Généralités sur les Virus PDF

[ **Généralités sur les Virus**] I. **La multiplication des virus** *[Qu'est-ce qu'un virus ?]* Particule de **petite taille** (nm) contenant une information génétique **protégée** capables de **[pénétrer]** dans une cellule vivante et de s'y **[exprimer]** pour s'y **[multiplier]** - Micro-o...

[ **Généralités sur les Virus**] I. **La multiplication des virus** *[Qu'est-ce qu'un virus ?]* Particule de **petite taille** (nm) contenant une information génétique **protégée** capables de **[pénétrer]** dans une cellule vivante et de s'y **[exprimer]** pour s'y **[multiplier]** - Micro-organisme à structure [définie] - Génome constitué **d'ADN** [ou] **d'ARN** - [Pas de noyau] - Se reproduisant à partir de leur matériel génétique, [exclusivement] dans des cellules vivantes =\> multiplication intracellulaire obligatoire - En utilisant l'appareil de synthèses cellulaires Un virus n'est pas une cellule : - Différence avec les autres pathogènes : - Bactérie : une cellule - Parasite : organisme unicellulaire (protozoaire) ou pluricellulaires (métazoaires) Ils peuvent infecter tous les êtres vivants, dont les bactéries (bactériophages), les animaux et les plantes Certains virus peuvent même être observés dans des virus ! (virophages chez les Mimivirus) - [Taille] : - Le génome du virus est [300 000 fois plus petit] que le génome de la cellule - Cellule = 15 micron et Bact' = 2 micron Une image contenant texte, capture d'écran Description générée automatiquement - *Les virus ont été décrit à partir de 1940.* - [Terminologie virologique : ] - **Virus** : forme intra et extracellulaires - **Virion** : forme extracellulaire - **Provirus** : intrachromosomiques = génome viral intégré au génome de la cellule hôte (**ex : VIH**) - **Episome** : extra chromosomique = génome viral intracellulaire (**ex : EBV ; HPV**) **[Structure]** - Particule très simple : - [Nucléocapside] (contient le génome entouré d'une « carcasse » protéique) - Acide Nucléique (**ADN** ou **ARN**) - Capside - Enveloppé ou nu : - Enveloppé : bicouche lipidique et protéines -  Nu : sans enveloppe Parfois, il y a la présence d'autre protéines enzymatiques (ex : **rétrotranscriptase** chez les **rétrovirus**) **[Génome : ]** - Plus un virus a un **génome important**, plus il est capable de **produire ses propres protéines** - **ADN** - Faible taux de mutation ⇒ relativement **[stable]** - **Monocaténaire [ou] Bicaténaire** - En général 2 brins complémentaires sauf parvoviridae - **Circulaire** - De 3 à +300Kb =\> jusqu'à 200 protéines virales - Ex : herpesviridae - **ARN** - Fort taux de mutation, plus petit - **Monocaténaire** **[ou]** **Bicaténaire** - Généralement 1 seul brin sauf reoviridae - **Segmenté / Linéaire** - **De 7 à 30Kb =\> jusqu'30 à protéines virales** - **Ex : coronaviridae** - Capacité de codage réduite comparé aux 25 000 gènes du génome humains (3 milliards pb) - **ARN +** - [Directement] traduit par ribosome (tout de suite utilisable) - Besoin d'une **réplicase** ⇒ copie négative (ARN-) (lecture = protéines) - [Directement] infectieux - [Ex ]: virus poliomyélitique - Génome viral seul est infectieux car directement traduisible par les ribosomes - **ARN -** - [Intraduisible] par ribosome ⇒ apporte avec lui une **transcriptase** qui permet de passer de ARN - à ARN+ - Besoin de réplicase (lecture = protéines) - Il faut qu'il y ait une **[transformation]** dans le cytoplasme pour être infectieux - [Ex ]: virus de la rage - Génome viral seul n'est pas infectieux car non traduisible par les ribosomes - Génome virale **segmenté** - [Co-infection] possible avec 2 virus qui n'ont pas le même génome et fait émerger un nouveau virus (recombinaison) avec un nouveau génome - [Ex] : Grippe ⇒ Différents variants - Bicaténaire **[Capside : ]** - Structure protéique entourant le génome - Conformation géométrique variant