules virales sériques : Tropisme : hépatocytaire (principalement) Structure du VHB : L (PréS1-PréS2-S) M (PréS2-S) HBs / S Sphériques Filamenteuses CAPSIDE Particules vides (Ø 22 PréS1 nm max /ml) PréS2 HBc / Core ENVELOPPE Bicouche lipidique Polymérase virale Virion (Ø 42 nm max /ml) Diamètre 42 nm Génome viral (8 génotypes A-H)

14 ENVELOPPE PréS1/S2/S PréS2/S S Lipide Capside Pré-S1 Pré-S2 Protéine Core Polymérase virale Génome viral (42 nm diamètre) 560 Nu C 2642 Nu P 1283 Nu S 3200 nucléotides 413 Nu X Orientation transcriptionnelle

15 NTCP (?) Cytoplasme Vésicule d endocytose Golgi? Réticulum endoplasmique noyau Import nucléaire Intégration ADN super enroulé ARN prégénomique ARN prégénomique 3.5 kb 2.4 kb ~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~ 2.1 kb ~~~~~~ 0.8 kb ~~~ ~~~ polymérase virale ~~~~

16 HISTOIRE NATURELLE DE L INFECTION VIRALE B Contage sang, sexe, mere/enfant Infection aiguë 95% 5% 80% asymptomatique 20% hépatite aiguë 0,1% fulminante Guérison Infection chronique 70% 30% Hépatite chronique Portage sain 20% Cirrhose 10% Hépatocarcinome

17 EVOLUTION DE L INFECTION VIRALE SELON LA REPARTIRTION GEOGRAPHIQUE DE LA PREVALENCE DU VHB Régions non endémiques Europe du Nord, USA Infection à l âge adulte Régions endémiques Asie du SE, Afrique Noire Infection périnatale et natale Infection chronique 5 % Infection chronique 80% Cirrhose 20% Cirrhose 20% Hépatocarcinome 3-5% / an Hépatocarcinome 3-5% / an

18 INFECTION AIGUË PAR LE VHB

19 PATHOGENESE DE L INFECTION PAR LE VHB Hépatocyte non infecté VHB Hépatocyte infecté Réponse immunitaire (CTL) Cytokines (TNFα, IFNγ ) Nécrose/apoptose hépatocytaire Antiviraux VHB Clairance virale Persistance virale Tolérance immunitaire

20 La réponse immunitaire antivirale IL-4, IL-12, IFN-γ,, TNF-α CPA CMH-II LT CD4+ Cytokines Th1 (IL-2,TGF 2,TGF-β,, IFN-γ) Cytokines Th2 (IL-10, IL-4, IL-5) LB Peptides viraux Inhibition de la réplicationr TNF α et IFN γ LT CD8+ CMH-I Mort Cellulaire (CTL) Anticorps spécifiques Hépatocytes infectés Noyau Virus

21 Infection aiguë et guérison Infection chronique Lymph. B T CD4+ auxiliaires T CD8+ cytotoxiques Lymph. B anti-hbs T CD4+ auxiliaires transitoires T CD8+ cytotoxiques très basses fréquences Anticorps (anti-hbs) Cytokines Th1 persistance des virus extracellulaires Tho/Th2 Cytokines élimination des virus extracellulaires élimination des virus intracellulaires persistance des virus intracellulaires

22 INFECTION CHRONIQUE PAR LE VHB : PERSISTANCE VIRALE

23 Evolution biologique de l hépatite l chronique liée e au VHB AgHBe Anti-HBc AgHBs Anti-HBe % du taux maximal >10 9 cp/ml cp/ml <10 5 cp/ml >10 5 cp/ml ADN viral sérique Taux de transaminases sériques Années après l infection Immunotolérance Phase immunoactive Phase de faible réplication Réactivation Aucune à modérée Modérée à sévère Cirrhose Aucune à modérée Hépatocarcinome Modérée à sévère Cirrhose Atteinte hépatique

