27/04/2015 MAQUIN Camille CR : CHABERT Julie AIH Pr
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AIH – Virus de l'immunodéficience humaine 27/04/2015 MAQUIN Camille CR : CHABERT Julie AIH Pr CHARREL 8 pages Virus de l'immunodéficience humaine Plan A. Généralités sur les rétro-virus B. Présentation du VIH I. Structure du Virus II. Cycle de multiplication du VIH III. La multiplication virale au niveau de l'organisme IV. L'épidémiologie V. Le VIH-2 VI. Diagnostic virologique et suivi en laboratoire de l'infection au VIH VII. Thérapeutique anti-virale VIII. Prospective A. Généralités sur les rétro-virus Il s'agit de virus possédant un génome à ARN monocaténaire (deux copies identiques), à capside polyédrique, enveloppés. Les rétrovirus ont en commun le fait que leur génome doit être transcrit en ADN par une ADN polymérase ARN-dépendante : la transcriptase inverse (TI ou RT pour reverse transcriptase). Cette enzyme fait l'originalité de ces virus et est ciblée en premier lieu dans les traitements. L'ADN pro-viral ainsi synthétisé s'insère dans l'ADN cellulaire par ses deux extrémités appelées LTR (long terminal repeat = séquences terminales redondantes). L'information génétique virale se trouve intégrée définitivement dans le génome cellulaire, d’où elle sera exprimée, comme celle des gènes cellulaires, par l'appareil de transcription de la cellule. Il s'agit d'une infection définitive de la cellule. Cette transcription cellulaire aboutit à la synthèse de nouveaux génomes viraux et d'ARNm viraux, qui seront traduits en protéines : • Protéine Gag (group antigen ; protéine structurale de la capside) • Protéine Pol (polymérase virale = rétro-transcriptase, associée à des activités de protéases et d'intégrases) • Protéine Env (glycoprotéine de surface gp120 et la glycoprotéine TM gp41 du HIV-1 : protéines de l'enveloppe) 1/8 AIH – Virus de l'immunodéficience humaine B. Présentation du VIH La découverte du VIH-1, sous le nom de LAV en 1983, revient à Françoise BARRÉ- SINOUSSI, Jean-Claude CHERMANN et Luc MONTAGNIER (Institut Pasteur). La plus ancienne souche caractérisée rétrospectivement par PCR sur du matériel anatomique conservé remonte à 1959. Le VIH-1 serait apparu vers 1930, d’un passage (ou plusieurs) à l’homme d’un virus de l’immunodéficience simienne du chimpanzé (SIVcpz). En 1986 un second type de VIH a été découvert par l’équipe de Virologie de l’Hôpital Claude Bernard sous la direction de Françoise BRUN-VÉZINET, et caractérisé par François CLAVEL de l’Institut Pasteur comme VIH-2, en raison de différences sensibles dans la structure du virus. Le VIH-2 est très proche du SIVmn, virus de l’immunodéficience simienne du mangabey (sooty mangabey, apparenté aux macaques). La plupart des VIH-1 appartiennent au groupe M (pour most), composé des sous-types ou clades A à K, le sous-type ou clade B étant le plus répandu dans les pays occidentaux ; l’Afrique, origine de l’épidémie, est le continent le plus riche en sous-types différents, avec des recombinants entre sous-types (mosaïques A/E, B/C, par exemple). Le groupe O (pour outlier) comporte des VIH-1 rares et surtout localisé en Afrique de l’Ouest, au Cameroun notamment, très différents des sous-types du groupe M. I. Structure du Virus 2/8 AIH – Virus de l'immunodéficience humaine Le virus comporte de l'extérieur vers l'intérieur : • Une enveloppe membranaire (provenant de la membrane cytoplasmique des cellules infectées) hérissée de protéines virales (spicules glycoprotéiques). Elle comporte une partie interne, la gp41 (glycoprotéine TM) et une partie externe, la gp120 (SU pour surface). • La face interne de l'enveloppe tapissée d'une matrice protéique faite de la p17 (MA). La capside virale en forme de cône tronqué est faite de p24 (CA). A l'intérieur se trouve l'ARN entouré de la protéine de nucléocapside (NC). • La Transcriptase