PCEM2 MB7 Virologie V1 Généralités sur les virus

Description

Niveau: Supérieur
PCEM2 MB7 Virologie 2010 V1 – Généralités sur les virus A. Allardet-Servent 1 Généralités sur les virus Structure, Réplication, Évolution Les virus sont des microorganismes de très petite taille, 20 à 300 nanomètres, 100 fois plus petit qu'une bactérie, non visibles en microscopie optique. Les étapes de la découverte 1879 Meyer découvre la nature infectieuse de la mosaïque du tabac 1892 Ivanovsky montre que c'est un agent ultrafiltrable (n'est pas retenu par les filtres bactériens) 1901 Reed et al découvrent le virus de la fièvre jaune 1er virus humain, 1903 Remlinger Riffat-Bay : virus de la rage 1909 Landsteiner et Popper : poliovirus 1933 Smith et al : virus de la grippe humaine Propriétés des virus ? Parasitisme intracellulaire obligatoire (ne poussent pas sur les milieux de culture bactériens) ? De nombreux hôtes : plantes, animaux, bactéries Pour l'homme : 200 virus peuvent infecter l'homme avec des degrés de gravité variés 1. Structure des virus Structure simple : - 1 acide nucléique =génome soit un ADN, soit un ARN - 1 coque protéique = capside assure la protection et le transport du génome 1.1. La capside Répétition de capsomères, unités de structure constituées de quelques protéines : - selon un modèle cubique Cette capside a le plus souvent la forme d'un icosaèdre -ou selon un modèle hélicoïdal 1.2.

• membrane cellulaire


• arn


• agent ultrafiltrable


• émergence du virus ebola


• protéines virales


• souche porcine


• récepteurs viraux


• adn


• virus de la grippe

Sujets

• Immunité
• Herpès
• Membrane (biologie)
• Grippe

Informations

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Extrait

PCEM2 MB7 Virologie

2010

Généralités sur les virus

V1 – Généralités sur les virus

Structure, Réplication, Évolution Les virus sont des microorganismes de très petite taille, 20 à 300 nanomètres, 100 fois plus petit qu’une bactérie, ou selon un modèle hélicoïdal non visibles en microscopie optique.

Virus de la mosaïque du tabac Les étapes de la découverte 1879 Meyer découvre la nature infectieuse de la mosaïque du tabac 1892 Ivanovsky montre que c’est un agent ultrafiltrable 1.2. L’enveloppe (n’est pas retenu par les filtres bactériens) er 1901 Reed et al découvrent le virus de la fièvre jaune 1 Certains virus possèdent en plus une enveloppe. De virus humain, nature lipidique, dérivée des membranes cellulaires, c’est 1903 Remlinger RiffatBay : virus de la rage un élément de fragilité. 1909 Landsteiner et Popper : poliovirus Elle contient les glycoprotéines virales, récepteurs du 1933 Smith et al : virus de la grippe humaine virus…. Propriétés des virus 1.3. Classification Parasitisme intracellulaire obligatoire (ne Basée sur : poussent pas sur les milieux de culture le type d’acide nucléique, ARN ou ADN, sa bactériens) structure (simple ou double brin, sens positif ou  négatif) De nombreux hôtes : plantes, animaux, bactéries la présence ou non de l’enveloppe les propriétés biologiques : voies de Pour l’homme : transmission, vecteurs, pathogénique Classification hiérarchique : 200 virus peuvent infecter l’homme avec des degrés de gravité variés Ordre 1. Structure des virus Familles Genres Structure simple : Quasiespèces Espèces 1 acide nucléique =génome soit un ADN, soit un ARN 1 coque protéique = capside Retroviridae assure la protection et le transport du génome irus HIV1 Lentiv Exemple : HIV2 1.1. La capside SIV Répétition de capsomères, unités de structure constituées FIV de quelques protéines :  selon un modèle cubique 1.4. Formes et tailles des virus Adenovirus Virus non enveloppés ADN db ARN db ADN sb ARN sb Cette caside a lelus souvent la forme d’un icosaèdre 20 faces 12 sommets 30 arêtes

