lundi 18 novembre 2024

5/ virologie

Avant la découverte du monde microbien, le terme de virus (latin : poison) était utilisé dans un sens très large. Il s’est limité progressivement à désigner le principe contagieux des maladies transmissibles.

1898 : Découverte du virus de la mosaïque du tabac, alors nommé Contagium vivum fluidum. Ivanovski démontre en 1892 qu'un extrait de feuille malade reste infectieux après filtration à travers un filtre de Chamberland

1898 à 1901 : Découvertes de premiers virus impliqués dans des zoonoses et maladies humaines (Fièvre aphteuse, Fièvre jaune)

1917 : Premières découvertes de virus dits bactériophages (infectant des bactéries)

1931 : Première découverte d'un virus oncongène (induisant le cancer chez le poulet)

1939 : Première photographie au microscope électronique d'un virus

1943 : Cultures cellulaire

1983 : Identification du VIH du SIDA

1989 : Première évaluation du nombre des virus marins (4 à 10 millions / 1 ml d'eau)

2003 : Première découverte d'un virus géant (mimivirus, dont le génome sera séquence en 2004)

2008 : Découverte d'un virus encore plus gros, le Mamavirus, et découverte d'un virus capable d'infecter un autre virus

Taille, forme

Taille des virus : 20 à 250 nm

Il faudrait plus de 20 milliards de virus pour obtenir un petit point visible à l’œil nu.

On estime que chaque ml d’eau de l’océan contient entre 2 et 10 millions de virus (des virus infectant des bactéries pour la plupart).

Les plus grandes dimensions vont approximativement de 0,6 µm (Mollivirus) à 1,5 µm (Pandoravirus)

4 familles de virus géants désormais connues.

Des chercheurs du laboratoire Information génomique et structurale (CNRS/Aix-Marseille Université), du laboratoire Biologie à grande échelle (CEA/Inserm/Université Joseph Fourier) et du Genoscope (CNRS/CEA) ont de découvert un virus géant d'un genre totalement nouveau, dans le même échantillon de permafrost de Sibérie, datant de 30 000 ans, d'où avait déjà été isolé Pithovirus. Microscopie, génomique, transcriptomique, protéomique et métagénomique, ont permis aux chercheurs de dessiner un portrait détaillé de ce nouveau virus, baptisé Mollivirus sibericum. Ces travaux sont publiés dans PNAS le 7 septembre 2015.

Composition & Métabolisme

Virus =

parasite intracellulaire obligatoire (incapables de réplication autonome)
Liaison protéique (clef-serrure) à la membrane de la cellule hôte
=> spécifique d’un type particulier de cellule (les protéines auxquelles il peut se fixer)
souvent spécifique d'une espèce
il existe des virus pour tout type de cellule (eucaryotes ou procaryotes)
il existe des virus de virus

Un virus est constitué de :

Enveloppe (pas toujours présente) L’enveloppe a la même composition qu’une membrane cellulaire : majoritairement des lipides
Capside = « boîte » faite de protéines
Enzymes
Matériel génétique (ADN ou ARN) de 3 à 200 gènes selon les virus

Le matériel génétique peut être:

ADN

Double brin en général = bicaténaire = double strand (ds)
Parfois simple brin = monocaténaire = single strand (ss)
Une seule molécule généralement linéaire, mais parfois circulaire

ARN

Simple brin (positif ou négatif). L’ARN positif peut être immédiatement traduit en protéines. L’ARN négatif doit d’abord être copié en un brin complémentaire qui servira à la synthèse des protéines.
Parfois double brin
Une seule ou plusieurs molécules

Positif = codant = sens / Négatif = transcrit = antisens

Des mutations transforment constamment les virus ce qui permet de faire apparaître chaque année de nouvelles souches de virus plus ou moins virulentes (ce qui oblige à fabriquer de nouveaux vaccins). Ces changements sont qualifiés de glissements antigéniques (ou dérive antigénique [antigenic drift]. (À ne pas confondre avec dérive génétique [genetic drift]) ! Parfois, une transformation majeure, appelée cassure antigénique [antigenic shift] peut faire apparaître une souche très virulente cause d’une grande épidémie mondiale (pandémie).