Inverse (TI) ou RT qui intervient en début de cycle, est à l’intérieur de la capside, associée à une intégrase (IN, enzyme nécessaire à l’intégration de l'ADN proviral dans le génome cellulaire) et à une protéase (PR). Ces 3 enzymes sont des cibles potentielles pour la chimiothérapie antirétrovirale. • Le RNA viral se trouve en deux exemplaires. Il comporte en plus des gènes classiques de structure (gag, pol et env), des gènes de régulation (tat, rev, nef …). Certains gènes fonctionnent avec un épissage des RNA messagers ; c’est en particulier le cas de tat et de rev. • Certains gènes expriment leur information sous forme de précurseurs polypeptidiques secondairement clivés. Il en est ainsi de Gag et Pol d’une part, et d’autre part de gp120 et gp41. – Le clivage du précurseur Gag-Pol, assuré par la protéase virale, est nécessaire à l’accomplissement du cycle viral ; elle intervient en fin de cycle. – Le clivage de la gp160, précurseur des deux glycoprotéines d’enveloppe, en gp41 et gp120, est assuré par des protéases cellulaires. Le génome viral est terminé à ses deux extrémités par un LTR qui a pour fonction l'intégration dans le génome nucléaire. II. Cycle de multiplication du VIH Le VIH a une affinité obligatoire pour des cellules qui portent une molécule CD4, mais pour infecter ces cellules, il lui faut aussi trouver une seconde molécule cellulaire : le co-récepteur (CXCR4 ou CCR5). Il existe trois types de cellules cibles : – Les lymphocytes CD4+ – Les cellules de la lignée monocytes-macrophages – Certaines cellules dendritiques La reverse transcriptase engendre beaucoup d'erreurs lorsqu'elle recopie le génome viral. Ce qui pourrait apparaître comme une faiblesse n'en est en réalité pas une, car cela permet de créer en continu des variants viraux qui vont être résistants aux traitements. Le pro-génome ou ADN proviral, au-delà de son intégration dans le génome cellulaire par l’intégrase virale, est transcrit par l’appareil de transcription de l’hôte, comme le seraient d’autres gènes cellulaires. Cependant cette expression du pro-génome viral est sous le contrôle de facteurs cellulaires (NF-κB par ex) et viraux (Tat, Rev, Nef...) L'attachement (notion de Récepteur/Co-récepteur) : L'attachement est dû à une intégration très forte entre la gp120 du côté viral et le récepteur cellulaire qui est l'extrémité de la molécule CD4 du côté cellulaire. L'attachement du HIV exige à coté du récepteur CD4, un co-récepteur. Ce dernier sera CCR5 pour les monocytes-macrophages, et CXCR4 pour les Lymphocytes T. 3/8 AIH – Virus de l'immunodéficience humaine Nous l'avons vu précédemment, trois catégories de cellules sont infectées par le virus. Cependant elles ne réagissent pas toutes de la même manière. En effet, l’infection virale a sur les lymphocytes T CD4+ un effet létal (or les lymphocytes T CD4+ auxiliaires ont un rôle essentiel dans la régulation de l’activité des lymphocytes B et des les lymphocytes T CD8+). En revanche, monocytes et macrophages peuvent supporter sans dommage l’infection, constituant ainsi un réservoir pour les virus, mais aussi un véhicule pour infecter précocement, dès la primo-infection, divers compartiments de l’organisme, et en particulier le système nerveux central. Dans les follicules lymphoïdes (qui sont le principal organe/tissu cible de l’infection virale), les cellules folliculaires dendritiques, élément architectural essentiel de ces follicules, capturent les particules virales et les présentent aux cellules lymphoïdes. À un stade avancé de l’infection, les cellules folliculaires dendritiques sont détruites, ce qui participe à l’atrophie finale des formations lymphoïdes au stade du SIDA. Chez un individu infecté, les souches virales sont monocytotropes (macrophagetrope) en début d’infection, mais généralement lymphotropes et de plus en plus cytolytiques lorsque