Quiz sur la virologie

Structure et Classification des Virus

• Les maladies virales sont connues depuis des millénaires.
• Les Babyloniens savaient que la rage se transmettait par la morsure d'un chien enragé.
• Une stèle égyptienne montre un pharaon boitant, probablement touché par la poliomyélite.
• La variole est retrouvée dans les momies d'Égypte.
• Au Xe siècle, la variolisation était pratiquée en Inde et en Chine.
• L'inoculation de pustules d'un malade de la variole entraînait une maladie réduite, offrant une protection ultérieure.
• La mortalité de cette pratique était de 1-2%, contre un quart des cas pour la variole.
• Edward Jenner a appliqué l'inoculation de "cowpox" (variole bovine) pour améliorer la variolisation et protéger contre la variole en 1798.
• Un fermier nommé Benjamin Jesty avait inoculé sa famille avec la « cow-pox » vingt ans plus tôt.
• Louis Pasteur et son disciple Émile Roux découvrirent le principe de l'atténuation et l'appliquèrent au développement d'un vaccin contre la rage.
• En 1885, ils vaccinèrent Joseph Meister, mordu par un chien enragé, introduisant la vaccination après exposition.
• Le nom de vaccination dérive du mot « vacca ».

Introduction

• Les virus, du latin "virus" signifiant "poison", sont des agents infectieux potentiellement pathogènes.
• Ils se multiplient obligatoirement à l'intérieur des cellules, un phénomène appelé parasitisme intracellulaire absolu.
• Les virus sont de petite taille.
• André Lwoff a dit: "Les virus sont les virus."
• Les virus sont différents des bactéries ou des parasites, qui sont des cellules procaryotes ou eucaryotes.
• Les virus sont des entités nucléo-protéiques élaborées à partir de l'assemblage de leurs constituants dans la cellule infectée.
• Les virus sont des particules inertes, dépourvues d'activité métabolique, qui détournent le métabolisme de l'hôte pour leur propre synthèse.
• Les virus existent sous deux états : extracellulaire (virion) et intracellulaire (virus).
• Selon André Lwoff (1957), un virus a une structure spécifique avec un génome et une capside +/- enveloppe.
• Un virus possède un seul type d'acide nucléique (ADN ou ARN).
• Les virus sont incapables de croître et de se diviser, nécessitant à la réplication virale à partir de leur acide nucléique.
• La multiplication des virus nécessite l'utilisation des structures cellulaires de l'hôte, en particulier des ribosomes , dans un processus intracellulaire parasitaire obligatoire.
• Les virus ont une spécificité d’hôte basée sur la complémentarité entre les récepteurs et le virus.

Différences entre Bactéries et Virus

• Les bactéries ont une taille de 1 à 3 µm (MO), comparativement aux virus qui mesurent de 0,02 à 0,3 µm (ME).
• Les bactéries contiennent de l'ADN et de l'ARN, tandis que les virus contiennent soit de l'ADN, soit de l'ARN.
• Les bactéries possèdent des systèmes enzymatiques de biosynthèse, contrairement aux virus qui dépendent du parasitisme strict d'une cellule évoluée.
• Les bactéries ont la capacité de croître, tandis que les virus sont incapables de croître par eux-mêmes.
• Les parasites intracellulaires obligatoires et absolus sont incapables de se répliquer en dehors d'une cellule hôte.
• Ils manquent d'enzymes pour le métabolisme énergétique et la biosynthèse.
• Le génome viral assure et contrôle la réplication virale.
• Les virus détournent le métabolisme cellulaire de la cellule hôte pour leur réplication.

Structure Générale des Virus

• Les virus sont composés d'un acide nucléique (ADN ou ARN) formant le génome.
• Ils possèdent une capside, un manteau de protéines protectrices.
• Le génome et la capside forment la nucléocapside.
• Les virus peuvent avoir ou non une enveloppe (péplos).
• Les virus peuvent être enveloppés ou nus.

Éléments Constants

• Le génome est constitué d'ADN ou d'ARN.
• La capside entoure et enferme le génome.

Éléments Inconstants

• L'enveloppe virale dérive des membranes cellulaires.
• La matrice et le tégument sont d'autres éléments inconstants.

Le Génome Viral

• Le génome a une taille, longueur (nm), et une masse moléculaire (Daltons) spécifiques, avec un nombre de bases variable (Virus de l'hépatite delta: 1700 bases, CMV: 230 000 bases).
• L'information génétique est comprimée avec chevauchement des gènes par l'utilisation de cadres de lecture.

Génomes à ARN

• Les génomes à ARN sont généralement monocaténaires, rarement double brin.
• Ils sont linéaires, rarement circulaires.
• Le génome peut être constitué d'un seul fragment ou de plusieurs (segmenté).
• La polarité peut être positive (brin codant ou sens) ou négative (brin antisens).
• La taille varie de 3 kb à 20 Kb.
• La réplication est moins exacte que pour l'ADN (l'ARN polymérase ne détecte ni ne corrige les erreurs).
• Les séquences spécifiques codent de 1 à 30 protéines virales.
• La polarité positive a la même polarité qu'un ARNm et est directement traduite par les ribosomes.
• La polarité négative ne peut pas être directement traduite.
• La polarité ambisens peut être positive ou négative.
• Le génome est très variable et subit de nombreuses mutations.
• Le taux de mutation des virus à ARN est de 1/10000 nucléotides, contre 1/10 millions pour les virus à ADN.