A. Allardet-Servent

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PCEM2 MB7 Virologie2010– Généralités sur les virus V1 Virus enveloppés, ARN positif Les génotypes du VHC : Les souches duvirus de l’hépatite C se répartissent en 6 groupes (de 1 à 6), subdivisés en sousgroupes (ou sous types, a à h) L’épidémiologie et la réponse aux traitements sont différentes selon les génotypes. Le génotype 3 est retrouvé chez les toxicomanes IV, le génotype 1b chez les transfusés. Virus enveloppés, ARN négatif 2.1.3. Variabilité intrasouches : les quasi espèces Chez un patient infecté, les souches issues de la multiplication du virus initial présentent des séquences suffisamment différentes pour être considérées comme des espèces différentes. C’est une propriété des virus à ARN (VIH, VHC) qui ont une réplication rapide, sans système de correction. Le VIH a une capacité de réplication Virus enveloppés ADN importante : 10 milliards de virus par jour 15 produisent 10séquences différentes chez un seul individu. 2.1.4. Conséquences de la variabilité Sur le diagnostic au laboratoire : prévoir des tests qui puissent identifier les variants Sur la pathogenèse :  le virus polio3 atténué peut retrouver sa 2. Génétique et évolution des virus neurovirulence par mutation réverse  les différents génotypes du VHC ont des 2.1. La variabilité pathogénicités différentes La variabilité est une caractéristique des virus. Elle leur Sur le traitement et la prophylaxie : permet d’échapper à la réponse immune, aux traitements  les virus VHC de génotypes 1 ou 4 ont une antiviraux ou de s’adapter à de nouveaux hôtes. moins bonne réponse au traitement que le génotype 3 2.1.1. Trois mécanismes déterminent la  la prophylaxie de la grippe nécessite que le vaccin soit constitué des souches virales en variabilité : circulation. mutations (le taux de mutation est très élevé chez les virus à ARN) 2.2. Origine et évolution des virus recombinaisons (poliovirus, VIH) Les virus sont issus du monde primitif à ARN où des réassortiments, chez les virus à génome éléments viroïdes coexistaient avec des cellules segmenté (grippe, rotavirus) primitives à ARN. Les virus seraient les promoteurs de l’apparition de 2.1.2. Variabilité intersouches l’ADN, molécule plus stable que l’ARN. Les virus ont été une force très active dans l’évolution de Les génotypes du VIH : la cellule. Les virus VIH sont extrêmement variables et sont classés L’évolution des virus continue, de façon constante, en 2 types VIH1 et VIH2. favorisée par la nombreuse descendance et le grand Il y a 3 groupes de VIH1 : nombre de mutants. Groupe M (majeur) : Il regroupe la quasitotalité des variants isolés et est 3. Émergence de nouveaux virus subdivisé en :  L’émergence de nouvelles infections virales humaines 9 soustypes purs (A à K)  est la conséquence d’un changement d’hôte à partir de de nombreuses (plus de 40) formes recombinantes ou CRF virus d’animaux sauvages ou domestiques.Les  barrières à ce changement d’hôte sont d’une(outlier) principales Groupe O part, l’exposition limitée de l’Homme aux virus animaux Groupe N (non Mnon O) et d’autre part la nécessité d’une adaptation plus ou Ces 2 derniers groupes rassemblent des variants moins complexe de ces virus à l’Homme. minoritaires isolés de patients originaires d’Afrique. 2 A. Allardet-Servent

PCEM2 MB7 Virologie2010 Ainsi, des modifications génétiques ont été nécessaires pour que le VIH passe des Primates à l’Homme, mais sa diffusion a été possible par des modifications des comportements humains (urbanisation, voyages…). Quand au virus de la grippe, il est véhiculé par les oiseaux migrateurs permettant sa diffusion géographique.

3.1. Émergence de virus de la grippe Il existe 3 virusMyxovirus inflenzaeA, B et C. La structure :  L’enveloppe porte deux types de récepteurs : H, l’hémagglutinine permet la fixation sur la cellule hôte N, la neuraminidase permet la libération du virus  Le génome est segmenté en 8 brins d’ARN

Les réservoirs :  Le réservoir animal des virus de la grippe A s’étend des oiseaux aux mammifères (porc, cheval, Homme…).Les récepteurs viraux sont variables avec un grand nombre de combinaisons possibles H et N:  chez les virus aviaires, 15 types d’hémagglutinine et 9 types de neuraminidase sont décrits  chez les virus mammifères, 3 types d’hémagglutinine H1, H2, H3 et 2 types de neuraminidase N1 et N2 sont décrits.  Le réservoir des virus de la grippe B et C est strictement humain.