l’infection est évoluée. III. La multiplication virale au niveau de l'organisme 1 à 10 milliards de virus composant la population virale sont renouvelés tous les 2 jours par l’organisme infecté ("durée de vie" moyenne des particules virales), et l’on assiste, grâce à ce turn-over très important et à l’infidélité de la RT, à une dérive de la population virale au cours du temps, dérive imposée par les facteurs de sélection que sont la réponse immunitaire et la chimiothérapie antivirale. On observe une dérive progressive de la population virale vers la résistance aux antiviraux, tout comme vers l’échappement aux anticorps neutralisants et aux lymphocytes CD8+ anti-HIV, initialement produits en réponse à la primo-infection. L’organe cible principal est constitué par les formations lymphoïdes, mais le cerveau peut être également un organe cible. L’infection évolue en 3 phases : • La primo-infection • La phase asymptomatique • La phase SIDA Le virus est transmis par les rapports sexuels homo ou hétérosexuels ou par transfusion avec du sang de sujet infecté ou encore par échange de seringue chez les drogués. La transmission materno-fœtale qui selon les études frappe 10 à 40 % des enfants de mère infectée survient en fin de grossesse et à l’accouchement. Le virus peut être transmis par le lait quand la mère nourrit son enfant, surtout si elle est en phase de primo-infection. La transmission sexuelle de cette MST est facilitée par la préexistence des lésions génitales érosives telles qu’en donnent les autres MST. Par ailleurs, l'infectivité est plus grande par voie rectale. La salive est considérée comme non contagieuse et le virus n’est pas transmis par les insectes hématophages (moustiques ou punaises). Ainsi les jeunes qui ont échappé à la transmission mère-enfant périnatale restent à l’abri de l’infection jusqu’à l’âge des rapports sexuels et des scarifications rituelles. La contamination professionnelle des soignants, par piqûre accidentelle, est rare mais existe (risque de 0,3 %) On attribue actuellement un rôle important aux cellules dendritiques au site d’inoculation muqueux. Ce sont ces cellules qui fixent le virus et qui le transportent aux organes lymphoïdes. Cette fixation se fait par un récepteur : une lectine appelée DC-SIGN. 4/8 AIH – Virus de l'immunodéficience humaine 1. La primo-infection Elle est symptomatique une fois sur deux environ, pouvant associer à de la fièvre, des adénopathies avec angine, éruption, méningite, voire encéphalite. Un syndrome mononucléosique peut être le signe d’une primoinfection à HIV. C'est donc un syndrome parfois proche d’une mononucléose infectieuse (MNI). Tous ces signes vont rétrocéder. Cependant, cette phase est marquée par un premier pic très élevé de virémie (antigénémie p24 positive et nombreuses copies de RNA viral dans le plasma), l’infection s’établit dans les ganglions lymphatiques. C’est là que les deux principales catégories de cellules cibles, les lymphocytes T CD4+ et les monocytesmacrophages viennent s’infecter par le virus. Au stade du SIDA, qui survient en moyenne après 10 ans d’évolution, le réseau des cellules folliculaires dendritiques est détruit et les virus sont relargués dans la circulation. La conséquence la plus frappante de l’infection à HIV est la baisse des lymphocytes T CD4+ telle qu’on l’observe dans le sang. Elle survient déjà durant la primo-infection, puis se corrige partiellement en même temps qu’apparaissent les anticorps neutralisants et les lymphocytes T CD8+ cytotoxiques spécifiques du virus. Puis durant la phase de latence clinique la baisse des lymphocytes T CD4+ procède lentement pour s’accélérer lors du passage au stade de SIDA. 2. La phase asymptomatique Il ne s'agit pas d'une période d’infection virale latente : le taux de lymphocytes T CD4+ sanguins ne retrouve pas son niveau initial et, si l’antigène p24 a généralement disparu, la virémie n’est pas supprimée : persistance de lymphocytes sanguins circulants infectés et de molécules de RNA viral dans le plasma. D’ailleurs, durant cette phase d’infection cliniquement asymptomatique, la transmission au partenaire sexuel, ou la transmission par transfusion ou échange de seringue sont malheureusement possibles. 