Microbiologie - Les Virus PDF

Les virus [email protected] Faculty of Medicine Department of Microbiology  Plan du cours 1. Les virus et leur découverte 2. Les virus influencent notre santé 3. L’organisation générale des virus 4. La capacité évolutive des virus 5. Les cycles...

Les virus [email protected] Faculty of Medicine Department of Microbiology  Plan du cours 1. Les virus et leur découverte 2. Les virus influencent notre santé 3. L’organisation générale des virus 4. La capacité évolutive des virus 5. Les cycles viraux 2 1. Les virus et leur découverte 3  Qu’est-ce que c’est un virus ? C’est un agent infectieux acellulaire très petit et qui a besoin d’une cellule hôte pour se multiplier (« parasite » intracellulaire) Composé de matériel génétique (ADN ou ARN) Entouré d'une couche protéique et certaines fois d'une enveloppe issue des systèmes membranaires de la cellule hôte 4  Une idée de la taille (et du nombre) des virus Animation interactive: http://learn.genetics.utah.edu/content/cells/scale/ Particules virales (MERS-CoV - jaune) A une échelle plus compréhensible… sur une cellule VERO E6 (bleu) MERS = Middle East Respiratory Syndrome 5 La découverte des virus est relativement récente 6 Figure 1.5; Flint et al., Principles of Virology, 3rd edition  Vous êtes un.e disciple de Robert Koch dans les années 1890. Les étudiante.s de votre faculté sont victimes du syndrome de désertification des amphithéâtres. Votre mentor n’a pas réussi à trouver une bactérie causant ce symptôme. Vous êtes pourtant persuadé.e.s (à tort ou à raison) qu’un agent infectieux, peut-être non bactérien, cause ce syndrome. Comment allez-vous procéder ? Vous allez essayer de cultiver sur gélose des prélèvements sanguins d’étudiant.e.s présent.e.s ou absent.e.s et séquencer l’ADN de ce qui pousse Vous observez au microscope électronique des prélèvements de la flore cutanée d’étudiant.e.s présent.e.s ou absent.e.s Vous allez filtrer (pores symptômes respiratoires L’effet lié à la réponse immune Ex: symptômes systémiques liés à l’infection par Influenza (fièvre, douleurs articulaires…) liés à la sécrétion de cytokines induites par la détection du virus Diapositive Pre Tapparel 15  Relations entre virus et cancers 1908 et 1910 - Vilhelm Ellerman et Olaf Bang (Copenhagen), et Peyton Rous (New York) découvrent la relation entre virus et cancer L’injection d’un extrait cellulaire chez les poules induit de nouveau un cancer => Le virus du sarcome de Rous La poule Plymouth Barred Rock portant la tumeur présentée à Rous En 2002, l’OMS a estimé que 17.2% des cancers sont causés par des infections, dont >11% par des virus 16 http://viralzone.expasy.org/all_by_species/65.html 3. L’organisation des virus 17  La structure virale : le virion Virus non-enveloppé avec une capside faite de protéines 2 1- Génome = acides nucléiques 1 2- Capside = coque protéique Virus avec une enveloppe membranaire en plus de la capside 3- Enveloppe = structure 1 lipidique (pas présente chez tous les virus) 2 4- Spicules = glycoprotéines (si 3 enveloppe) 4 http://fr.wikipedia.org/wiki/Virus 18  Le génome viral Génome restreint de ~1700 à 1.2x106 nucléotides  une grande partie des fonctions nécessaires à la réplication et la propagation sont assurées par l’hôte  Généralement peu de gènes avec une fonction dite « accessoire »  Evolution réductrice caractéristique du parasitisme Nombre de gènes souvent réduit Influenza (grippe): 8 gènes Virus herpès: plus de 80 gènes Mimivirus (virus d’amibes): 1200 gènes pour 1.2x106 pb En comparaison E. coli (bactérie) : ~4.5x106 paires de bases pour ~4300 gènes H. sapiens (métazoaire) : ~3x109 paires de bases pour 20 000 à 30 000 gènes Ne retenez pas les chiffres mais les ordres de grandeur 19  Les gènes et protéines – exemple de SARS-CoV2 Protéines non-structurelles (NSP) : multiplication virale, modifications des fonctions de l’hôte Protéines structurelles : protéines de la capside ou de l’enveloppe ARN (+) 20  Convention Brin – Brin + ARN polymérase ADN codant, sens ou (+) Double brin d’ADN ADN non-codant, antisens ou (-) ARN sens, positif ou (+) Par définition, l’ARN messager (ARNm ou mRNA en anglais) est défini comme le brin de sens positif car il est immédiatement traductible pare le ribosomes Vous allez voir ces notions plus en détails dans les cours des Pr Andrey et la Pre Valentini. 