selon les virus : icosaédriques, tubulaires, complexes... - Assemblage de protéines virales polymérisées = capsomères - Structure présentant une très grande stabilité - Fonction de la capside : - **Protection** du génome - **Transport** intracellulaire - **Spécificité** d'attachement (virus nu) Symétrie hélicoïdale  - Unités de structures s'empilent en colimaçon, maintenant l'acide nucléique enroulé entre 2 tours de spires et délimitant un tube creux [Ex] : virus respiratoire syncytial VRS, virus de la Rage = *ressemble à un suppo* Symétrie cubique / icosaédrale - Forme icosaédrique révélée par un double ombrage métallique - Unités de structure regroupées en capsomères : - **Penton** (5U) : sommets - **Héxon** (6U) : faces et les arêtes [Ex] : Rotavirus, **Herpesvirus, Adenovirus (fibres aux 12 sommets)** Autres : Symétrie complexe (**Poxvirus**) ou indéterminée (ex : **VIH**) Particuliers : Bactériophages caudés = virus des bactéries - Symétrie binaire : génome dans une capside icosaédrique prolongée d'une queue hélicoïdale - Fixation par les fibres terminales contraction de la gaine de la queue injection du génome dans la bactérie - [Enveloppe] ([inconstante]) - Élément le plus externe des virus enveloppés - Pores permettant les échanges - Dérivée des membranes cellulaires ( cytoplasmique, réticulaire, golgienne ou nucléaire selon les virus) - [Constitution] - Bi-couche phospholipidique - Protéines virales glycolisée ou non ⇒ **Péplomères** - Confère au virus une **sensibilité** aux [solvants], [chaleur] et [dessiccation] (déshydratation) - Virus + fragiles - [Ex] : Herpès - Protéines de l'enveloppe - Prot. d'attachement, hémagglutinines - **Antigéniques** - **Enzymatiques ex : rétrotranscriptase des rétrovirus** - Formation enveloppe ⇒ Bourgeonnement - À partir de [l'enveloppe nucléaire] - Voyage des pièces détachées de la particule virale - virus nu s'accumule dans la cellule et la fait exploser - [Spicules] ([inconstants]) - Protéines virales glycolysées par la cellule - Sert à adhérer à la cellule - S'insèrent dans la membrane lipidique par une **région hydrophobe** - Extrémité est en contact avec le nucléocapside ou la matrice virale - [Ex] : Virus de la Grippe (forme caractéristique) =\> virus influenza - On distingue une **Hémagglutinine** (HA) et une **Neuraminidase** (NA) - [Fonctions] : - **Fixation du virion à la cellule hôte** - Déterminants reconnus par des récepteurs cellulaires - **Fusion de l'enveloppe virale avec la mb cellulaire** - Par des séquences d'Aa hydrophobe - **Sortie des nouveaux virus après le bourgeonnement** -  NA coupe les acides sialiques des membranes cellulaires et permet le détachement des nouveaux virus - **Fonction antigénique, enzymatique** **[Conséquence de la présence d'une enveloppe : ]** L'enveloppe a la fragilité de la mb dont elle dérive - Rend le virus plus fragile - Dans le milieu extérieur (température, dessication) - Dans le tube digestif (dégradé par enzymes dig et ph acide) - Sensibilité aux détergents et solvants. Nb : les virus nus sont bcp plus résistants **[Influence sur le mode de transmission : ]** Une image contenant texte, capture d'écran, Police Description générée automatiquement - [Matrice ou manteau] : inconstant Chez certains virus enveloppés Structure protéique située immédiatement sous l'enveloppe (ex : VIH) - Rôle de stabilisation [Classification] Depuis 1966, - International Committee on Taxonomy of Viruses On les classes selon : - **Nature** du génome - **Nombre** d'ARN / d'ADN - **+** ou **-** - Présence d'une **enveloppe** ou non - **Symétrie** des capsides - Stratégie de réplication Mais parfois aussi classification en fonction de la maladie (hépatites) ou du vecteur (arbovirus) **[Taxonomie : ]** Une image contenant texte, capture d'écran, Police, algèbre Description générée automatiquement II. **Le cycle viral** [Multiplication