3. La phase SIDA → Le passage des lymphocytes T CD4+ circulants sous la barre des 200/mm3 de sang (normalement = 1000), marque l’entrée dans le SIDA, en moyenne après 10 ans d’évolution. Le réseau des cellules folliculaires dendritiques est détruit, et avec lui les centres germinatifs des formations lymphoïdes, tandis que les virus sont relargués dans la circulation : l’antigène p24 réapparaît, avec titre à nouveau élevé de virus dans le plasma ou les lymphocytes sanguins périphériques, et en miroir une baisse des anticorps anti-p24. Cette phase de multiplication virale incontrôlée est aussi celle où les souches de virus résistant aux antiviraux deviennent prédominantes. Le SIDA est caractérisé par la survenue d’infections opportunistes, d’une encéphalite à HIV (marquée par un état de démence), ou de néoplasies dont il existe 3 variétés liées à 3 catégories de virus : • Maladie de Kaposi extensive (HHV-8) • Lymphomes B (EBV) • Cancers ano-génitaux et notamment des cancers du col extensifs (HPV-16 et 18) IV. L'épidémiologie (Vue très rapidement) Le virus est d’origine d'Afrique intertropicale et vient du singe. L'épidémie a été diffusée par les comportements humains : les occidentaux, les rapports sexuels homosexuels non protégés, la toxicomanie, la transfusion sanguine et la prostitution sans protection. Il y a 50 millions de personnes infectées dans le monde, avec 16 000 nouveaux cas par jour (6 millions par an), dont 95% au moins dans le Tiers Monde..C’est un problème de santé publique important même si l'on pense a l'heure actuelle que le pic a été atteint. En effet pour la première fois depuis l’année dernière, on a commencé à voir le nombre de VIH diminuer dans le monde. 5/8 AIH – Virus de l'immunodéficience humaine V. Le VIH-2 (Vu très rapidement) Le VIH-2 a pour particularité d’être à l’origine localisé à la partie Ouest de l’Afrique noire, d’avoir un potentiel épidémique moindre que l’HIV-1 et d’évoluer plus lentement vers le SIDA. Du point de vue phylogénique, il est plus proche du virus de l’immunodéficience du singe (SIV) que ne l’est l’HIV-1. Il existe des réactions antigéniques croisées entre les 2 types de VIH, notamment pour la protéine de capside, p24 pour l’HIV-1 et p26 pour l’HIV-2, mais pas pour l’enveloppe, gp120 et gp41. Sa sensibilité aux antirétroviraux diffère de celle de l’HIV-1 (insensibilité aux INN et au T20), d’où l’importance de ne pas les confondre. VI. Diagnostic virologique et suivi au laboratoire de l’infection à VIH Il faut retenir 2 choses : • On ne peut pas faire de dépistage sans l'accord du patient CR :Le dépistage doit être volontaire mais peut être obligatoire (don de sang, organe, sperme...). • Le diagnostic doit être transmis au patient et SEULEMENT au patient Le dépistage de l’infection repose sur la recherche des anticorps par ELISA, complété par une confirmation par Western blot (CR : test biomoléculaire pour rechercher directement le virus dans le sang). Dépistage des anticorps par ELISA : Détection de l’antigénémie P24 : Elle se fait en ELISA. Son intérêt actuel est le diagnostic avant la séroconversion des anti-corps en ELISA ou Western blot. Celle-ci apparaît 6 à 8 semaines après le contage, laissant avant elle une période où l’absence d’anticorps coïncide avec le pic de virémie de primo-infection. L’antigénémie p24 est prescrite chaque fois qu’après un contage possible on craint de se trouver dans cette période. Cela ne dispense pas de rechercher l’apparition des anticorps en ELISA, avec