Synthèse des protéines virales

Famille des Picornaviridae
Résidanat de Microbiologie
Dr. M. SEGHIER
Laboratoire des Entérovirus
Institut Pasteur d’Algérie
2013-2014
Définition et Classification…
• Agents pathogènes pour l'homme et les animaux.
• Petits virus à ARN simple brin + « génome sert de messager »
• Une capside à symétrie icosaédrique
• Non enveloppé
• La multiplication virale se déroule dans le cytoplasme des cellules
infectées.
• Traditionnellement cinq genres identifiés : les entérovirus, les
rhinovirus les hépatovirus, les aphtovirus et les cardiovirus selon des
propriétés physico-chimiques (densité des virions en chlorure de
césium, sensibilité aux pH acides), antigéniques et sur les
manifestations cliniques provoquées chez l'hôte infecté.
• Nouvelle classification basée exclusivement sur la séquence
nucléotidique.
Définition et Classification…
• Agents pathogènes pour l'homme et les animaux.
• Petits virus à ARN simple brin + « génome sert de messager »
• Une capside à symétrie icosaédrique
• Non enveloppé
• La multiplication virale se déroule dans le cytoplasme des cellules
infectées.
• Traditionnellement cinq genres identifiés : les entérovirus, les
rhinovirus les hépatovirus, les aphtovirus et les cardiovirus selon des
propriétés physico-chimiques (densité des virions en chlorure de
césium, sensibilité aux pH acides), antigéniques et sur les
manifestations cliniques provoquées chez l'hôte infecté.
• Nouvelle classification basée exclusivement sur la séquence
nucléotidique.
Classification génomique
Enterovirus (EV)
• Human enterovirus A [HEV-A], (12 sérotypes). Human enterovirus B [HEV-B], ( (37 sérotypes)
• Human enterovirus C [HEV-C], (11 sérotypes) + Poliovirus [PV], (3 sérotypes)
• Human enterovirus D [HEV-D], (2 sérotypes)
Rhinovirus
• Human rhinovirus A [HRV-A], (58 sérotypes). Human rhinovirus B [HRV-B], (rhinovirus humains B)
(17 sérotypes)
• Rhinovirus humains non classés (25 sérotypes)
Hepatovirus
• Hepatitis virus [HAV], (virus de l'hépatite A) (1 sérotype)
Parechovirus
Human parechovirus [HPeV], (parechovirus humain) (2 sérotypes) (anciennement entérovirus 22
et 23)
Cardiovirus
• Theilovirus : Vilyuis Human encephalomyelitis [VHEV], (virus de l'encéphalomyélite humaine de
Vilyuisk). Le virus de l’encéphalomyélite humaine de Vilyuisk est le seul virus du genre Cardiovirus
pathogène pour l’homme. Responsable d’une maladie neurologique dégénérative et la zone
d’endémie est localisée à la Sibérie.
• Un seul sérotype, il regroupe l’EMCV (EncephaloMyoCardio Virus).
Kobuvirus
• Aichi virus [AiV], (virus Aichi) (1 sérotype)
• Le virus Aichi (genre Kobuvirus) serait à l’origine de gastro-entérites virales.
• - Trois genres ne sont pathogènes que pour les animaux.
Aphtovirus : Ils causent le FMD (Foot Mouth Disease).
Erbovirus (virus de chevaux) et Teschovirus (virus porcins)
Arbre phylogénique basé sur les similitudes des séquences acides aminés
de la 3D polymérase (by King et al., 1998).
Susceptibilité physico-chimique
• Très résistant : pH acides, l'alcool à 70°, éther,
déoxycholate de sodium et détergents. Se conservent
quelques semaines dans l’environnement et des
années à -20°C.
• Détruits par : oxydants (hypochlorite de soude),
formol, bêta-propionolactone et UV.
• Rhinovirus rapidement inactivés à pH 6
Structure des Picornaviridae…
Structure de la capside
Capside à symétrie icosaédrique avec un diamètre de 24 à 30 nm
• Constituée de 60 de chacune des 4 protéines de capside VP1, VP2, VP3 et VP4,
- VP1+ VP2+VP3+VP4 = protomère
- 5 protomères = pentamère ou capsomère
- VP4 tapisse l'intérieur de la capside
• Les extrémités C-terminales constituent les régions exposées à la surface de la
capside.
• Les extrémités N-terminales des protéines VP1, VP2 et VP3 forment un réseau
à la surface interne de la capside en association avec VP4.
• La protéine VP4 joue un rôle important au niveau de l'assemblage des virions
et semble également impliquée dans les étapes précoces de la décapsidation.
Structure des Picornaviridae…
Une dépression appelée "canyon " constituée par les acides aminés des trois
protéines VP1, VP2 et VP3
Elle pourrait être le site d'attachement au récepteur cellulaire.