Croissance & Reproduction

3 mécanismes d’entrée du virus :

microphagocytose pour les virus nus (ex : poliovirus)
fusion puis lyse pour les virus enveloppés. Fusion de l’enveloppe avec la membrane hôte puis la formation d'un pore qui s'élargit laisse passer la capside dans le cytoplasme (ex : VIH).
endocytose et fusion pour de nombreux virus enveloppés (Orthomyxoviridae, Rhabdoviridae..). Après attachement sur son récepteur cellulaire, le virus est internalisé au sein d’un endosome. Une acidification du virus est induite par une pompe à protons (ex : protéine M2 pour le virus influenza type A). Cela induit une modification conformationelle des protéines d’enveloppe virale libérant des régions protéiques hydrophobes habituellement cachées qui réagissent avec les lipides membranaires de l’endosome. Il s’ensuit une fusion des membranes et une libération de la capside virale dans le cytoplasme de la cellule.

Dans certains cas, c’est l'enveloppe du virus qui fusionne à la membrane de la cellule ce qui permet à la capside d’entrer dans la cellule

Le virus se fragmente dans la cellule.

La cellule reproduit le matériel génétique du virus en plusieurs exemplaires.

Ce matériel génétique contient les informations pour :

Synthétiser les protéines de la capsides
Synthétiser les enzymes nécessaires à leur assemblage

La cellule synthétise des protéines virales à partir du matériel génétique du virus

La cellule reproduit le matériel génétique du virus en plusieurs exemplaires.

Les pièces de virus s’assemblent en virus.

Les virus formés quittent la cellule:

Les virus sortent en bourgeonnant par exocytose. C'est le cas du VIH ou La membrane se lyse (se défait sous l’action d’enzymes du virus) et la cellule libère les virus.

Le temps du cycle viral peut varier d’un virus à l’autre en fonction de la taille du génome et de la complexité du cycle viral (4 à 8 heures pour le poliovirus, plus de 40 heures pour les Herpesviridae). http://www.microbes-edu.org/etudiant/multivirale.html

Classification & Evolution

Les virus sont classés par le matériel génétique qu’ils contiennent :

dsDNA
ssDNA
dsRNA+
ssRNA-
ssRNA+

Les virus à ARN positifs sont identiques à l'ARNm viral et peuvent donc être immédiatement traduits par la cellule hôte.

L'ARN viral négatif est complémentaire de l'ARNm et doit donc être converti en ARN positif par une ARN polymérase avant la traduction.

la polarité d'un acide nucléique est négative sur le brin transcrit en ARN messager et est positive sur le brin complémentaire. Un brin de polarité positive est dit « sens » tandis qu'un brin de polarité négative est dit « antisens ».

Le brin « sens » d'une double hélice d'ADN — brin de polarité positive — présente une séquence nucléotidique semblable à celle de l'ARN transcrit à partir du brin complémentaire. Ainsi, une séquence ATG sur un brin sens correspond à une séquence AUG sur l'ARN. Cependant, ce n'est pas le brin sens qui est transcrit en ARN messager, mais le brin « antisens » — de polarité négative — qui lui est complémentaire.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Polarit%C3%A9_(acide_nucl%C3%A9ique)

Biotopes & Réservoirs

Grippe

Les oiseaux constituent le réservoir principal du virus de type A (on y retrouve tous les types de HA et NA connus). Chez les oiseaux, le virus attaque surtout les voies digestives (se dissémine donc par les fientes). Chez les mammifères, il attaque surtout les cellules des voies respiratoires. L'épidémie de grippe aviaire est causée par une souche particulièrement virulente pour certaines espèces d'un virus A. (H5N1). Le virus est difficilement transmissible à l’homme et il ne se transmet pas d’humain à humain. Généralement, un virus aviaire ne peut pas se transmettre à un humain et un virus humain ne peut pas se transmettre à un oiseau (les récepteurs cellulaires ne sont pas les mêmes). Le porc possède des récepteurs pouvant se lier à des virus aviaires et à des virus humains. Un porc peut donc être infecté par une souche aviaire et une souche humaine en même temps. Dans ce cas, il peut y avoir un « mélange » de matériel génétique permettant à un virus aviaire de donner sa virulence à un virus humain.