24 Hépatite chronique B - Cirrhose

25 Marqueurs diagnostiques du VHB Capside ENVELOPPE PréS1/S2/S PréS2/S S Lipide Pré-S1 Pré-S2 Protéine Core Polymérase virale Génome viral Marqueurs directs Ag HBs Ag HBe ADN viral Marqueurs indirects Ac anti-hbs Ac anti-hbe / HBc

26 ORGANISATION DU CADRE OUVERT DE LECTURE LA CAPSIDE DU VHB ATG Pré C ATG C 29 aa 183 ou 185 aa A partir du transcrit prégénomique court HBcAg/p21 Région riche en aa basique A partir du transcrit prégénomique long HBeAg/p18

27 Capside Icosaedrique du VHB Ag HBe Protéine sécrétée Marqueur de la réplication virale PréC Peptide signal - REG Maturation post-traductionnelle C C Riche en Arg P P Ag HBe

28 PROGRESSION DE L INFECTION PAR LE VHB De l infection l aiguë à la chronicité

29 Evolution des marqueurs au cours de l hépatite l B sans passage à la chronicité Titre SYMPTOMES Ag HBe Ac anti-hbe Ag HBs IgM anti-hbc Ac HBc Ac HBs ADN semaines

30 Evolution des marqueurs sérologiques s au cours de l hépatite B chronique AIGUE (6 mois) CHRONIQUE (années) Titre Ag HBe Ac anti-hbe Ag HBs Ac HBc IgM anti-hbc années semaines ADN

31 VARIABILITE GENETIQUE DU VHB Persistance virale

32 VARIABILITE GENETIQUE DU VHB Virus à ARN (VIH) 10-3 substitutions/site/an VHB 10-5 substitutions/site/an Virus à ADN (herpès virus) 10-7 substitutions/site/an Formation d une «quasi-espèce» virale. Analyse phylogénétique 8 génotypes de A à H (+ 8% de divergence) réparties selon la localisation géographique de l infection virale.

33 MUTATIONS SILENCIEUSES OU NON UGA AGC UGC AUC AGG UUC UGG AUG UUG

34 QUASI-ESPECE VIRALE

35 Sous-types et génotype du VHB: un virus très stable Sous-type sérologique Génotype (8%) HBV X70185 HBV V00866 HBV X51970 HBV M12906 HBV D12980 HBV D00630 HBV M54923 HBV D00220 HBV J02203 HBV X72702 HBV X75658 DHBV (adw2) (adw2) (adw) (adr) (adr) (adr) (adw2) (chimp) (ayw3) (ayw) (adw4) genotype A genotype C genotype B genotype D genotype F Europe de l ouest Asie pourtour méditerranéen Amérique du Sud Océanie Génotype C par rapport au génotype B plus fréquemment lié au CHC? Génotype A et B meilleurs répondeurs à IFN α que C et D

36 VARIABILITE GENETIQUE : IMPLICATIONS CLINIQUES DOMAINE IMPACT IMPLICATION CLINIQUE Génotypes Sensibilisation à l emergence de certaines Sévérité de la maladie? mutations dans les régions PréS/S et PréC/C Promoteur PréC/C Gène PréC/C de la réplication Sévérité de la maladie? de l expression de l Ag HBe Résistance à l IFN α arrêt synthèse HBe Sévérité de la maladie? d épitopes T Echappement immunitaire Gène PréS/S Protéines PréS2/S tronquées Déterminant antigénique «a» Tumorigenèse Echappement thérapeutique Echappement thérapeutique Gène Polymérase activité de la polymérase virale Sévérité de la maladie? Gène X capacités transactivatrices Tumorigenèse

