Rôle de SUMO (Small Ubiquitin-like Modifier protein) dans la réponse à l'interféron et la défense antivirale

La SUMOylation est une modification post-traductionnelle qui gouverne divers processus cellulaires incluant immunité innée et défense antivirale. Des effecteurs de la synthèse d’IFN, de son signal de transduction ainsi que des facteurs de restriction sont modifiés par SUMO (Small Ubiquitin Modifier). Par ailleurs, certains virus exploitent la machinerie SUMO afin de contrecarrer les mécanismes de défense antivirale suggérant l’implication de SUMO dans l’interface virus et défense antivirale. A l’aide d’un modèle cellulaire exprimant les différents paralogues SUMO1, SUMO2 ou SUMO3 ou en diminuant l’expression de l’unique enzyme de conjugaison à SUMO, Ubc9, nous avons montré un effet différentiel de SUMO sur deux virus de la famille des Rhabdoviridae (virus de la stomatite vésiculaire (VSV) et le virus de la rage) et sur la réponse aux IFN alpha et IFN gamma. Le premier axe de recherche a permis de montrer que l’expression de SUMO inhibe la synthèse de l’IFN suite à l’infection par le VSV et le virus de la rage, rendant les cellules plus sensibles à l’infection par le virus de la rage. IRF3 est conjuguée à SUMO, ce qui corrèle avec l’inhibition de sa phosphorylation et l’inhibition de la synthèse d’IFN beta. En revanche, bien que la synthèse de l'IFN soit diminuée, l’expression de SUMO confère la résistance au VSV et inhibe sa transcription primaire. L’activité anti-VSV de SUMO est abolie par la déplétion de MxA. L’effet de SUMO est médié par sa capacité à augmenter l’oligomérisation et la stabilité de MxA. Par ailleurs, ce travail a permis d’identifier MxA comme nouvelle cible de la machinerie SUMO. MxA interagit avec SUMO de manière covalente sur la lysine K48 et de manière non covalente avec SUMO1. Le second axe de recherche a permis d’identifier SUMO comme un nouveau régulateur de la réponse aux IFN. La SUMOylation de STAT1 inhibe sa phosphorylation, régulant négativement le signal de transduction et par conséquent la transcription et la réponse biologique en réponse à l’IFN gamma. En revanche, l’expression de SUMO n’altère ni le signal de transduction ni la transcription en réponse à l’IFN alpha.Par ailleurs, dans les cellules exprimant SUMO3, l’IFN gamma et l’IFN alpha induisent la SUMOylation de PML par SUMO3 ce qui entraîne sa dégradation via le protéasome et inhibe les réponses biologiques médiées par PML. Ce travail a permis de montrer un rôle central de SUMO dans l’immunité intrinsèque et innée, médié par la SUMOylation de protéines cellulaires telles qu’IRF3, MxA, STAT1 ou PML.