SARS-CoV-2

- le variant 501Y.V1, dit « britannique », qui provient de la lignée B.1.1.7 ;

- le variant 501Y.V2, dit « sud-africain », qui provient de la lignée B.1.351 ;

- le variant 501Y.V3, dit « brésilien », qui provient de la lignée B.1.1.248 ou P.1 ;

- le variant CAL.20C, dit « californien », qui se trouvent dans deux lignées, B.1.427 et B.1.429.

VHE

viande de porc

VHA

sandwichs, surgelés, coquillages

VGEA

sandwichs, surgelés, coquillages

Application & Utilisation

Virus de l’Hepatite

VHE

Virus non enveloppé

Capside : icosaédrique.

Diamètre : 27 à 30 nm.

ARN simple brin positif.

ARN simple brin de polarité positive comprenant environ 7500 nucléotides.

L’ARN génomique est infectieux. ORF= open reading frame = cadre de lecture ouvert = région non fermée par codon stop => entre start et stop

ORF-1 (~5 kb) code une polyprotéine non structurale clivée en methyltransférase (MeT), protéase (Pro), hélicase (Hel) et ARN polymérase (Pol).
ORF-2 (~2 kb) codant une protéine se présentant sous 2 formes : la protéine majeure de capside non glycosylée (pORF2 :74kDa), une seconde forme glycosylée dans le réticulum endoplasmique (gpORF2 :88kDa) dont le rôle est inconnu.
ORF-3 (369 bp) coderait une protéine susceptible de se lier au cytosquelette.

Le virus de l’hépatite A (VHA) est un virus à transmission entérique de la famille des Picornaviridae, du genre Hepatovirus. Dans le sang les particules virales sont pseudo-enveloppées mais dans les selles, le VHA est un virus nu, possédant une capside lisse très résistante.

Virus gastroentérites GEA

Virus les plus fréquemment en cause : Norovirus Rotavirus A Adénovirus (ADV 40/41) Sapovirus (GI,GII,GIV,GV) Kobuvirus (Aichivirus)

Nouveaux virus plus rarement rencontrés (virus émergents souvent issus de familles connues) : Picornavirus, Cosavirus, Salivirus, Rhinovirus C, Parechovirus, Parvovirus, Bocavirus, Bufavirus, Picobirnavirus, Coronavirus, Torovirus

Les norovirus apparaissent responsables du plus grand nombre de cas (517 593 cas, soit 34% du nombre total de cas d’origine alimentaire) ;

ils sont au 3e rang en nombre d’hospitalisations (3 447 hospitalisations, 20% du nombre total d’hospitalisations pour infection d’origine alimentaire)

et au 7e en nombre de décès (8 cas décédés, 3% du nombre total de cas décédés d’origine alimentaire).

Cancer et virus ?

Certains virus peuvent provoquer la cancérisation de la cellule qu’ils parasitent

Ex.

Virus de l’hépatite B (cancer du foie)
Virus de l’hépatite C (cancer du foie)
Virus de la mononucléose (lymphome de Burkitt et autres cancers)
Virus responsable des condylomes (cancer du col de l’utérus)

Comment lutter contre si petit ?

Pas d'antibio
antiviraux
- Inhibiteurs de la transcriptase inverse pour rétrovirus (enzymes permettant la multiplication de l'ADN viral)
- Inhibiteurs des protéases (enzymes nécessaires au découpage des chaînes d’acides aminés synthétisées à partir du matériel génétique du virus en protéines individuelles)
- Inhibiteurs des récepteurs de la membrane de la cellule hôte ou des protéines du virus qui se fixent sur ces récepteurs.
vaccins

Le vaccin antigrippal est constitué de fragments de virus qui ont été cultivés dans des embryons de poulet. Le vaccin utilisé comprend généralement trois souches différentes de virus. Les souches utilisées pour faire le vaccin sont sélectionnées au début de l’année et le vaccin est administré à l’automne suivant.

5 types de vaccins :