Elle est particulièrement profonde chez le poliovirus et l'HRV 14.
Structure des Picornaviridae
Structure et organisation du génome
•
Le génome est une molécule d'ARN simple brin (+) d'environ 2,5 x 106 daltons, 7,5 à 8,5 kb
•
Extrémité 5' non méthylée liée d'une manière covalente à une protéine virale VPg
•
Extrémité 3' du génome viral est polyadénylée
•
Longue phase ouverte de lecture
L’organisation des picornavirus est similaire malgré leurs séquences parfois
très éloignées.
Structure du génome…
La région 5' non codante
(600 – 1200 nucléotides)
• conservée parmi les différents
entérovirus (diagnostic par PCR
pour EV)
• multiplication virale
(traduction et encapsidation) et
la virulence.
• Siège de internal ribosome
entry site (IRES).
Structure du génome…
La région 3' non codante (RNC 3’)
• 50 – 100 nucléotides , peu d'informations actuellement
disponibles, précède une séquence de polyA
• La RNC 3’ intervient dans l'initiation de la synthèse de l'ARN (-)
• Des structures en forme de feuille de trèfle sont retrouvées au
niveau des extrémités 3' et 5' des brins d'ARN (+) et (-) et servent
de signaux de reconnaissance dans la réplication de l'ARN viral
Structure du génome
La longue phase ouverte de lecture POL
• Le génome code une grande polyprotéine de 247 kDa d’environ 2100 – 2400
acides aminés, qui donnera les différentes protéines matures du virus
• Les clivages protéolytiques successifs de cette polyprotéine produisent les
différentes protéines matures virales
• La région de l'ARN située près de l'extrémité 5' du génome code pour le
précurseur (P1) des protéines structurales VP1, VP2, VP3 et VP4
• Les deux autres polypeptides primaires (P2 et P3) sont les précurseurs des
protéines non structurales impliquées dans les clivages protéolytiques et dans
la réplication du génome viral.
Expression du génome
Rôle des protéines virales…
• La protéine 2A : est la protéase responsable du clivage précoce
Tyrosine/Glycine en cis. 2A intervient également dans l'inhibition des
synthèses d'ARN et protéiques de la cellule hôte
• La protéine 2B : semble indispensable à la synthèse d'ARN viral
• La protéine 2C : est un composant essentiel pour la réplication de l'ARN viral
Dans les complexes de réplication, la protéine 2C et son précurseur 2BC sont
étroitement associés avec l'ARN aux membranes des vésicules du réticulum
endoplasmique (complexe de réplication)
• La protéine 3AB : est le précurseur de 3B (ou VPg), La protéine 3AB intervient
dans la réplication de l'ARN viral et se trouve associée, grâce à la région
hydrophobe que contient 3A, aux membranes des complexes de réplication
dans la cellule infectée
Rôle des protéines virales
• La protéine 3C : est la protéase virale majeure
- Clivages Glutamine/Glycine au sein des précurseurs P2 et P3
- 3C : inhibition des activités des ARN polymérases cellulaires I, II et III
- Le complexe 3CD possède également une activité protéasique : clivages
Glutamine/Glycine au sein du précurseur P1 des protéines de capsides ainsi
que du clivage 3A/3B.
• La protéine 3D : ARN poly ARN-dépendante synthèse des ARN viraux (+) et (-)
- Elle a également une activité hélicase
- Elle peut également uridyler la protéine VPg (3B) et former, en association
avec une protéine cellulaire de 36 kDa (p36), un complexe avec l'extrémité 5'
terminale en forme de feuille de trèfle des ARN (+).
Rôle des protéines virales
Multiplication des Picornaviridae
• Le cycle complet de multiplication des picornavirus
- se déroule totalement dans le cytoplasme
- dure environ 8 heures et dépend du pH, la température, la multiplicité
d'infection (MOI)
• L'événement initial est l'attachement des particules virales à un récepteur
spécifique de la membrane cellulaire
- Les récepteurs cellulaires diffèrent pour les Picornaviridae.
