Jean-Luc Darlix, Stéphanie Cordeil, Gregory Berger, Xuan-Nhi Nguyen, Stéphanie Durand, Delphine Muriaux, Serge Bouaziz, Andrea Cimarelli, Guillaume Fargier, Virologie humaine, École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-IFR128-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Unité de Nutrition Humaine (UNH), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université d'Auvergne - Clermont-Ferrand I (UdA)-Clermont Université, Centre de recherche en Biologie Cellulaire (CRBM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LAboratoire PLasma et Conversion d'Energie (LAPLACE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT), Unité de Pharmacologie Chimique et Génétique (UPCG - UMR_S 640/UMR 8151), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut des sciences du Médicament -Toxicologie - Chimie - Environnement (IFR71), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interaction hôte pathogène lors de l'infection lentivirale – Host-Pathogen Interaction during Lentiviral Infection (LP2L), Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-IFR128-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratoire de cristallographie et RMN biologiques (LCRB - UMR 8015), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work received the support of the ANRS, the ENS-L, the FRM and Sidaction. SD is a former postdoctoral ANRS fellow and is presently supported by Sidaction, SC is a PhD student financed by the ANRS, XNN is supported by the FRM., Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bouaziz, Serge, Université d'Auvergne - Clermont-Ferrand I (UdA)-Clermont Université-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut des sciences du Médicament -Toxicologie - Chimie - Environnement (IFR71), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1), Unité de Nutrition Humaine - Clermont Auvergne (UNH), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne (UCA), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-Institut des sciences du Médicament -Toxicologie - Chimie - Environnement (IFR71), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris- Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Interaction hôte pathogène lors de l'infection lentivirale – Host-Pathogen Interaction during Lentiviral Infection, and Fred Hutchinson Cancer Research Center [Seattle] (FHCRC)
Myeloid cells play numerous roles in HIV-1 pathogenesis serving as a vehicle for viral spread and as a viral reservoir. Yet, cells of this lineage generally resist HIV-1 infection when compared to cells of other lineages, a phenomenon particularly acute during the early phases of infection. Here, we explore the role of APOBEC3A on these steps. APOBEC3A is a member of the APOBEC3 family that is highly expressed in myeloid cells, but so far lacks a known antiviral effect against retroviruses. Using ectopic expression of APOBEC3A in established cell lines and specific silencing in primary macrophages and dendritic cells, we demonstrate that the pool of APOBEC3A in target cells inhibits the early phases of HIV-1 infection and the spread of replication-competent R5-tropic HIV-1, specifically in cells of myeloid origins. In these cells, APOBEC3A affects the amount of vDNA synthesized over the course of infection. The susceptibility to the antiviral effect of APOBEC3A is conserved among primate lentiviruses, although the viral protein Vpx coded by members of the SIVSM/HIV-2 lineage provides partial protection from APOBEC3A during infection. Our results indicate that APOBEC3A is a previously unrecognized antiviral factor that targets primate lentiviruses specifically in myeloid cells and that acts during the early phases of infection directly in target cells. The findings presented here open up new venues on the role of APOBEC3A during HIV infection and pathogenesis, on the role of the cellular context in the regulation of the antiviral activities of members of the APOBEC3 family and more generally on the natural functions of APOBEC3A., Author Summary Macrophages and dendritic cells represent important targets for HIV-1 and the understanding of the complex relationship established between these cells and the virus is of the outmost importance. Here, we show that APOBEC3A, the least known member of the APOBEC3 family of cytidine deaminases, restricts HIV-1 specifically in these cells. The antiviral effect of APOBEC3A is exerted at viral DNA accumulation during de novo infection through a mechanism that may involve deamination. For the first time, our results indicate that APOBEC3A, rather than being devoid of inhibitory activity against HIV-1, plays an important role in blocking not only HIV-1, but more generally primate lentiviruses. This antiviral effect is specific to myeloid cells in which this factor is naturally expressed. Among the viral proteins capable of opposing APOBEC3A, we have found that Vpx, a protein coded by members of the SIVSM/HIV-2 lineage provides a partial protection against this factor by inducing its degradation. Overall, these results shed new light on the regulation of members of the APOBEC3 family in primary cells and open up new venues on the role that APOBEC3A, a restriction factor specifically expressed in myeloid cells, may play during viral pathogenesis.