Chapitre 7. Les Virus PDF

Les virus I -- Importance historique Antiquité : infections Poliovirus, West Nile Virus 15ème : Christophe Colomb et les conquistadors apportent la variole en Amérique, les populations amérindiennes non immunisées sont durement touchées. Succession d\'infection virales : - Antiquité : infecti...

Les virus I -- Importance historique Antiquité : infections Poliovirus, West Nile Virus 15ème : Christophe Colomb et les conquistadors apportent la variole en Amérique, les populations amérindiennes non immunisées sont durement touchées. Succession d\'infection virales : - Antiquité : infections Poliovirus, West Nile Virus... - 19ème siècle : Rage en Europe - 1916 : Epidémie de polio aux Etats-Unis - 1918 : Pandémie Grippe espagnole - 1976 : 1ère épidémie du virus Ebola : Soudan, Zaïre \* - 1981 : Début de la pandémie du VIH - 1999 : Virus West Nile à New York - 2002 : SRAS Syndrome Respiratoire Aigu Sévère - 2005 : Grippe aviaire en Asie - 2006 : Chikungunya, Océan Indien - 2009 : Pandémie grippe H1N1 - 2013 : Coronavirus MERS en Arabie Saoudite - 2014 : Ebola en Afrique de l'Ouest - 2015 : Virus Zika en Polynésie, Amérique - 2019 : Nouveau Coronavirus en Chine Endémie : présence habituelle d'une maladie, en générale infectieuse, dans une population déterminée ou une région précise, avec une incidence stable. Epidémie : croissance rapide de l'incidence d'une maladie dans une région donnée et pendant une période donnée. Incidence : nombre de nouveaux cas d'une maladie survenant pendant une période donnée. Pandémie : épidémie de très grande envergure, qui se développe sur plusieurs continents. Impact des virus : Les virus infectent: - Les hommes : grippe, rage, VIH, herpes, hépatite... - Les autres animaux : fièvre aphteuse, rage, maladie de Carré, fièvre de la vallée du Rift, maladies des vers à soie... - Les végétaux : mosaïque du tabac, du chou-fleur... - Les bactéries : bactériophages - Les archées : Acidianus Virus - Les champignons : mycovirus... - Les protozoaires, Amibes : Pithovirus, Mimivirus... - Les virus ! = virophages : Spoutnik Les virus sont la forme la plus abondante de « vie » sur Terre 1031 bactériophages sur la Terre = 10X + que bactéries = 100 millions de tonnes = 1 million de baleines bleues Mais avec un impact mineur sur la biomasse Les virus assurent un rôle prépondérant dans les écosystèmes : 20% de la vie dans les océans est détruite chaque jour par des infections virales : → rôle dans les cycles carbone et oxygène → limite la multiplication du phytoplancton (bloom) Découvertes des mécanismes grâces aux virus : - Identification des promoteurs des polymérases ARN - Mécanismes impliqués dans la réplication de l'ADN cellulaire - Épissage des ARN des cellules eucaryotes - Oncogènes cellulaires - Cytokines - Transcription inverse... Utilité des virus : - Thérapie génique - Phagothérapie : lyse des bactéries cibles par une phage → spécifique d\'une espèce bactérienne. - Rôle des virus dans l\'évolution : - 8% de notre génome est d\'origine rétroviral : Rétrovirus endogènes. → rôles de la syncitine dans la formation du placenta : multiples acquisitions. - Mécanisme d\'acquisition des rétrovirus endogènes II -- Historique et définition Le postulat de Koch 1884 : Pour reconnaître le rôle d\'un agent infectieux dans une pathologie : - L\'agent doit être présent dans tous les cas de la maladie - L\'agent doit pouvoir être isolé de l\'hôte et être cultivé in vitro - La pathologie doit pouvoir être reproduite quand une préparation purifiée de l\'agent est inoculée à un hôte sain susceptible - Le même agent doit pouvoir être récupéré à nouveau de l\'hôte infecté expérimentalement Le filtre de Chamberland : Paris, 1884 : lutte contre la fièvre typhoïde Charles Chamberland met au point un filtre de porcelaine poreuse (pores 100 nm à quelques µm) permettant de retenir les bactéries : la bougie de Chamberland. Propriétés des micro-organismes responsables des maladies infectieuses : - Visibles au microscope - Cultivables en milieu nutritif approprié - Retenus par le filtre de Chamberland La découverte : virus de la mosaïque du tabac : 1886 : Adolf Mayer → Transmission de la mosaïque du tabac à des plantes saines à partir d'un extrait de plante malade : agent contagieux. 1892 : Dimitri Ivanovski → Transmission à partir de sève filtrée sur bougie de Chamberland : pas une bactérie. 1898 : Martinus Beijerinck → Transmission en série par des filtrats de sève : contagium virum fluidum. L'agent responsable est ultra-filtrable et se multiplie dans les cellules de son hôte. Virus, 1ère définition : Agent infectieux capable de se multiplier chez son hôte, non retenu par le filtre de Chamberland, invisible au microscope, non cultivable sur milieu nutritif artificiel. Définition des virus par André Lwoff, 1953 : - Les virus ne contiennent qu\'un seul type d\'acide nucléique (ADN ou ARN) qui constitue le génome viral - Les virus se répliquent à partir de leur matériel génétique - Les virus sont des parasites intracellulaire obligatoire Vers une autre définition : Plus de 6500 espèces virales décrites à ce jour - Infection obligatoire d'une cellule : il existe des bactéries qui ont un cycle intracellulaire, exemple: Listeria - Agent ultra-filtrable : il existe des virus retenus par les filtres → les Mimivirus Le mystère des virus géants : - 3 familles : Mégavirus, Pandoravirus, Pithovirus - Visibles au microscope (presque µm) - Présents dans beaucoup d'environnements (eau de mer, permafrost...) - Codent des milliers de gènes dont des gènes d'autres organismes vivants et des gènes totalement inconnus ! - Infectables par d'autres virus (Spoutnik) → Soulèvent la question de l'origine des virus III- Structure, Classification **/!