- Les trois sérotypes de PV reconnaissent un récepteur commun (PVR : CD155)
à la surface des cellules de primates
- Le gène codant pour le PVR est porté par le chromosome humain 19 : porte
également les gènes codant pour ceux du rhinovirus, du Cox B et des echovirus
• L'expression du PVR chez des souris transgéniques leur confère une sensibilité
au poliovirus. Après injection du poliovirus dans le système nerveux central de
ces souris, elles développent une maladie paralytique qui, cliniquement et
histopathologiquement, ressemble à la poliomyélite humaine
Étapes du cycle viral…
•
•
•
•
•
•
Récepteurs
Attachement-Pénétration-Décapsidation
Synthèse des protéines virales
Réplication du génome
Assemblage
Libération des virions
Récepteurs cellulaires
Récepteur cellulaire
Virus
Rhinovirus (91 sérotypes)
ICAM 1 (Intracellular adhesion molecule) :
superfamille des Ig
Rhinovirus (10 sérotypes)
LDLR (Low density lipoprotein receptor) : récepteur
des LDL (lipoprotéines de basse densité)
Poliovirus
CD155 (PVR poliovirus receptor) : superfamille des Ig
Echovirus 1, 8
a2b1 integrine (VLA-2): intégrines
Echovirus 22
avb3 integrine (vitronectine receptor) : intégrines
Echovirus *
CD55 (DAF=decay accelerating protein)
Coxsackie A
ICAM 1
Coxsackie B1-B6
CAR (coxsackievirus-adenovirus receptor) :
superfamille des Ig
Virus de l’hépatite A
HAVCr-1 : superfamille des immunoglobulines +
mucin-like
* Echovirus 3, 6, 7, 11-13, 20, 21, 24, 29 et 33 ainsi que les Cox A21 et Enterovirus 70
Étapes du cycle viral…
•
•
•
•
•
•
Récepteurs
Adsorption-Pénétration-Décapsidation
Synthèse des protéines virales
Réplication du génome
Assemblage
Libération des virions
Étapes du cycle viral
L'adsorption
•
•
•
•
Peut être réalisée à +4°C
Phénomène électrostatique indépendant de la température, attirance entre les
charges de la capside et celles complémentaires des sites récepteurs de membrane
S'accompagne d'un changement conformationnel important de la particule virale
Parmi les virions adsorbés, 50 % seront élués et perdent leur infectivité
La pénétration
•
•
Phénomène actif dépendant de la température
A +37°C, les virions non élués pénètrent dans la cellule probablement par un
mécanisme d'endocytose médié par le récepteur cellulaire
La décapsidation
•
•
•
Semble suivre le changement conformationnel des virions
Elle commence dès que les virions sont adsorbés au niveau de la membrane
cellulaire puis la dissociation se poursuit à l'intérieur de la cellule
50% des virions, environ, qui pénètrent, sont décapsidés, ils libèrent leur ARN et 90%
de ces molécules d'ARN sont dégradés.
Étapes du cycle viral…
•
•
•
•
•
•
Récepteurs
Adsorption-Pénétration-Décapsidation
Synthèse des protéines virales
Réplication du génome
Assemblage
Libération des virions
Étapes du cycle viral…
Synthèse des protéines virales
• Dès que l'ARN est libéré dans le cytosol, il est traduit après clivage de VPg par une
VPg-ase d'origine cellulaire.
• Les domaines II à VI, qui constituent l’IRES = "internal ribosome entry site ",
interviennent dans l’initiation de la traduction indépendante de la coiffe.
Étapes du cycle viral…
Synthèse des protéines virales
• La région localisée entre les nucléotides 140 et 631 de la RNC 5’ du génome du PV,
contient une séquence polypyrimidique qui jouerait le même rôle que la séquence
polypurinique de Shine-Dalgarno chez les procaryotes. Sa localisation, 100
nucléotides en amont du codon initiateur de la traduction (AUG : A = nucléotide
743 pour le poliovirus de type 1 Mahoney), suggère un mécanisme de balayage
alternatif de l'ARN par la sous-unité 40S du ribosome jusqu'à l'AUG d'initiation.
• Plusieurs facteurs cellulaires (p52 = autoantigène La, p57 = "pyrimidine tract
binding protein-PTB", elf-2a = eIF-2 et ICF="initiation correction factor"), se fixant
spécifiquement sur certaines des structures secondaires de la RNC 5’, facilitent
l’attachement des ribosomes à l’ARN.
Synthèse des protéines
En présence d'inhibiteur de protéase, il a été démontré que le génome des
picornavirus est traduit en une seule protéine appelée polyprotéine (environ
250 kDa) dont la taille correspond à la capacité codante du génome entier.
Étapes du cycle viral…
•
•
•
•
•
•
Récepteurs
Adsorption-Pénétration-Décapsidation
Synthèse des protéines virales
Réplication du génome
Assemblage
Libération des virions
Étapes du cycle viral…
La réplication du génome des picornavirus
• Elle a lieu dans le cytoplasme de la cellule, en association avec les membranes
cellulaires lisses intracytoplasmiques
• Elle implique une première étape de synthèse d'ARN (-) à partir de la matrice
virale
• Une seconde étape conduit à la synthèse de nouveaux ARN génomiques à
partir de la matrice négative.
• Dans le cytoplasme des cellules infectées 3 classes d'ARN séparés suivant leur
comportement hydrodynamique et leur résistance à la RNase pancréatique.
1) L'ARN simple brin (+) (33S) de même séquence que l'ARN viral.