des virus] 1. **Attachement** sur récepteur spécifique ⇒ pas de fixation pas d'infection (protéines précoce) 2. **Pénétration** par endocytose dans la cellule (virus nus ou enveloppés) - Voyage du virus via le **réseau** par des filaments d'actine ou des microtubules (permettent à un virus à ADN de passer les pores du noyau (= péage compatibilité) 3. **Décapsidation =\> entrée virale aussi** 4. **Réplication** du génome **Production** des protéines de la capside / structure ⇒ Protéines tardives 5. **Assemblage** 6. **Libération** dans le milieu extérieur - Assemblage - Libération des virions - [virus nu] : responsable de la lyse cellulaire - [virus enveloppé] : bourgeonnement [Entrée virale : ] 1. Attachement - Liaison d'une protéine virale à un récepteur cellulaire spécifique - Spicules situés sur l'enveloppe pour les virus enveloppés - Spicules situés sur la capside pour les virus nus - Récepteurs cellulaires spécifiques = molécules à la surface de la cellule (généralement protéine membranaire, mais parfois un sucre ou un lipide complexe) - Ex : VIH =\> récepteur = CD4 des Ly T « Co-récepteurs » : parfois, interaction de plusieurs molécules cellulaires 2. Pénétration Elle est différente en fonction du virus - **Virus nus** : passage à travers de la mb cellulaire (translocation ou injection du génome) ou endocytose - **Virus enveloppé** : fusion mb ou endocytose 3. Décapsidation - Libération d'acide nucléique dans le cytoplasme  **[Endocytose : ]** Certains virus utilisent plusieurs voies d'endocytose : - Phagocytose, - pinocytose, - endocytose clathrine dépendante, - endocytose cavéoline-dépendante, - endocytose clathrine et cavéoline-dépendante **Concerne les virus nus et les virus enveloppés** **[Fusion membranaire des virus enveloppés : ]** Une image contenant texte, capture d'écran, diagramme Description générée automatiquement 4. Réplication - Réplication du génome (multiplication) - Transcription (pour rétrovirus : rétro-transcription et ARN polymérase) - Traduction de l'information génétique  La cellule possède : - ARN polymérase ADN dépendante - Adn polymérase ADN dépendante - Origine virale ou cellulaire Mais pas : - ADN polymérase ARN dépendante - ARN polymérase ARN dépendante - Origine virale **[Baltimore Classification : ]** Groupe 1 : Adn double brin Groupe 2 : Adn simple brin Groupe 3 : ANR double brin Groupe 4 : ARN simple brin Groupe 5 : ARN simple brin Groupe 6 : ARN simple brin avec rétrotranscriptase Groupe 7 : ADN double brin avec rétrotranscriptase 5. Réplication **[Virus à ADN : ]** - Nucléaire sauf poxvirus  **[Virus à ARN : ]** Cytoplasmique (hors influenza et et rétrovirus)  - Simple brin + : - Génome directement infectieux - Traduit directement par les ribosomes - Traduction d'une réplicase **(RDRP)** Multiplication du génome - Simple brin - : - Intraduisible par les ribosomes - Nécessite une transcriptase (ARN polymérase ARN dépendante) =\> ARNm - Traduction d'une réplicase Multiplication du génome **[Le cycle du VIH : ]** - Rétrovirus -- virus à ARNsb (+) enveloppé - Etapes spécifiques : transcription reverse et intégration  **[Virus à ARN et mutations : ]** Les ARN polymérases n'ont pas de mécanismes de détection et correction d'erreurs contrairement aux ADN polymérases des virus à ADN. - réplication du génome des virus à ARN beaucoup moins fidèle que celle du génome des virus à ADN - virus à ARN sujets aux variants génétiques (ex: VIH, VHC) : notion de **quasi-espèce virale** Une image contenant texte, capture d'écran, Police Description générée automatiquement 6. Assemblage et sécrétion - Autoassemblage de l'acide nucléique et des protéines néosynthétisées - Formation des nucléocapsides - Libération des particules virales néoformées - Virus nu : souvent lyse cellulaire - Virus enveloppé : libération par bourgeonnement à travers une membrane cellulaire **[Interaction virus/ cellule hôte : ]** - **Tropisme** : ensemble des tissus ou cellules sensibles à l'infection par un virus (large ou étroit) - Nécessite des récepteurs viraux spécifiques (ex : **parvovirus B19 et Ag P, VIH et CD4/CCR5...