Multiplication des virus dans les cellules
MSc. DIARRA Ousmane
Bref rappel sur la structure et la classification des virus
Interaction Virus-cellules
Interactions Virus-cellules
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�Stratégies de réplication à l’échelle cellulaire�
- Relation dépend du type de virus et de la nature de la cellule
Exp. Différents comportements dans: Cellule épithéliale, neurone ou macrophage
- Espèces différentes = stratégies différentes
- Vitesse intrinsèque de multiplication variable
Exp. Virus de la fièvre aphteuse (6h), virus de l’hépatite A (plusieurs jours)
�Issues de l’infection d’une cellule�
La cellule survit à l’infection et produit du virus sans être lysée (cas de certains virus enveloppés capables de bourgeonner sans entraîner de lyse cellulaire: rétrovirus).
Dans la plupart des cas, les virus non-enveloppés et certains virus enveloppés entraînent la destruction de la cellule infectée.
Résistance intrinsèque
- Absence de récepteur CD4 = lymphocytes B résistent à l’infection par le virus du SIDA.
- Expression du récepeteur CD4 = lymphocytes T auxiliaires humains sensibles au virus.
- Expression de la protéine Trim5a qui interfère avec la nucléocapside du virus = lymphocytes T auxiliaires du singe rhésus, résistent à l’infection (inhibe la 1ère étape infect .
Évolution d’une infection virale
Infection abortive: ex. virus des oreillons dans des cellules murines
Infection aiguë: ex. grippe
Infection fulminante: ex. certaines formes d’hépatite B ou C
Infection persistante: ex. hépatite C
Infection latente avec épisodes de réactivation: ex. virus herpes simplex
CARACTERISTIQUES DES PICORNAVIRUS�
La famille picorna virale tire son nom des mots: pico qui signifie petit, et rna qui signifie l'acide ribonucléique. La racine de son nom est appropriée parce que les virus de la famille des picornaviridae sont de petits virus à ARN. Les virions ont un diamètre d'environ 30 nm et les génomes sont à peu près de 7,0 à 8,5 kilobases. Ces virus sont infectieux et vont dans la gravité de la maladie. Les virus de la famille des Picornavirdae sont classés par les caractéristiques suivantes.
Les picornavirus sont des virus à ARN simple brin de sens positif. Les virions ne sont pas enveloppés de morphologie icosaédrique. Le génome est monopartite et possède des sites internes d'entrée du ribosome (IRES). La traduction et le clivage aboutissent à 11 ou 12 protéines différentes en tant que produits.Les membres des picornaviridae sont classés dans 5 genres, dont quatre peuvent causer des maladies chez l'homme.
REPLICATION
Le cycle de réplication peut être résumé dans les étapes suivantes.
1. Le virus se lie au récepteur cellulaire et le génome n'est pas enrobé.
2. La protéine virion est éliminée et l'ARN viral est traduit.
3. La polyprotéine est clivée pour produire des protéines virales distinctes.
4. ARN polymérase virale copiée pour produire le brin d'ARN à sens négatif.
5. Les brins d'ARN à sens négatif sont finalement copiés pour produire des brins d'ARN détectés plus positivement.
6. Dans une infection ultérieure, les brins d'ARN à sens positif entrent dans la voie morphogénétique.
7. La lyse cellulaire se produit libérant des particules de virus nouvellement synthétisées.
ÉPIDÉMIOLOGIE
Pour la plupart, les picornavirus ont une distribution mondiale. La transmission survient le plus souvent par voie fécale-orale ou par voie respiratoire en fonction du virus spécifique.
HISTOIRE:
- En 1898, le premier virus animal à être découvert est le virus de la fièvre aphteuse, un picornavirus.
- Le poliovirus a été isolé et identifié pour la première fois en 1908.
En tant que membre du genre entérovirus, la polio peut être considérée parmi les plus importantes. Depuis les épidémies du début des années 1800, la poliomyélite s'est présentée comme un grave problème de santé publique. Le poliovirus possède trois sérotypes: le poliovirus 1-3.
HISTOIRE
- 2000 B.C.: Représentations égyptiennes d'un jeune homme avec un membre atrophié censé représenter la poliomyélite.
- 1800: premières descriptions cliniques de la poliomyélite, y compris des cas de paralysie avec fièvre.
- 1952: L'épidémie de poliomyélite aux États-Unis a culminé avec plus de 21 000 cas paralytiques.
- 1955: Le vaccin Salk autorisé aux États-Unis.
- 1961-1962: Le vaccin Sabin autorisé aux Etats-Unis.