2) La forme réplicative (FR) (20 S) résistante à la ribonucléase constituée de
brins (+) et (-) appariés en double hélice.
3) L'intermédiaire de réplication (IR) (20 à 50 S) constitué d'une molécule
matrice d'ARN (-) et de molécules (+) en cours de synthèse.
Étapes du cycle viral…
L'initiation de la synthèse du brin d'ARN (-)
• Utiliserait un mécanisme différent de celui utilisé pour la synthèse du brin d'ARN
(+). En effet, il existe des mutants thermosensibles qui sont défectifs pour la
synthèse des brins (-) mais qui synthétisent les brins (+) normalement.
• Deux théories sont à la base de la synthèse des brins (-)
- La première a été élucidée en reconstituant in vitro l’initiation de la réplication à
partir de l'ARN viral (+), de la polymérase 3D purifiée et d'un facteur cellulaire
ayant une activité terminal-uridyl-transférase (TUTase)
l'extrémité 3' poly(A) de l'ARN (+) serait uridylée grâce à l'activité TUTase du
facteur cellulaire.
Une épingle à cheveux résultant de l'appariement poly(A)/polyU se formerait
et servirait d'amorce pour l'élongation du brin (-) grâce à la polymérase 3D
VPg (3B) ou son précurseur 3AB se fixerait ensuite au niveau de l'épingle à
cheveux des molécules double brin formées et libérerait le double brin (-)
néo-synthétisé par un mécanisme de trans-estérification
Synthèse de l’antigénome
TUTase
Synthèse de l’antigénome
Étapes du cycle viral…
- Pour la deuxième théorie
l’uridylation de la protéine VPg a été postulée pour être une étape essentielle
pour l’initiation de la réplication.
VPg-pU-pU agirait comme amorce pour la synthèse des brins + et – dans les
cellules infectées.
De plus, l’initiation de la synthèse du brin + nécessite un complexe
ribonucléoprotéique associé à l’extrémité 5’ du brin +.
• Le modèle établi pour la synthèse d’ARN (+) provient d’études réalisées in vitro sur
des complexes de réplication membranaires extraits de cellules HeLa infectées
par le poliovirus. Selon ce modèle :
Synthèse de l’antigénome
TUTase
Synthèse de l’antigénome
Étapes du cycle viral…
Complexes de réplication
• Ils sont formés par les molécules d'ARN viral au cours de synthèse, les
molécules matrices, la polymérase virale 3D et les membranes cellulaires lisses
• Il se forment à la surface externe de vésicules qui bourgeonnent à partir de la
membrane du réticulum endoplasmique. Ces vésicules s'organisent en rosettes
autour des complexes de réplication. La protéine 2C et/ou son précurseur 2BC
pourraient être responsables de l'organisation spatiale de ces complexes.
• De nombreuses protéines virales et cellulaires sont présentes dans les
complexes de réplication membranaires : la polymérase 3D, la protéase 3C et
leur précurseur commun 3CD, le polypeptide 3AB (précurseur de 3B=VPg, la
protéine liée aux extrémités 5' des ARN viraux (+) et (-), la protéine 2C qui
pourrait également avoir une fonction d'hélicase, ainsi qu'un ou plusieurs
facteurs d'origine cellulaire.
Étapes du cycle viral…
• La protéine virale 3CD, en association avec une protéine cellulaire (p36) se
fixerait à l'extrémité 5'- terminale de l'ARN (+), au niveau de la structure en
forme de trèfle pour former un complexe ribonucléoprotéique
• Le polypeptide 3AB ancré dans la membrane par le domaine hydrophobe de 3A
serait uridylé par la 3CD, puis 3B-pUpU (VPg-pUpU) serait libéré du précurseur
3ABpUpU par la protéase 3CD et servirait d'amorce à la polymérase 3D pour la
synthèse d'un brin d'ARN (+) à partir de l'extrémité 3' d'un brin d'ARN (-). La
protéase 3CD s'autocliverait pour donner la 3Dpol et le complexe
ribonucléoprotéique se dissocierait.
• Après que la polymérase 3D ait synthétisé les 100 premiers nucléotides de
l'ARN génomique du poliovirus, une nouvelle structure en forme de trèfle
pourrait se former, permettant ainsi la genèse d'un nouveau complexe
ribonucléoprotéique qui pourrait catalyser l'initiation du brin d'ARN (+)suivant.
Synthèse du génome
Multiplication des Picornaviridae
•
•
•
•
•
•
Récepteurs
Attachemnt-Pénétration-Décapsidation
Synthèse des protéines virales
Réplication du génome
Assemblage
Libération des virions
Étapes du cycle viral…
Assemblage des picornavirus
• Le précurseur des protéines structurales est clivé en trois polypeptides (VP0,
VP1 et VP3) qui s’agrègent pour former une structure qui sédimente à 5 S.