37 VIRUS ET CANCER

38 ETAPES DU CYCLE CELLULAIRE Division Rb Contrôle du fuseau (alignement des chromosomes) Contrôle de G2 (lésion ADN, réplication ADN) c 4n ADN P Rb P c G2 3 4 h S 6 8 h M 1 h G h c G0 Rb 2n ADN Synthèse ADN 2n 4n Rb P Point de Restriction (lésion ADN)

39 Virus et cancer humain : généralités A l échelle mondiale : 15% de tous les cancers humains ont une étiologie virale Virus associés à des cancers humains - Rétroviridae : HTLV-1 - Papillomaviridae : HPV - Herpesviridae : EBV/HHV-8 - Virus des hépatites : - Hepadnaviridae : HBV - Flaviviridae : HCV Chaque individu infecté par le virus ne développe pas une tumeur. En d autre termes, la seule infection virale n est pas capable de développer un processus malin.

40 Virus et cancer humain : généralités 1) Longue période d incubation avant l apparition de la tumeur humaine 2) L infection virale est une première étape d un processus à plusieurs étapes aboutissant au cancer 3) Beaucoup de données sur le rôle des virus dans le développement de cancers humains proviennent de données épidémiologiques

41 VHB ET CANCER DU FOIE

42 Hépatite chronique B - Hépatocarcinome

43 Histologie hépatique Fibrose annulaire Stroma fibreux Nodule de régénération Nodule tumoral Infiltrat inflammatoire Cirrhose Cancer

44 VHB? Hépatite Chronique? Carcinome HepatoCellulaire CHC VHC?? Cirrhose

45 Rupture de l équilibre = perte de l autocontrôle cellulaire Caractéristiques ristiques d une d cellule cancéreuse L immortalité L autonomisation (division cellulaire) L infiltration - migration

46 VHB et carcinogenèse hépatiqueh Prévalence de l AgHBsl plus forte chez les malades avec CHC que dans la population généraleg Risque relatif de développer d CHC est plus important chez les sujets AgHBs (+) que chez AgHBs (-) Vaccination systématique contre le VHB induit une diminution de moitié de l incidence l du CHC (Taïwan) 5% de porteurs chroniques dans le monde mais 60% des cas de CHC chez les porteurs du VHB

47 Rôle de l hépatite B dans le cancer du foie Arguments épidémiologiques: les régions de forte endémie (Asie, Afrique) sont celles où l incidence du CHC est la plus forte 5% de porteurs chroniques dans le monde mais 60% des cas de CHC chez les porteurs du VHB Etudes prospectives: le risque de développer un cancer du foie est augmenté de 100 fois pour une personne infectée.

48 Mecanisme (s) indirect(s) liant VHB et Cancer primitif du foie

49 Fibrose hépatique Fibrose annulaire Nodule de régénération Infiltrat inflammatoire Cirrhose

50 FIBROSE HEPATIQUE Rôle physiologique : Limiter l extension des lésions et de la réponse inflammatoire déclenchées par une agression hépatique FOIE NORMAL Fibrogenèse FOIE LÉSÉ Hépatocytes Cellules stellaires quiescentes Espace de Disse Fibres Cellules stellaires activées Perte microvillosités Cellule Endothéliale Cellule Kupffer Perte fenestration endothéliale Activation Cellule Kupffer Sinusoïde Hépatique Sinusoïde Hépatique Fibrogenèse TGF-β

51 VHB ET ONCOGENESE DU FOIE Mécanismes «indirects» Hépatite Aiguë Foie sain Hépatite chronique Cirrhose Destruction du foie Infection chronique IGFII TGFα TGFβ EGF Régénération Prolifération Cirrhose hépatique Cancer Emergence d un clone de cellule cancéreuses Stroma fibreux Nodule tumoral CHC