- 1988: L'Organisation mondiale de la Santé a lancé une campagne mondiale d'éradication de la poliomyélite
ÉPIDÉMIOLOGIE
Le poliovirus est considéré comme hautement infectieux. Les humains sont le seul réservoir connu pour le poliovirus. La transmission du poliovirus se fait par voie fécale-orale. Dans les climats tempérés, l'infection à poliovirus culmine généralement pendant les mois d'été. Cependant, le poliovirus est distribué dans le monde entier depuis que l'infection par le poliovirus est extrêmement rare dans les pays développés et que les cas sont maintenant très concentrés dans les pays en développement.
PATHOGÉNÈSE
Le virus pénètre dans le corps par le canal alimentaire. La réplication primaire du virus a lieu dans la gorge (pharynx) et le tractus gastro-intestinal. Lors de l'excrétion virale, avant le début de la maladie, le virus peut se trouver dans la gorge et les excréments. Le virus envahit alors la circulation sanguine où il peut infecter le tissu lymphatique et éventuellement les cellules du système nerveux central. Dans le cas où le poliovirus infecte et se réplique dans les cellules du SNC telles que les motoneurones du tronc cérébral, la destruction résultante est une manifestation de la poliomyélite. Les poliovirus ont un tropisme pour les cellules du système nerveux central.
MANIFESTATIONS CLINIQUES
La période d'incubation des poliovirus peut se situer entre 4 et 35 jours, mais dans la plupart des cas entre 7 et 14 jours. La plupart des infections sont asymptomatiques ou inapparentes. Les manifestations cliniques suivantes de la maladie peuvent être divisées en trois catégories: la poliomyélite avortée, la méningite aseptique et la poliomyélite paralytique.Poliomyélite avortée: Il s'agit d'une maladie bénigne et non spécifique. La manifestation de la maladie se caractérise par une fièvre de 2-3 jours et des symptômes pseudo-grippaux. Il n'y a aucun signe de localisation du SNC et on peut s'attendre à une guérison complète en moins d'une semaine.
Méningite aseptique: Les symptômes comprennent la raideur du cou, du dos et / ou des jambes et durent de 2 à 10 jours. La récupération est rapide et complète. Poliomyélite paralytique: Commence par 2 à 3 jours de maladie bénigne comme la fièvre et les symptômes pseudo-grippaux. Après plusieurs jours, ces symptômes disparaissent et reviennent dans les 5 à 10 jours avec des signes d'irritation méningée. La paralysie flasque s'ensuit caractérisée par des crampes musculaires, des spasmes, des contractions grossières et des réflexes tendineux diminués. L'encéphalite est rare mais possible. Les patients ne présentent pas de perte de sens ou de changements cognitifs. La récupération est possible mais la paralysie qui dure au-delà de 6 mois est permanente.
TRAITEMENT ET PRÉVENTION
Le traitement de la poliomyélite est favorable. Il n'y a pas de thérapie antivirale efficace disponible. La prévention de la poliomyélite est possible grâce à la vaccination. Il existe deux vaccins homologués aux États-Unis: le vaccin Salk (VPI) et le vaccin Sabin (VPO), mais un seul est utilisé.
- Le vaccin Sabin, un virus vivant atténué, distribué par voie orale (VPO) a été interrompu en 2000 en raison de son association avec une maladie paralytique.
Le vaccin Salk, un vaccin antipoliomyélitique inactivé (VPI), est recommandé pour prévenir la poliomyélite. L'IPV contient les trois sérotypes du poliovirus et est administré par voie intramusculaire. Le VPI est considéré comme sûr sans effets secondaires importants. Le VPI fait partie du programme de vaccination des enfants des États-Unis. La vaccination primaire avec trois doses sous-cutanées est recommandée pour les enfants et les adultes non vaccinés. Une dose de rappel est recommandée pour les enfants. On pense que la protection dure 5 ans, peut-être plus longtemps.
En 1988, l'Organisation mondiale de la santé a lancé une campagne mondiale d'éradication de la poliomyélite, qui reste l'une des priorités de l'organisation.
RHINOVIRUS�
Actuellement, il existe 103 sérotypes de rhinovirus différents.
ÉPIDÉMIOLOGIE:
Les rhinovirus ont une distribution mondiale et sont extrêmement communs. Les rhinovirus sont transmis par des gouttelettes d'aérosol, des sécrétions respiratoires contaminées par des virus.
MANIFESTATIONS CLINIQUES:
Les rhinovirus sont la cause la plus fréquente du "rhume". La période d'incubation est comprise entre 1 et 4 jours. La maladie causée par le rhinovirus est bénigne et les symptômes typiques comprennent les écoulements nasaux, les sécrétions nasales, les éternuements et les maux de gorge. Dans les cas plus graves, de la fièvre et une infection des voies respiratoires supérieures sont possibles. La maladie se résout habituellement dans la semaine.