• Ce protomère 5 S se combine ensuite avec 4 autres protomères similaires pour
former une structure pentamérique ou capsomère de 14 S.
• Une fois formées, les particules 14 S s'assemblent en une structure 74 S
appelée procapside contenant 60 molécules de chacune des protéines VP0,
VP1 et VP3.
• L'étape suivante de la morphogenèse du virion est l'union de l'ARN viral avec
la capside immature pour constituer une particule instable 125 S.
• La dernière étape est le clivage du précurseur VP0 en VP2 et VP4 transformant
le provirion en particule virale mature (150 S).
Étapes du cycle viral…
Assemblage des picornavirus
• Le mécanisme de clivage de VP0 n'est pas encore connu. Il pourrait être
autocatalytique
• Il reste en général une ou deux molécules de VP0 non clivée dans le virion
mature
• La réplication de l'ARN et la formation des virions semblent être des processus
couplés qui ont lieu en association avec les membranes
• La protéine 2C pourrait faciliter l'assemblage des virions autour des brins
d'ARN nouvellement synthétisés
Multiplication des Picornaviridae
•
•
•
•
•
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Récepteurs
Attachement-Pénétration-Décapsidation
Synthèse des protéines virales
Réplication du génome
Assemblage
Libération des virions
Étapes du cycle viral
Libération des virions
•
L'assemblage réalisé, les particules matures des picornavirus s'accumulent dans le
cytoplasme des cellules infectées sous forme d'inclusions cristallines puis sont libérées
par éclatement de vacuoles à la surface des cellules.
•
La libération des virions aboutit à la lyse des cellules.
Inhibition des synthèses cellulaires
•
L'infection des cellules par les picornavirus est accompagnée par une inhibition rapide
des synthèses cellulaires, appelée "shut-off". Elle conduit à l'inhibition de la traduction
et de la transcription.
•
La protéase virale 2A (entérovirus et rhinovirus) ou la protéase Lb (aphtovirus)
activerait une protéase cellulaire, qui à son tour cliverait la sous-unité p220 du
complexe eIF-4F, facteur d'initiation de la traduction des ARNm coiffés.
•
Quant à la transcription cellulaire, son taux est réduit consécutivement à l'inhibition
des ARN polymérases I, II et III.
•
Comme cela a été montré pour le poliovirus, la protéase 3C jouerat un rôle important
soit directement, soit indirectement dans l'inhibition des ARN polymérases cellulaires.
Le genre Entérovirus (EV)
Propriétés antigéniques : Déterminants antigéniques portés par la capside virale
• Identification des sérotypes par immunsérums neutralisants
• Pas de déterminant antigénique commun à toutes les souches d'entérovirus
Poliovirus
3 sérotypes de poliovirus, sans communauté antigénique, donc un vaccin
trivalent
Différences intratypiques : Différentiation des souches sauvages et vaccinales
Entérovirus non poliomyélitiques (EVNP)
On identifie par séroneutralisation 23 coxsackievirus A, 6 coxsackievirus B, 28
echovirus, et au moins 4 entérovirus numérotés 68 à 71
Souches non typables
De plus en plus fréquemment le typage des souches ne permet pas une
identification précise des entérovirus (> 40 nouveaux génotypes)
Entérovirus humains
Espèce
Sérotype
Groupe
(Enterovirus humain A)
(12 sérotypes)
coxsackievirus A2-A8, A10, A12, A14, A16
entérovirus 71
A
(Enterovirus humain B)
(37 sérotypes)
coxsackievirus B1-B6
coxsackievirus A9
échovirus 1-7, 9, 11-21, 24-27, 29-33
entérovirus 69 et 73
B
(Enterovirus humain C)
(11 sérotypes)
coxsackievirus A1, A11, A13, A15, A17-21,
A22, A24
C
Poliovirus (3 sérotypes) poliovirus 1-3
C
(Enterovirus humain D) Entérovirus 68 et 70
(2 sérotypes)
D
C
D
B
A
Entérovirus humains
Nouvelle proposition de classification en 2012
Le genre Entérovirus
Epidémiologie
Réservoir : homme.
Transmission :
- fécale-orale surtout,
- parfois aérienne : coxsackie A21 : infections respiratoires ;
entérovirus 70 et cox A24 : conjonctivites hémorragiques
Diffusion
- Dans les pays tempérés épidémies à échovirus et coxsackievirus
- Dans les pays à bas niveau sanitaire, infections endémiques
- Circulation été automne pays tempérés causant des épidémies
Le genre Entérovirus…
Transmission
Le genre Entérovirus
Epidémiologie
Réservoir : homme.