52 Carcinome hépato-cellulaire Stroma fibreux Nodule tumoral

53 Rôle direct du VHB

54 Evolution des infections chroniques liées au VHB 3 phases d évolution de l infection chronique par le VHB : 1) Phase de tolérance immunitaire (réplication +++, peu de lésions hépatiques pas de traitt) 2) Phase de clairance immunitaire ou hépatite chronique (réplcation ++ et lésion inflammatoire intra-hépatique phase d équilibre lésions du foie durables (cirrhose) PBH - Traitement). 3) Phase de portage inactif ou de rémission (5% / an séroconversion «e» - normalisation des ALT réplication ± - possible réactivation avec ± émergence de mutant CHC). 4) Clairance de l Ag HBs (guérison clinique hépatite occulte)

55 CANCER PRIMITIF DU FOIE AgHBs + Ag HBs - Prévalence Asie Afrique Europe USA 60-80% 20-40% 10-20% 80-90% ADN du VHB 1 copie/cellule 1 copie/ 100 cellules intratumorale tumorale tumorales Association 10-20% 40-80% au VHC

56 Le multi-hit-multi-step ou la progression par étapes L initiation (hit and run) phénomène irréversible mutations de gènes impliqués dans la croissance ou la différenciation (ex : mutation du proto-oncogènes H-ras) rôle des carcinogènes infection par un onco-virus : introduction directe dans le génome de la cellule d un oncogène déjà activé.

57 La Promotion et la Progression Après l initiation par des carcinogènes, c est le rôle des promoteurs Les promoteurs tumoraux agissent comme des activateurs géniques expression phénotypique des modifications génotypiques Les agents génotoxiques (cassures d ADN/ radicaux libres) accélèrent la progression Les aberrations chromosomiques et l aneuploïdie Pertes d anti-oncogènes transformation maligne

58 Multi-hit Multi-Step : Modèle INITIATION PROMOTION PROGRESSION Réparation Apoptose Apoptose Cancer Cellule normale DNA Damage Mitose Avantage de croissance + instabilité génétique Focus Apoptose Mitose Mutation nucléotidique apparaissant durant la mitose induit l apparition d une cellule initiée

59 Prolifération ration cellulaire au cours de l infection l par le VHB Foie non-tumoral Foie tumoral VHB INTEGRE VHB ADN cellulaire Southern Blot Sonde VHB INTEGRATION DU VHB HEPATOCARCINOME PROLIFERATION CLONALE

60 Importance du contrôle de l apoptose dans la carcinogenèse hépatique Aflatoxines infection HBV ou HCV Alcool Stress oxydatif Cytokines inflammatoires Lésions génétiques Lésions génétiquesg clonales Hépatite chronique cirrhose dysplasie Foie normal (cellules quiescentes) Mort cellulaire régénération Résistance à l apoptose Étapes prénéoplasiques tumeur

61 Mecanisme (s) direct (s) liant VHB et Cancer primitif du foie

62 Mécanismes de carcinogenèse hépatique h du VHB Infection chronique VHB HCA Nécrose Inflammation Régénération Cirrhose IGFII TGFα TGFβ EGF CHC Réarrangement chromosomique CHC Intégration du VHB dans le génome Pertes alléliques : 17p, 8p, 16p, 4q, 5q, 13q, 1q, 1p et 6q Translocations : 17/X, 5/9, 17/18, 3/8 Mutagenèse insertionnelle : cis-activation VHB gène cellulaire Transactivation PreS2/S, X gène cellulaire

63 VHB ET CARCINOME HEPATOCELLULAIRE (CHC) INFECTION PAR LE VHB INFLAMMATION CHRONIQUE INTÉGRATION MÉCANISMES «INDIRECTS» IMMUNO-INDUIT Fibrose EXPRESSION DE PROTÉINES VIRALES : HBx PreS2/St HBSP MÉCANISMES «DIRECTS» VIRO-INDUIT AgHBs AgHBe CIRRHOSE? INSTABILITÉ GÉNÉTIQUE MUTAGENÈSE INSERTIONNELLE? RÉGULATION DE LA PROLIFÉRATION CELLULAIRE CHC