TRAITEMENT ET PRÉVENTION
-Il n'y a actuellement aucune thérapie antivirale disponible. Cependant, les remèdes contre le rhume en vente libre sont utiles pour soulager les symptômes causés par le rhinovirus.
- Aucun vaccin efficace n'est disponible.
Herpesviridae
1-Structure:
2. Classification
3. Cycle de multiplication:
4. Pathologies:
Le HSV-1 et le HSV-2 ne se distinguent par quelques différences antigéniques mineures. Le HSV-1 est responsable surtout des lésions oro-faciales, alors que le HSV-2 est responsable de lésions génitales, mais cette distinction est seulement approximative. De plus, les HSV peuvent causer une atteinte oculaire et des lésions du système nerveux central. L’infection primaire est rarement diagnostiquée. Après une période de latence de durée variable, des phénomènes de
réactivation se produisent avec la réplication virale, associée parfois à des lésions cutanées.
La varicelle et le zona constituent deux manifestations cliniques d’une infection causée par le VZV. La varicelle est une maladie très contagieuse, causée par une infection primaire avec le VZV. Elle atteint souvent les enfants. Pendant la grossesse l’infection peut causer des malformations du foetus ; si l’infection a lieu à la fin de la gestation, elle peut entraîner la mort du nouveau-né. Le zona est une maladie qui touche surtout les adultes. Il est causé par la réactivation du virus. Celui-ci peut rester à l’état latent pendant de longues périodes dans les ganglions nerveux à la suite de l’infection primaire. Cette infection se manifeste par des éruptions cutanées douloureuses le long des nerfs dorsaux.
Lors de l’infection à CMV, l'enfant s'infecte au cours de sa vie intra-utérine (à cause d'une primoinfection ou d'une réactivation chez la mère) ou au moment de sa naissance. Il développe une maladie caractérisée par de grandes inclusions dans les glandes salivaires, les poumons, le foie, le pancréas, le rein et occasionnellement le cerveau, ce qui aboutit à des anomalies congénitales graves. La plupart des infections chez l'enfant, l'adolescent ou l'adulte sont inapparentes (sauf chez les immunodéprimés). La réactivation du CMV est possible après la primo-infection : le CMV persiste souvent sous forme latente, dans les neutrophiles et les monocytes. Il peut se réactiver à la suite d'une immunodépression.
L’EBV est l'agent étiologique de la monocucléose infectieuse. La plupart des infections à EBV sont inapparentes, en particulier avant l'âge de 15 ans. La mononucléose infectieuse est surtout une maladie des adolescents et des jeunes adultes (l’EBV est transmis par l'intermédiaire de la salive). Elle se caractérise par de la fièvre, une angine, accompagnées éventuellement d'un esplénomégalie. La maladie régresse d'elle-même après 2 à 3 semaines. En France, 85 % de la population adulte présente des anticorps anti-EBV. Après une infection primaire à EBV, lelymphocyte B peut continuer à héberger le génome viral et conduire à une infection latente. La réactivation virale survient chez les patients immunodéprimés, mais aussi parfois chez les femmes enceintes et les personnes âgées. La responsabilité de l'EBV est démontrée pour deux cancers humains, le lymphome de Burkitt et le carcinome nasopharyngé.
Orthomyxoviridae
1- Structure
Les virus Influenza appartiennent à la famille des Othomyxoviridae : ce sont des virus à ARN monocaténaire, à capside de symétrie hélicoïdale (la nucléocapside est constituée de 8 fragments d'ARN de polarité négative associés à des protéines), enveloppés. La protéine M (protéine de matrice) est la protéine virale la plus abondante. Elle confère la stabilité à l'enveloppe virale.
2. Physiopathologie :
Les agents responsables de la grippe sont les Influenzavirus de type A et de type B (tandis que le syndrome grippal peut être provoqué par différents agents infectieux : bactéries responsables d'infections respiratoires diverses, adénovirus, entérovirus, paramyxovirus, virus respiratoire syncytial...) Les virus Influenza pénètrent dans le tractus respiratoire par les aérosols et persistent au niveau du nasopharynx 24 à 72 heures avant le début des symptômes. Ce sont les cellules épithéliales ciliées qui sont atteintes en premier lieu : la multiplication virale est suivie par la nécrose des cellules infectées et pa une desquamation extensive de l'épithélium respiratoire, ce qui est directement responsable de la symptomatologie respiratoire.