**) - Cellule **sensible** = capacité à être infectée (pénétration) - Cellule **permissive** = capacité à multiplier le virus (réplication) - Cellule **sensible** + **permissive** = infection productive : infection aiguë, persistante (chronicité et latence) ou transformante (intégration, oncogenèse) - Cellule **sensible** mais **non** **permissive** = infection abortive - Cellule résistante = pas d'infection **[Conséquences de la multiplication virale ]** - Infection lytique : multiplication virale puis destruction de la cell - **Mort** de la cellule ⇒ ne persiste pas dans l'organisme - **Effet cytopathogène (ECP)** - **Fixation, pénétration, décapsidation, multiplication du génome, synthèses, assemblage et libération** - **Poliovirus** - Infection latente - Commence par un **cycle productif** - Fin de la primo-infection - Latence avant **[réactivation]** - Production [inconstante] - A la capacité de se retrouver sous formes **d'épisomes** dans le noyau (dans Ly à vie) - **Herpesvirus**, *(HSV, VZV)* - Infection persistante / **chronique** : multiplication virale intégration dans le génome cellulaire expression de fonctions virales non lytiques - **[Intégration]** du génome dans le **noyau cellulaire** pour le VIH =\> **Provirus** - **[Persistance]** du génome pour le virus hépatite B production du virus **permanente =\> Episome** - [Ex] : VIH, virus hépatite B - Infection transformantes : - Altération du contrôle de la prolifération cellulaire (diminution du contrôle de la dépendance aux facteurs de croissances) - Instabilité génétique - Immortalité des cellules - Echappement à la réponse immunitaire Ex : **EBV, VHB, HP...** III. **Pathogénèse des infections virales** **Existence de différents schémas de multiplication** - **Très large spectre d'expression clinique : de l'infection asymptomatique à l'infection fatale** - **Symptomatologie pouvant être due à la multiplication cytolytique virale ou à une réaction immunitaire importante** - **Manifestation rapide (infection aiguë) à lente (infections chroniques), réactivations...** - **Diffusion virale locale (porte d'entrée ++) ou générale** - **Dépendant du tropisme : aptitude d'un virus à infecter les cellules d'un organe/tissu** **→ conditionne l'expression clinique** **[Virulence et infectivité]** - Virulence - Capacité du virus à **engendrer** une infection - Dépend - de la souche virale - de la charge virale =\> inoculum - de la porte d'entrée *(virus de la rage à l'oral ne marche pas besoin de morsure)* - de l'âge (Nouveaux nés et personnes âgées) - du statut immunitaire - Infectivité ou contagiosité - Période pendant laquelle le patient est **contagieux** ou dissémine le virus (infection virale déjà infectieux 1 sem avant les 1ers signes cliniques environ) - **Débute** habituellement [pendant l'incubation] - Se **poursuit** pendant la phase clinique - Et parfois même pendant la phase de **convalescence** voire à vie - Notion de réservoir et d'hôte : - Réservoir : hôte permettant la pérennisation de l'espèce - Homme peut être un **intermédiaire** =\> (arthropodes et arbovirus : dengue, fièvre jaune) - Homme peut être un **hôte** **accidentel** =\> (réservoir animal, contamination par morsure ou aérosol : rage, hantavirus...) - Homme peut être un **hôte** **principal** =\> majorité des virus infectant l'homme - Spectre d'hôte : ensemble des organismes sensibles à l'infection par un virus - Étroit =\> uniquement chez l'homme (polio, VHB, Rougeole) - Large =\> affecte plusieurs hôtes (rage infecte homme, chien, renard) **[Notion de transmission : ]** - **[Directe]** : manuporté, aérienne via gouttelettes, contact rapproché (sexuel, intra-familial...), mère-enfant (transplacentaire, périnatale ou postnatale) - virus **enveloppés** et contacts rapprochés (ex : HSV)... - **[Indirecte]** : nécessite un intermédiaire (vecteur comme le moustique, eau ou matériel souillés...) - **arbovirus** et vecteurs, **VIH** et aiguilles souillées... **[Diffusion et modes d'infection : ]** [Diffusion : ] Le plus souvent mondiale, mais les conditions écologiques, socio-économiques et climatiques expliquent la répartition géographique ou saisonnière de certaines infections virales. [Mode d'infections :] - **Sporadique** : atteint quelques individus de façon isolée dans une région donnée (occasionnelle et irrégulière) ex : **VHA en France** - **Endémique** : nombreux cas réguliers dans une région donnée à incidence faible (ex : **VHA dans les pays en voie de développement**) - **Épidémique** : apparition brutale d'un grand nombre de cas dans une région (soudaineté, cyclique) : ex **grippe** - **Pandémique** : épidémie importante dans une zone géographique étendue (**covid**) **[Pénétration et dissémination dans l'organisme : ]** - Porte d'entrée des virus Principalement par arbre respiratoire et tube digestif, cutanéo-muqueuse, voie transcutanée (ex : **arbovirus**) - Progression de l'infection dans l'organisme Incubation = période séparant le comptage (infection) des premiers signes cliniques - Parfois très rapide (**rotavirus** : 1-2 jours) à très longue (**VHB** : 50-150 jours) - Dissémination dans l'organisme : - Localisée à la porte d'entrée : grippe, gastro (incubation courte) - Systémique : dissémination jusqu'à l'organe cible - tropisme d'organe liée à la présence de certains récepteurs **[Expression clinique et formes évolutives : ]** L'action pathogène d'un virus fait intervenir : - des **facteurs** liés au virus lui-même (inoculum, voie d'inoculation, degré de pathogénicité du virus) - des **facteurs** liés à l'hôte : âge \[...\] mais surtout de la qualité des réponses immunitaires - **Aigu** : le + fréquent - Symptomatique (rougeole, varicelle) - Souvent asymptomatique ou paucisymptomatique : entérovirus, hépatites Contamination sous-estimée S'applique à tous les virus lors d'une primo-infection [Multiplication] virale intense et rapide [Evolution] : élimination du virus (infection résolutive) ou infection persistante - **Persistant** (toute la vie, parfois asymptomatique) - Infection chronique réplicative : VIH, VHC - \- Infection latente → réactivation (= récurrence clinique) : HSV, VZV  **[Réponse de l'hôte à l'infection virale : ]** Pas tous égaux devant l'infection - contrôle génétique de la réponse immunitaire (variabilité individuelle +++) Adaptations virus/hôte - mécanismes bénéfiques, parfois délétères Immunité innée et spécifique - **Interférons** (IFN) : rôle antiviral essentiel = cytokine cellulaire → cellules infectées et LT activés - Rôle direct : inhibition de la synthèse protéique et des acides nucléiques viraux - Chimiokines et cytokines pro-inflammatoires - Cellules phagocytaires (monocytes, macrophages et cellules dendritiques) et cellules NK attirés par l'IFN - **Hyperthermie** : multiplication virale thermosensible - Nombreuses barrières **physiques** et **chimiques** : peau et muqueuse intacte, sécrétions, acidité gastrique, sels biliaires... Une image contenant texte, capture d'écran, Police, nombre Description générée automatiquement  Parfois, les lésions sont générées par la réponse immunitaire et non par le virus - Hépatite B aiguë et chronique → LT cytotoxiques (VHB non cytopathogène) - Formes sévères de la dengue (arbovirus) - Ac facilitants : opsonisation par les Ac favorise, via le fragment Fc, l'infection des macrophages - Cas particulier du [nouveau-né] - [Transfert] passif des **IgG** maternelles au fœtus (pendant la grossesse) - Protection du NN pendant les 1^e^ mois - Détectées dans le sérum du NN attention à