Génomes à ADN

• Les génomes à ADN sont Bicaténaire, rarement simple brin.
• Ils sont Linéaire, parfois circulaire.
• La taille varie de 3,2 kb (VHB) à 280 kb (cytomégalovirus).
• Les séquences spécifiques codent de 3 à 200 protéines virales.

Rôles de la Capside

• Elle assure la protection du génome du milieu extérieur (virus nus): structure résistante et stable.
• Attachement et entrée de la particule virale dans la cellule hôte (virus nus).
• Elle est Antigénique: immunogénicité Vaccin.
• Sa nature constitue un critère de classification des virus.
• Elle résulte de la polymérisation d'une seule ou d'un petit nombre de sous-unités protéiques.
• Elle s'assemble avec l'acide nucléique viral selon 3 types de symétrie: hélicoïdale, icosaédrique ou cubique, et complexe.
• Les sous-unités protéiques constituent des unités morphologiques: bâtonnets allongés rigides et creux.
• Ils s'enroulent dans l'espace selon une spirale.
• L'ARN est entouré en Hélice entre 2 rangées d' unités de structure protéiques.
• Les capsides isocaédriques ont une symétrie cubique.

L'Icosaèdre

• C’est un polyèdre régulier:
• Douze sommets, 30 arrêtes, 20 Faces, un triangle équilatéraux
• Les unités de structure protéique de la capside se rassemblent en capsomères de 5 ou 6 sous-unités.
• Les hexons sont sur les faces ou les arêtes.
• Les pentons sont en sommet icosaèdre.
• Les unités de structure protéique se groupent en unités morphologiques, visibles en microscopie électronique : capsomères

Eléments Inconstants

• L'enveloppe est acquise par bourgeonnement du virus à travers les membranes cellulaires.
• Elle est cytoplasmique (Orthomyxoviridae), golgienne, réticulum endoplasmique (Rubéole) et nucléaire (Herpesviridae).
• Elle contient des protéines/glycoprotéines virales insérées dans la bicouche lipidique (Ex grippe: Hémagglutinine (HA) Neuraminidase (NA)).
• Rôles : Interactions avec récepteurs cellulaires, fusion membranaire, propriétés Antigéniques: immunogénicité, vaccin...
• La classification des virus en dépend.
• Elle assure la protection du virus.
• Elément de fragilité virale ; sensibles aux solvants des lipides (éther), détergents et variations de pH, températures, et dessiccation.
• Transmission par contacts rapprochés et nécessite le respect des prélèvements, acheminement et conservation des virus enveloppés.
• La matrice ou tégument est une structure protéique située immédiatement sous l'enveloppe.
• Son rôle est structural (stabilisation) et elle a un rôle dans le cycle virale, amorçant le processus de bourgeonnement.

Classification des Virus

• La nomenclature est validée par le comité international de taxonomie des virus (ICTV) et s'inspire de la classification des règnes animaux ou végétaux.
• Ordre: suffixe « -virales »
• Famille: suffixe « -viridae »
• Sous-famille : suffixe « -virinae »
• Genre: suffixe « -virus »
• Espèce : suffixe « -virus »
• Une Espèce est constituée de groupes, types, sous-types, isolats ou souches.
• Les sérogroupes, sérotypes, isolats et souches sont définis par leurs propriétés biologiques en culture cellulaire.
• Les génogroupes, génotypes et sous-génotypes sont définis par le degré de similarité de leurs séquences génétiques.
• Les abréviations utilisées pour désigner les virus sont également validées par l'ICTV: Exp: HIV pour human immunodeficiency virus.
• La classification des virus est difficile à établir.
• Il existe plusieurs classifications basées sur les caractéristiques phénotypiques.
• Les systèmes de classification associent plusieurs critères

Classification de Lwoff, Horne, et Tournier (L. H. T)

• Etablie en 1962 et se base sur 3 critères :
• La nature de l'acide nucléique (ADN ou ARN).
• La symétrie de la nucléocapside (hélicoïdale, cubique ou mixte).
• La présence ou l'absence d'une enveloppe

Classification de Baltimore

• Etablie en 1971 et comporte 7 groupes.
• Se base sur: 1- Type d'acide nucléique 2- Mono ou bicaténaire 3- Polarité de l'ARN 4- Mode de réplication

Classification Internationale de Taxonomie des Virus (ICTV)

• Actuellement la classification est définie par le comité et remise à jour régulièrement.
• Fondée sur
  • la nature du génome
  • la structure de la capside
  • la présence ou non d'une enveloppe
  • la stratégie de multiplication du virus
  • l'analyse phylogénétique
• Les méthodes phylogénétiques sont un outil majeur pour définir la classification.
  • elles utilisent le séquençage des génomes.
  • analyse l'étude des variations observées entre les génomes viraux et reconstruit les relations de parenté.

Conclusion

• La structure des virus est simple, avec des éléments constants et inconstants.
• Les virus peuvent altérer et modifier les fonctions cellulaires à leur profit pour transformer l'organisme infecté en agent contaminant.
• La classification est basée sur les caractères phénotypiques et génotypiques des virus.

Testez vos connaissances sur les virus ! Découvrez l'histoire de la virologie, la structure virale et les systèmes de classification. Évaluez votre compréhension des composants et de la nomenclature des virus.