Transmission :
- fécale-orale surtout,
- parfois aérienne : coxsackie A21 : infections respiratoires ;
entérovirus 70 et cox A24 : conjonctivites hémorragiques
Diffusion
- Dans les pays tempérés : épidémies à échovirus et coxsackievirus.
- Dans les pays à bas niveau sanitaire : infections endémiques
- Circulation : été automne pays tempérés causant des épidémies
Le genre Entérovirus…
Physiopathologie des EV
Le genre Entérovirus…
Pouvoir pathogène…
Les infections à EVNP sont souvent asymptomatiques
Les EVNP sont responsables d’une pathologie variée, souvent non spécifique
Les manifestations neurologiques
- Méningite lymphocytaire de l'enfant et de l’adulte : Les EV sont l’étiologie la
plus fréquente (80%-95%) des méningites lymphocytaires. (échovirus 3, 4, 6, 7,
9, 11, 16 et 30 ; coxsackievirus A7, A9, B 1-6 ; entérovirus 71 pour les plus
fréquents). Elles surviennent principalement en été et à l’automne. En règle
générale elles régressent sans séquelle
- Encéphalite à entérovirus est plus rare, elle peut compliquer un tableau de
méningite (immunodéprimé)
- Paralysie flasque isolée (entérovirus 70 et 71, coxsackievirus A7)
Le genre Entérovirus…
Pouvoir pathogène…
Les rhinopharyngites et infections respiratoires
- Coryza (nombreux sérotypes Cox A21, A24; ECV11),
- Bronchiolites (entérovirus 68)
Les infections néonatales
- Fièvre, voire tableau de septicémie avec atteinte polyviscérale
Les autres pathologies
- Diabète juvénile ? (coxsackievirus B4)
- Pathologies musculaires chroniques ? Syndrome de fatigue chronique ?
Le genre Entérovirus…
Pouvoir pathogène
Poliovirus (PV)
- Les infections à poliovirus sont le plus souvent limitées : poliomyélite abortive
fièvre avec symptomatologie intestinale, plus rarement méningite
- La forme paralytique est l’expression la plus grave de l'infection ( dans 1% des
infections). Après une incubation de 4 à 10 jours des paralysies flasques
apparaissent précédées de prodromes à type de troubles sensitifs, douleurs
L’importance des paralysies est variable
- L’évolution est partiellement régressive
- Les séquelles fonctionnelles importantes : amyotrophie, atrophie d’un membre
Le diagnostic de poliomyélite antérieure aiguë est une urgence, tant pour
le patient que pour l’entourage
2010
350 000 cases
Dernière souche sauvage
Poliovirus 2 en 1999
Option pour l’utilisation
du vaccin bivalent
3 endemic countries
400 cases
VP1 sequence data used to trace WPV virus
transmission pathways, 2003-2006
•24 countries with imported virus
• 6 importations linked to India viruses
•18 importations linked to Nigeria viruses
Sequences available for 70% of 2006 viruses
Le genre Entérovirus
Traitement et prévention
Aucun traitement antiviral efficace (pléconaril)
Prévention : la vaccination antipoliomyélitique : vaccins trivalents
OPV (Sabin 1961)
IPV (Salk 1955)
• Voie orale facile
• Voie parentérale
• Coût bas
• Coût élevé
• Immunité locale +++
• Immunité locale ±
• Vaccination des contacts
• Immunodéprimés: utilisé
• Interférence des sérotypes
• Nécessités de rappels
• Risque de PPAV 1/2,5.106
Effets de la vaccination par le VPO
Le virus vaccinal est excrété par les vaccinés quelques semaines à 3 mois et sera
éliminé à la faveur d’une installation d’une immunité locale
Une transmission secondaire des VPO peut survenir dans l’entourage
limitée dans un environnement où l’hygiène du milieu est soignée et un
niveau bas de susceptibilité immunologique (VAPP)
soutenue dans un environnement où l’hygiène du milieu est médiocre et un
taux bas de couverture vaccinale (VDPV)
La réplication des virus peut engendrer chez le vacciné et les sujets
contacts des modifications du génome viral (1% si réplication une année)
des mutations, réversion des mutations de l’atténuation
risque accru de capacité de transmission de personne à personne
Déterminants moléculaires majeurs impliqués dans l’atténuation des souches vaccinales
Sabin (d’après Omata et al 1986 ; Pollard et al 1989 ; Christodoulou et al 1990)
P1 Mahoney
55 mutations
C-6203
P2/712
23 mutations
U-2908
P 3 Léon
10 mutations
U-2034
U-2493
78
Variabilité des souches VPO
Définition OMS des dérivés du virus vaccinal
OPV-Like viruses : <1% de divergence de la séquence VP1
“Vaccine-derived polio viruses”: rares , 1% à 15% de divergence de la séquence
VP1
L’ampleur des changements génétiques est indicative d’une réplication
prolongée.
