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 :
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 :
fabrication d'un vaccin :
phase préclinique : production d'Ag,
formulation, tests animaux
phase 1 : essai sur 10-100 volontaires,
mersures des effets II
phase 2 : essai sur 100-1000 volontaires,
mesures des effets
phase 3 : essai sur grande échelle
pharmacovigilance, échelle industrielle,
Références
F.Dubois, S.Dramsi, L.Guille. Risques
microbiologiques alimentaires. Lavoisier Paris 2017.
https://www.who.int/fr/news-room/fact-sheets/detail/hepatitis-e
http://www.microbes-edu.org/etudiant/hepatiteE.html
http://www.microbes-edu.org/etudiant/gastro-enterites.html
https://diag-innov.biomerieux.fr/wp-content/uploads/2022/09/Infographie_H__patiteE.pdf
https://www.hepatites-info-service.org/transmission-de-l-hepatite-e/
https://www.revmed.ch/revue-medicale-suisse/2013/revue-medicale-suisse-396/mise-a-jour-sur-l-hepatite-e
https://diag-innov.biomerieux.fr/wp-content/uploads/2022/09/Infographie_H__patiteE.pdf
https://www.elsevier.com/fr-fr/connect/medecine/virus-et-environnement-les-hepatites-a-et-e
https://www.lsbio.com/research-areas/infectious-disease/hepatitis#hepatitis-c
https://aemip.fr/?page_id=3747
https://www.santepubliquefrance.fr/maladies-et-traumatismes/maladies-hivernales/gastro-enterites-aigues
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7147845/
http://www.microbes-edu.org/etudiant/multivirale.html