un dernier test 3 mois après le contage possible. Détection de L’ARN Vviral par PCR : Plus sensible que la détection de l’antigénémie p24, elle tend à remplacer celle-ci. On peut faire de la biologie moléculaire pour : – détecter le virus dans le sang du patient – Quantifier le génome viral dans le sang (= charge virale) – Faire du séquençage du génome viral pour savoir contre quelle molécule le virus est devenu résistant Indication du dépistage : • Le dépistage de l’infection de l’adulte • Un syndrome évocateur d'une primo-infection • Un don du sang : On fait une RT-PCR en plus de ELISA car au début de l'infection il y a une phase où il n'y a pas d'anticorps. • Le dépistage de l'infection d'un nouveau-né • Un accident d'exposition au sang : Il ne fait pas exception à la règle qui dit que le dépistage du patient ne peut se faire sans son accord. Dans le cas où le patient refuserait de donner son accord, il faut agir comme si le dépistage était positif. • Un accident d'exposition sexuelle 6/8 AIH – Virus de l'immunodéficience humaine VII. Thérapeutique anti-virale Quatre classes de médicaments se répartissent sur les 3 cibles que sont : • La RT • la protéase • et l'enveloppe 1) les analogues de nucléosides inhibiteurs de la rétrotranscriptase (INTI ou NRTI, pour nucleoside reverse transcriptase inhibitors ou simplement IN) 2) les inhibiteurs non nucléosidiques de la rétrotranscriptase (INNTI ou NNRTI pour non nucléoside reverse transcriptase inhibitors ou INN) 3) les inhibiteurs de la protéase (antiprotéases, IP ou PI, pour protease inhibitors) 4) les inhibiteurs d’entrée, de deux sortes : les inhibiteurs de la fusion, ciblés sur la gp41, comme le T-20 ou enfuvirtide (se fixant sur la gp-41, ils en empêchent le repliement), et les « agonistes des corécepteurs », avec notamment ceux agissant au niveau du CCR5 Ces différents groupes n'ont pas la même importance, les 3 premiers groupes sont très importants. Le premier Antirétroviral utilisé a été l'Azidothymidine, il s'agit d'un 2'3 didésoxynucléoside. Puis d'autres 2'3 didésoxynucléosides sont apparus : • ddC (2'3 disésoxycytosine) • ddI (2'3 didésoxyinosine) • d4T (didéhydrodésoxythimidine) • 3TC (2'3 didésoxythiacytidine) • FTC • Abacavir À noter que certains de ces analogues de nucléotide sont actifs également sur la DNA polymérase du virus de l’hépatite B (HBV), ce qui est d’un grand intérêt, vu la fréquence des co-infections HIV+HBV : c’est le cas de la 3TC, de la FTC et du ténofovir L' apparition d’une seconde classe thérapeutique : les antiprotéases a considérablement changé la vie des patients et a donné des résultats importants sur au moins 80% des patients, permettant d'augmenter leur espérance de vie. Deux éléments importants pour le traitement du SIDA: – Apparition du suivi biologique par la charge virale et séquençage – Disponibilité d’au moins deux classes thérapeutiques Schémas thérapeutiques : Deux types de thérapeutiques d’efficacité équivalente sont préconisées (mais qui vont sans doute changer dans le futur) : 2 inhibiteurs de nucléoside + 1 inhibiteur de protéase ou 2 inhibiteurs de nucléoside + 1 inhibiteur non-nucléoside 7/8 AIH – Virus de l'immunodéficience humaine VIII. Prospective Depuis une vingtaine d'années, on ne traite pas systématiquement toutes les personnes atteintes du VIH car la stratégie est de s’attaquer à la maladie lorsque les LTCD4+ vont réellement diminués (environ 400 LTCD4+/mm3 ). Cette stratégie est très controversée. Le plus grand ennemi du VIH est le traitement mal pris car cela fabrique des résistances. CR : Il est difficile de faire prendre des traitements au long cours à des personnes encore en phase asymptomatique. Conseil du prof : Retenir les grandes lignes, notamment l'idée que lorsqu'on n'est pas à dose efficace, le patient devient résistant au traitement quasi-instantanément. 8/8