VDPV des immunodéficients ( iVDPV) : sujets immunodéprimés qui sont infectés
de façon prolongée après une exposition au VPO
VDPV circulants (cVDPV) : Faible immunité de la population
Faible couverture vaccinale par le VPO
Flambée épidémique
circulating Vaccine-derived Poliovirus*, 2000 to 2011**
1 VDPV from
Angola
2 cVDPV
from nonAFP
sources
cVDPV type 1 (79 cases )
cVDPV type 2 (450 cases)
cVDPV type 3 (9 cases)
**Data at HQ as of 30 August 2011
*Circulating Vaccine-derived poliovirus (cVDPV) is associated with 2 or more cases of AFP. VDPV type 2 cases with greater than 5nt difference from sabin in VP1 and VDPV type 1 and
3 cases with greater than 9nt difference from sabin in VP1 are reported here. Figures exclude VDPV from non-AFP source. Figures may include different chains of transmission. Nigeria
cVDPV count includes 1 case in 2011 with WPV 1 and cVDPV 2 mixture.
Reported iVDPVs, 2009 to September 2011
COUNTRY
Argentina
Colombia
DONSET
Type
2009 VDPV 1
10-Jul-09 VDPV 2
Comment
hypogammaglobulinemia
agammaglobulinemia
India
04-Sep-09 VDPV 1
hypogammaglobulinemia ?
India
29-Jan-10 VDPV 2
hypogammaglobulinemia ?
Iran
Algeria
Sri Lanka *
10-April-2007 VDPV 1
15-Apr-10 VDPV 2
- VDPV 2
PID
hypogammaglobulinemia
SCID - non AFP
China
Feb-2011 VDPV 2
PID
China
Feb-2011 VDPV 3
PID
Egypt *
02- May-2011 VDPV 2
PID
Egypt *
VDPV 1
Iran
14-May-2011 VDPV 2
PID (sample collected 30-June-2011).
Deceased
PID
Iraq
2010 VDPV2
Immunodeficiency diagnosis on clinical
grounds, no testing done. AFP
Turkey
2011 VDPV2
PID - Non-AFP patient
South-Africa
23-Sep-2011 VDPV3
agammaglobulinemia
During > 50 years of OPV use, ~50 people with B–cell defects excreting iVDPV
Studies on iVDPV detection involving GPLN laboratories are ongoing
viruses shown with * from special studies
Quelle stratégie vaccinale?
• PVI seul dans la vaccination de routine
3 régions OMS certifiées exemptes de poliomyélite
1994 : Région OMS des Amériques
36 pays
2000 : Région OMS du Pacifique occidental 37 pays 69 des 124 (56%)
2002 : Région Européenne
51 pays
• Calendriers séquentiels VPI/VPO
3 WHO régions restantes : 9 pays (8 OMS-EMRO et Afrique du Sud OMS-AFRO en
2009)
Différentes combinaisons ont été évaluées : Essentiellement 3 approches
VPI/VPO :
VPO/VPI :
VPO/VPI en simultané
Le genre Entérovirus…
Diagnostic direct
les prélèvements
• Selles, gorge, LCR, lésions cutanéo-muqueuses, conjonctives et liquide
amniotique.
l'isolement des entérovirus sur cultures cellulaires
• Technique de référence par sa sensibilité.
• Nécessité d’ensemencer plusieurs lignées cellulaire (RD, KB, HEp2 et L20B
poliovirus) certains virus ne cultivent pas (Cox A notamment). Le diagnostic est
orienté par l’ECP.
• L’identification du sérotype viral est réalisée par séroneutralisation à l’aide
d’antisérums.
L'isolement d'un poliovirus doit entraîner une déclaration aux autorités sanitaires,
la confirmation du diagnostic et la caractérisation de la souche par un Centre de
Référence.