\\** Le virus n\'est pas un organisme vivant Taxonomie virale : Taxonomie : classification, nomenclature, identification Classification : regroupement d'objets en taxons, similitude à l'intérieur des taxons et différences entre les taxons Nomenclature : attribution de noms aux différents taxons Identification : permet de déterminer à quel taxon appartient un objet Problème pour les virus : - Absence de phylogenèse = relations évolutives - Absence de reproduction sexuée Critères historiques de classification : Hétérogénéité de la nomenclature utilisée par les découvreurs de virus : - Maladie : virus de la rage - Site d'infection : Rhinovirus - Géographie : virus de Sendaï (Japon) - Découvreur : virus d'Epstein-Barr - Mode de transmission envisagé : virus influenza (influence des astres) = virus de la grippe Classification selon des propriétés communes liées aux maladies provoquées : - Virus entériques : Rotavirus, Adénovirus - Virus respiratoires : Rhinovirus, Adénovirus, virus de la grippe - Virus transmis par les insectes = Arbovirus - Virus oncogènes : Rétrovirus, virus d'Epstein-Barr, virus de l'hépatite B Schéma taxonomique universel pour les virus : 1962 : André Lwoff, Robert Horne et Paul Tournier → Caractérisation morphologique des virus par microscopie électronique Hiérarchie des critères de classification : - Type d'acide nucléique - Symétrie de la capside - Présence ou non d'une enveloppe 1966 : Création du Comité International de Nomenclature des Virus Classification de l\'ITCV : - Ordre - Famille - Sous-Famille - Genres - Espèces Dans leur utilisation formelle, les noms officiels des ordres, familles, sous-familles et genres viraux sont écrits en italique avec leur première lettre en majuscule. Terminologie : Particule virale = Virion = Virus Capside = ensemble des protéines qui entourent le génome possède une symétrie : icosaédrique ou hélicoïdale, elle est composée de capsomères Nucléocapside = capside + génome Virus enveloppé = possède une enveloppe membranaire Critères de classification des virus : - Enveloppe - Nature lipidique - Glycoprotéine(s) - Capside - Icosaédrique ou hélicoïdale - Capsomères - Nombre de protéines de capside - Génome - ADN - Mono ou bicaténaire - Linéaire ou circulaire - ARN - Mono ou bicaténaire - Monobrin ou segmenté - Polarité positive ou négative - Ambisens L\'enveloppe virale : Nature membranaire : phospholipides cellulaires, protéines et glycoprotéines virales. Située en périphérie du virus = support essentiel des épitopes viraux Conséquences : Virus enveloppés fragiles (T, pH, Osmolarité) → moindre stabilité dans l'environnement L\'enveloppe virale : issu du réticulum endoplasmique ou du Golgi : Premier moyen : Assemblage viral dans le cytoplasme au niveau des systèmes membranaires, le virus enveloppé s\'accumule alors dans des vacuoles (Coronavirus, Togavirus). Deuxième moyen : Assemblage virale et acquisition de la membrane au moment du bourgeonnement hors de la cellule. Symétrie de la capside : Hélicoïdale Répétition de sous-unités protéiques constituant un manchon : - manchon rigide → virus à forme tubulaire - manchon flexible → structure enroulée → forme sphérique Longueur contrôlée par l'acide nucléique Symétrie de la capside : icosaédrique Structure fermée à 20 faces, 12 sommets et 30 arêtes. Virus à architecture complexe : - Virions complexes - Symétries combinées On peut avoir 5 structure virales différentes. Virus à ADN : - Double brin = bicaténaire - Linéaire - Circulaire - Simple brin = monocaténaire - Linéaire - Circulaire Famille des virus à ADN : - Double brin - enveloppés - Non enveloppés - Circulaire - Linéaire - Simple brin - Non enveloppé - Positif - Négatif Stratégie de réplication : Notion de base - L'ARNm est toujours de polarité (+) - l'ADN équivalent est le brin (+) - Les ARN et ADN complémentaires des brins (+) sont de polarité (-) - L'ARNm est traduit en protéines par les ribosomes - Tous les ARN (+) ne sont pas des ARNm Dogme central : Dans le noyau présence d\'ADN polymérase ADN Dépendante qui forme de l\'ARN polymérase ADN dépendante. ARN sort du Noyau et forme la protéine dans le cytoplasme. Virus à ADN à réplication nucléaire : Dans le noyau ADN polymérase ADN dépendante cellulaire ou virale qui forme de l\'ARN polymérase ADN dépendante. ARN sort du Noyau et forme la protéine dans le cytoplasme. Virus à ADN à réplication cytoplasmique : ADN polymérase ADN dépendante virale dans le cytoplasme qui forme l\'ARN polymérase ADN dépendante virale qui formera une protéine. Virus à ARN à réplication nucléaire : Présence d\'ARN polymérase ARN dépendante virale dans le noyau ARN sort et forme la protéine. Virus à ARN à réplication cytoplasmique : Présence d\'ARN polymérase ARN dépendante virale dans le cytoplasme ARN forme ARN qui forme la protéine. Rétrovirus : ARNg virale fait une transcriptase inverse et rentre dans le cytoplasme où il forme l\'ADN viral. Hépadnavirus : ADN viral forme de l\'ARN, ARN sort de la cellule et réalise une transcriptase inverse et forme l\'ADN viral sous forme de particule. La classification de Baltimore : Basée sur la nature du génome viral et la stratégie de réplication.