3.1.1. Facteurs d’émergence Au XX siècle trois pandémies majeures ont introduit dans la population humaine des virus nouveaux contre lesquels il n’existait pas de mémoire immunitaire. Emergence du virus de la grippe A Réservoirs PandémiesFacteurs d’émergence 19181919 H1N1 Grippe espagnole Production omme Porc 1957 :H2N2 aviaire/porcine Grippe asiatique Promiscuité 1968:H3N2 Homme/ Grippe deanimaux Oiseau Hong Kong 2009 H1N1v2009 Grippe « mexicaine »

A. Allardet-Servent

V1 – Généralités sur les virus

En 2009 le virus porcin variant A H1N1 v2009 est à l’origine d’une nouvelle pandémie. Le virus aviaire asiatique A H5N1 représente un risque pour la santé publique, mais il lui manque actuellement la capacité de transmission interhumaine.

3.1.2. Modifications génétiques majeures chez le virus de la grippe A Ces modifications sont responsables de variations antigéniques brutales des récepteurs H et/ou N du virus, à l’origine de pandémies. Mécanisme : réassortiment de segments d’ARN entre 2 virus coinfectant une même cellule. Ne se produisent que chez le Virus de la grippe A présent dans plusieurs réservoirs animaux Caractère imprévisible Emergence chez l’Homme du virus H1N1 2009

H1N1 che américaineSou

H1N1v 2009 Réassortant

H1N1 Souche européenne Le virus variant H1N1 2009 est issu d’un réassortiment entre une souche porcine européenne et une souche porcine américaine.Cette dernière est ellemême issue d’un réassortiment entre une souche aviaire, une souche porcine et une souche humaine. 3.1.3. Autres modifications génétiques chez les virus de la grippe A, B, C Modifications mineures Responsables des épidémies saisonnières Prévisibles (souches vaccinales) Mécanisme : mutations des gènes des récepteurs 3.2. Émergence du Coronavirus agent de SRAS Le SRAS CoV responsable de l’épidémie de 2003 a pour origine probable des chauvessouris qui ont infecté des animaux consommés par l’Homme.

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3.3. Émergence du VIH Le VIH1 s’est établi chez l’Homme il y a environ 70 ans. Les 3 groupes majeurs M, N et O dérivent chacun d’un transfert à partir de virus SIV du chimpanzé.D’abord limité à de petites communautés, le VIH a ensuite atteint une diffusionlanétaire.

3.4. Émergence du virus Ebola Ce virus responsable d’épidémies de fièvres hémorragiques sévères a pour point de départ des contacts avec des singes malades.

4. Multiplication des Virus Les virus se multiplient à l’intérieur d’une cellule selon un processus en plusieurs étapes.Différentes voies de synthèse cellulaires seront utilisées selon les virus. Les enterovirus, virus à ARN, se multiplient à l’intérieur du cytoplasme. Le VIH passe par une étape d’intégration dans le génome cellulaire.

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V1 – Généralités sur les virus

4.1. Attachement du virus sur la cellule Le virus possède des récepteurs permettant sa fixation à la cellule par des récepteurs cellulaires.C’est la présence de ces récepteurs qui rend la cellule sensible à l’infection. Récepteur Protéine Spécificité Virus cellulaire virale Adenovirus FibreIntégrine générale Virus HemagglutinineRésidu générale grippal Neuraminidased’acide sialique VIH Gp120CD4, LymphoT Gp41 CXCR4,Macrophages CCR5 Certains récepteurs peuvent être utilisés comme cible antivirale. 4.2. La réplication des composants viraux Deux étapes sont essentielles, d’une part la synthèse des ARN messagers viraux à partir desquels seront traduites les protéines virales et d’autre part la synthèse des nouveaux génomes.Le virus utilise les enzymes cellulaires quand elles existent, ou à défaut ses propres enzymes. 4.2.1. La synthèse des ARN messagers 4

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4.2.2. La réplication du génome

2010 V1– Généralités sur les virus  Le récepteur viral gp 41 du VIH1  Des enzymes spécifiquement virales La transcriptase inverse, l’intégrase, la protéase des VIH Les ADN polymérases des virus du groupe Herpes La neuraminidase des virus de la grippe A et B

4.3. Les dernières étapes de la réplication Les protéines virales sont synthétisées par la cellule sous forme de précurseurs.Ceuxci sont ensuite clivés par des protéases virales ou cellulaires pour donner les protéines définitives.Ces protéines s’assemblent avec les nouvelles copies du génome pour former les nouveaux virus qui après maturation vont pouvoir infecter de nouvelles cellules. Les virus enveloppés acquièrent l’enveloppe à partir de la membrane cellulaire dans laquelle sont intégrées des protéines virales. Les virus sont libérés par lyse de la cellule ou par bourgeonnement.

5. Cibles des traitements antiviraux Un bon antiviral doit avoir une cible spécifique pour éviter ou réduire la toxicité cellulaire. Les principales cibles spécifiquement virales sont :

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