Cellules transgéniques de souris L20B
Cellules saines
Toxicité
ECP 2+
ECP 3+
Cellules de rabdomyosarcome humain RD
Cellules saines
ECP 2+
ECP 3+
ECP4+
Le genre Entérovirus…
Diagnostic direct
la détection du génome des entérovirus par RT-PCR
•
Amorces hybridant des régions conservées de l’extrémité 5’ non
codante (LCR +++)
•
Amplification de la région VP1 des EVNP et séquençage
•
DIT des PV :
- RT-PCR-RFLP : amorces dégénérées amplifient tous les PV
- RT-PCR : amorces spécifiques de type et de souches vaccinales
- AcMs; ELISA avec anticorps polyclonaux adsorbées
- Real time RT-PCR : amorces spécifiques de type et de souches et
détection de VDPV (virus variant dérivé vaccinal)
Diagnostic indirect
titrage des anticorps : par la réaction de séroneutralisation
480
740
7400
2402
2881
P1
RNC5’
Protéines de capside
P2
P3
Protéines fonctionnelles
3’
RNC3’
480
480
101/83
382/82
373/82
PV2
35/95
Saukett
Sabin3
6/85
16/97
58/94
MEF
Sabin2
12/82
4/82
41/99
Mahoney
Sabin1
Non coupé
PM
PV1
PV3
DdeI
HaeIII
Comparaison des profils des fragments de restriction
(RFLP)
Le genre Entérovirus…
Diagnostic direct
la détection du génome des entérovirus par RT-PCR
•
Amorces hybridant des régions conservées de l’extrémité 5’ non
codante (LCR +++)
•
Amplification de la région VP1-2A des EVNP et séquençage
•
DIT des PV :
- RT-PCR-RFLP
- Hybridation
- amorces spécifiques de type
- AcMs; ELISA
Diagnostic indirect
titrage des anticorps : par la réaction de séroneutralisation
Le genre Entérovirus…
Diagnostic direct
la détection du génome des entérovirus par RT-PCR
•
Amorces hybridant des régions conservées de l’extrémité 5’ non
codante (LCR +++)
•
Amplification de la région VP1-2A des EVNP et séquençage
•
DIT des PV :
- RT-PCR-RFLP
- Hybridation
- amorces spécifiques de type
- AcMs; ELISA
Diagnostic indirect
titrage des anticorps : par la réaction de séroneutralisation
Le genre Rhinovirus…
Caractéristiques du virus
Caractères généraux des entérovirus mais deux différences :
• sensibles aux pH acides<6,
• se multiplient à 33°C et non pas à 37°C.
• Plus de 111 sérotypes identifiés.
Multiplication
• In vitro sur cellules humaines de rein ou fibroblastes à 33°C.
• Effet cytopathogène tardif, entre le 7e et le 22e jour.
Le genre Rhinovirus
Pouvoir pathogène
• Enfants : réservoir important de virus
• Cible des rhinovirus : épithélium nasal
• Coryza et rhinite avec parfois hyperréactivité bronchique
Diagnostic virologique
• Le diagnostic direct
- Isolement sur cultures cellulaires (MRC5) à 33°C
- Identification par le test à l'acidité (inactivation en milieu acide)
- Sérotypage par neutralisation
- Détection et identification par RT-PCR
• Le diagnostic indirect : est sans intérêt
Le genre Hépatovirus…
Un seul sérotype
• Aucune communauté antigénique avec les autres virus hépatiques.
Résistance physico-chimique
• Très résistant (>EV) à la chaleur, à l'éther à 10 % et aux doses de chlore
utilisées pour la chloration habituelle des eaux de boissons
• Aucune lignée cellulaire en routine ne permet de le cultiver
Transmission féco-orale
Zone de diffusion
• Zone tempérée :
- cas sporadiques, grande contagiosité
• Les zones tropicales et subtropicales
- enfants très précocement infectés
Le genre Hépatovirus…
Diagnostic virologique
• Diagnostic direct
- Détection des antigènes (ELISA, EIA)
- Détection du génome (PCR) : région 5’NC (hépatite persistante)
- En pratique courante cette recherche est sans intérêt.
• Diagnostic indirect
- Le dosage des IgM (ELISA, EIA) (persistent 8 à 12 semaines après l’infection)
Prévention
- Respect des mesures d'hygiène universelles est primordial
- Vaccination bien tolérée et très efficace
Le genre Hépatovirus…
Pouvoir pathogène
• Période d’incubation : en moyenne 30 jours (extrêmes 15-50 jours)
Son expression clinique est influencée par l'âge du sujet :
-chez les enfants :
formes inapparentes +++ ou pseudogrippales
-chez les sujets adultes
formes ictériques plus fréquentes, asthéniantes
• Complications :
hépatite fulminante (0,2 à 0,4%), hépatite choléstatique
Pas de risque de cirrhose ou d’hépatocarcinome
Le genre Hépatovirus
Prévention
• Des mesures d'hygiène alimentaire sont utiles surtout dans l'entourage
des malades ou dans les zones à forte endémicité
• Un vaccin inactivé
- Injectable et confère une très bonne immunité
- Une injection par voie intramusculaire suivie d’un rappel 6 à 12 mois
plus tard
- Recommandé aux populations résidant dans les contrées à haute
endémicité ou aux voyageurs s'y rendant
- La protection serait assurée pendant au moins dix ans
- Des protocoles mixtes associant vaccinations anti-hépatite A et antihépatite B ou anti-typhoïde ont été proposées
Le genre Hépatovirus
Bibliographie
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enteroviruses: correlation of serotype with VP1 sequence and application to
picornavirus classification. J Virol. 1999a; 73:1941-8.
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