21  Classification selon Baltimore : 7 classes selon la nature des génomes viraux Herpes Rotavirus SARS-Cov2 Influenza VIH HBV simplex (+) https://viralzone.expasy.org/254 22 Une grande diversité de virus 23 4. La capacité évolutive des virus 24  Le taux de mutation des virus est élevé SARS-CoV-2 Les polymérases virales n’ont pas d’activité de relecture (proof- reading) elles font plus de «fautes» (voir cours Pr Andrey) 25  Les mutations conférant un avantage sont sélectionnées Séquence consensus 26  Les variants de la protéine Spike Leucine en position 452 de la protéine Spike Virion Spike Souche de 2019 L452 T478 E484 N501 Variant α L T E Y Variant δ R K Q R ACE2 Lie Spike Mutations principales de la protéine Active Spike Spike dans les variants α et δ Augmentation de l’affinité entre Spike et ACE2 α δ 27  L’évolution des variants SARS-CoV2 à Genève Proportion relative des variants α δ Variants ω covariants.org 28  Contagiosité (R0) et mortalité α δ ω 29 5. Le cycle viral 30 Etapes générales de la multiplication d’un virus 1. Attachement: fixation spécifique du virus sur la cellule hôte 2. Pénétration du virus dans la cellule hôte Le noyau de la cellule n’est pas représenté ici afin de représenter une généralisation de la multiplication virale 31  Les voies d’entrée Fusion Endocytose Attachement Endocytose Liaison au Fusion Relargage récepteur Fusion Injection Attachement Injection via un pore Ejection ADN ADN cytoplasmique 32 Slides Pre Tapparel  Etapes générales de la multiplication d’un virus 6. Libération des virus 1. Attachement : fixation spécifique du hors de la cellule hôte virus sur la cellule hôte 2. Pénétration du virus dans la cellule hôte 5. Maturation : Assemblage spontané des constituants viraux 3. Décapsidation : Séparation du génome et de la capside 4. Biosynthèse : Réplication du matériel génétique et synthèse de protéines Le noyau de la cellule n’est pas représenté ici afin de représenter une généralisation de la multiplication virale 33  Sortie de la cellule hôte Lyse Exocytose Bourgeonnement Lyse Différents destins de la cellule infectée : - Mort par lyse ou apoptose - Pas d’effet «cytopathique visible» 34 Slides Pre Tapparel Deux exemples de cycles viraux et comment les bloquer 35  Les virus à ARN (+) ont un cycle de vie similaire et des antiviraux contre un virus à ARN(+) peuvent être utilisés indistinctement des virus Vrai Faux https://pingo.coactum.de/989780 36 Le cycle (simplifié) du SARS-COV2 – ARN(+) Attachement Sortie Endocytose Fusion Assemblage du virion Decapsidation Traduction en protéines structurales Inhibiteur de fusion Réplication Ribosome hôte Traduction Inhibiteur de polymérase Transcription Clivage protéolytique Inhibiteur de protéases 37  630 000 morts (2022) 39 millions des personnes vivent avec le SIDA et 1,3 million ont contracté le SIDA (2022) Le cycle (simplifié) du VIH – ARN(+) Maturation Inhibiteurs de Attachement Attachement Sortie et protéases maturation Enveloppe Inhibiteurs Assemblage CCR5 CXCR4 Import nucléaire Transcription inverse Traduction Fusion Fusion Inhibiteurs de Intégration transcriptase Inhibiteurs Décapsidation d’intégrase Transcription Lymphocyte T CD4 38  Objectifs d’apprentissage A la fin de ce cours, vous devrez pourvoir discuter : les caractéristiques générales des virus dont leurs cycles de réplication leur capacité évolutive leur impact sur la santé humaine Les principes d’action des antiviraux en général 39  Merci ! https://pingo.coactum.de/989780 40