La période aiguë de la maladie se manifeste par des frissons, de la fièvre, des nausées, des céphalées... Les complications sont possibles : elle se manifestent par des pneumonies virales primaires (provoquées donc par le virus Influenza lui-même) et surtout par des pneumonies
secondaires bactériennes (Streptococcus pneumoniae, Staphylococcus aureus, Haemophilus influenzae…). Les complications et la mortalité qui leur est associée surviennent surtout chez une population à risque : personnes âgées, immunodéprimés, insuffisants respiratoires ou cardiaques… Au cours d'une épidémie, l'incidence de la grippe varie généralement entre 5 et 20% de la population. Pendant une pandémie, l'incidence de la grippe peut atteindre des valeurs de 80 à 95% de la population.
Virus des hépatites
1.Classification
2. Physiopathologie
Le virus de l'hépatite A (HAV):
Il est à l'origine d'hépatites aiguës qui sont souvent asymptomatiques. L'évolution ne se fait jamais vers la
chronicité, mais des épisodes de rechute ne sont pas exceptionnels. La gravité de l'hépatite A croît avec l'âge. Le mode majeur de transmission est fécal-oral ; les concentrations virales peuvent atteindre 109 particules par gramme de selles et l'excrétion fécale dure plusieurs semaines. Il existe une vaccination par virus inactivé.
Le virus de l'hépatite B (HBV):
Il existe différentes formes cliniques de l'hépatite B :
formes inapparentes (les plus fréquentes mais qui peuvent aussi aboutir à l'état de chronicité) ; hépatite aiguë (atteinte rapide du foie) ;
hépatite chronique (la maladie dure plus de 6 mois) ; cirrhose (transformation du foie en un organe dur, et dont le volume augmente) ;
cancer du foie (intégration de l’ADN viral dans le génome des hépatocytes). Le virus de l'hépatite B (VHB) est transmissible essentiellement par le sang (toxicomanie intraveineuse) et les sécrétions sexuelles. La transmission de la mère à l'enfant est possible (le dépistage de l'infection
par le HBV est systématique chez la femme enceinte au troisième trimestre de la grossesse). Le risque de transmission par transfusion est exceptionnel, mais non nul. Ce risque a encore été réduit par le dépistage systématique du génome viral chez les donneurs de sang. Un vaccin contre l'hépatite B est produit par génie génétique. Dans le sang des malades infectés par le HBV, on trouve plusieurs types de particules : le virion complet ou particule de Dane (taille d'environ 40 nm, capside icosaédrique) dont l’enveloppe est porteuse de l'antigène de surface Ag-HBs ; des particules incomplètes de 22 nm de diamètre présentes en grande quantité, correspondant à l'enveloppe (sans nucléocapside, donc sans ADN), produites en excès, et portant les mêmes antigènes HBs.
La multiplication du HBV est particulière par rapport aux autres virus à ADN :
- Le virus se lie à un récepteur de l'hépatocyte par la glycoprotéine Hbs.
- Il pénètre dans le cytoplasme.
- Le génome (ADN) est transporté dans le noyau.
- Une ARN polymérase cellulaire transcrit la chaîne (-) en un ARN (+) et en des transcrits plus courts.
- Ces ARN sortent du noyau et les plus courts serviront à la synthèse des glycoprotéine HBs.
- L’ARN est traduit pour synthétiser la polymérase virale (qui possède une activité de rétrotranscriptase) et la protéine capsidique.
- La polymérase virale synthétise la chaîne d’ADN (-) par copie de la matrice d’ARN (+) puis la chaîne d’ADN (+).
- Maturation (encapsidation) et relâchement des particules virales infectieuses.
Le virus de l'hépatite C (HCV)
L'hépatite C est une maladie fréquente dont la prévalence mondiale (pourcentage de la population infectée) est d'environ 3 % (1 % en France). Environ un tiers des porteurs ne sont pas dépistées et ne sont donc pas informées de leur affection. Le VHC a été identifié en 1989. Les anticorps dirigés contre le virus de l'hépatite C sont utilisés comme moyen de dépistage chez les sujets à risques. La contamination se fait par voie sanguine du fait du contact entre le sang d'un sujet contaminé et le sang d'un sujet indemne. On identifie 2 grands groupes d'individus à risques justifiant d'un dépistage systématique (malades transfusés avant 1991 , et toxicomanes). La transmission par voie sexuelle est très rare.Ceci oppose le VHC au VHB où la transmission sexuelle est très fréquente parce que la charge virale B est beaucoup plus importante. La transmission de la mère à l'enfant est inférieure à 5 %.
Le virus de l'hépatite D (HDV)
Le virus de l'hépatite D (ou delta), n'infecte que les personnes porteuses du virus de l'hépatite B. L'infection par le VHD est rare en France. Elle touche essentiellement les usagers de drogues intraveineuses. Le passage à la chronicité est élevé, et l'évolution vers la cirrhose est fréquente. Le
traitement de l'hépatite chronique D est difficile et repose sur l'utilisation de l'interféron de façon prolongée, sur plusieurs mois à plusieurs années.