l'interprétation des sérologies ! - [Pas de transmission] des **IgM** maternelles - La présence d'IgM dans le sérum d'un NN signe donc une infection de l'enfant (attention à ne pas contaminer le prélèvement avec du sang maternel) - Immaturité physiologique du système immunitaire sensibilité aux infections IV. **Missions du laboratoire : diagnostic des infections virales** [Diagnostic de l'infection virale aiguë/chronique et suivi de ces infections] - Mise en évidence des virus ou de leurs composants - Mise en évidence de la réponse immunitaire vis-à-vis du virus (vaccination, immunité ancienne ou récente...) → pas indispensable pour toutes les infections virales (ex : varicelle, rhume...) Surveillance épidémiologique (répartition géographique, épidémies, évolution des variants...) Sécurité des PSL... **[Phase pré-analytique : ]** Le **prélèvement** : selon la clinique (porte d'entrée, site de multiplication du virus recherché) et la chronologie de l'infection → au mieux au début des signes cliniques Importance ++++ de la qualité du prélèvement **[Exemples : ]** écouvillonnage **nasopharyngé** pour les virus respiratoires (SARS-CoV-2, Influenza) écouvillonnage **lésion cutanée** (vésicule) pour HSV... **LCR** pour les méningites (entérovirus, HSV...) Les virus sont des intracellulaires obligatoires : impératif que le prélèvement soit riche en cellules **[Phase analytique :]** 2 méthodes complémentaires : - Direct : mise en évidence du pathogène - Le virus lui-même : culture - Ses constituants (Ag, ADN, ARN) : biologie moléculaire ou tests **immunochromatographiques** ++ - Indirect : mise en évidence de la réponse immunitaire vis-à-vis du pathogène - Détection des Ac : totaux (IgM et IgG), IgG, IgM, IgA, indice d'avidité des IgG [Diagnostic direct : ] - [Culture uniquement dans les centres de référence :] - Culture par inoculation à l'animal/œuf de poule embryonné - Cultures cellulaires → permet d'observer l'effet cytopathique (ECP) Méthode directe la plus spécifique - [Détection directe d'antigènes viraux] - Différentes techniques : agglutination sur particules de latex, immunochromatographie... Méthode directe la moins coûteuse - [Détection du génome viral (biologie moléculaire) :] PCR ++++, séquençage - Technique très sensible, qui permet : - le diagnostic étiologique de la plupart des infections virales - de suivre l'efficacité thérapeutique (suivi de la charge virale sous traitement) - Indispensable pour l'analyse épidémiologique : génotypes (VHC) **Utilisée en 1ère intention pour les infections localisées, les suivis...** → ex : prélèvements respiratoires (Covid, grippe, VRS), vésicules (HSV, VZV), LCR (HSV, entérovirus...) Méthode directe la plus sensible et la plus utilisée [Diagnostic **indirect**] - [Sérodiagnostic] : MEE de la réponse AC du patient - Séroconversion (2 à 3 semaines d'intervalle) ou IgM en phase aiguë - Appréciation de l'immunité sur un dosage (ex : IgG rubéole) **Utilisée en 1ère intention pour les infections « généralisées » ++, d'incubation longue** → ex : VIH, hépatites, mononucléose infectieuse (EBV)... - [Techniques] : - hémagglutination passive, - agglutination-latex, - IFI, - immuno-enzymologie (ELISA), - Western blot (2e intention)... → principalement sur sérum, mais réalisable aussi sur d'autres matrices (LCR, humeur aqueuse...) [Avantage et inconvénients des techniques de diagnostiques : ] V. **Thérapeutique** Un virus est un parasite strict de la cellule : on atteint le virus... mais aussi la cellule ! - **Biocides** (antiseptiques et désinfectants) = virucides - **Antiviral** = virostatique → empêche la réplication virale - **Immunothérapie** : aide à la réponse immunitaire (immunoglobulines, interférons, vaccination...) - **Mesures de prévention** ++ : hygiène des mains, dépistage systématique (VIH, VHB chez femme enceinte...), port du masque en cas de signes respiratoires