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page 20 Paul Sabatier — Le magazine scientifique — numéro 17
En 2002, l’irruption du syndrome respiratoire
aigu sévère (SRAS) en Asie a frappé les esprits.
En quelques mois, un coronavirus animal a
surgi des marchés du sud-est de la Chine et
mis en péril les systèmes de santé du monde
entier. L’émergence en 2009 d’un nouveau
variant H1N1 du virus de la grippe A et les
incertitudes sur son pouvoir pathogène réel
relancent la crainte d’une pandémie. Ces deux
exemples illustrent l’importance de la
recherche en virologie.
Une seconde forme de vie
Depuis leur découverte, les virus ont posé un
problème de fond aux biologistes pour les
situer dans l’ensemble du monde vivant. Les
travaux réalisés au cours de ces dernières
années conduisent à considérer les virus
comme des microorganismes sans cellules
représentant une seconde forme de vie
terrestre, à côté de la forme cellulaire que l’on
retrouve chez les archées, les bactéries ou les
eucaryotes. Il est aujourd’hui admis que les
virus sont beaucoup plus nombreux et divers
que les cellules qui les hébergent. Ils ont
probablement joué un rôle majeur dans
l’origine et l’évolution des génomes à ADN.
Virrus émergent
Le terme « virus émergent » est une notion
complètement différente de celle tenant à
l’origine des virus. Il relève de l’épidémiologie
et traduit différents contextes : un nouvel hôte
pour un virus déjà connu, une nouvelle aire
géographique et parfois un nouveau virus. Le
concept d’émergence virale est inhérent à la
stratégie d’investigation mise en œuvre en
réponse à un événement ainsi qu’aux
technologies disponibles. On parle également
de virus ré-émergent lorsque la fréquence de
l’agent infectieux devenu rare augmente à
nouveau. Les activités humaines et les facteurs
environnementaux augmentent la probabilité
d’émergence et de ré-émergence virale. Les
voyages, les activités commerciales, le contact
avec les animaux offrent aux virus de
nombreuses opportunités de diffuser dans de
nouvelles aires sur la planète.
Laboratoire de sécurité
Plusieurs équipes de virologues toulousains
travaillent sur ces sujets, notamment sur les
maladies émergentes ou les infections virales
qui surviennent chez les personnes
immunodéprimées. Elles étudient des
mécanismes moléculaires impliqués dans
le franchissement de la barrière interespèces,
l’étude des mécanismes de persistance et la
physiopathologie des infections virales. Ces
recherches, nécessitant des infrastructures
spécifiques (laboratoire de sécurité P3,
animaleries A2 et A3), sont développées
sur le site du CHU, au sein du Centre de
Physiopathologie de Toulouse-Purpan (CPTP) et
sur le site de l’Ecole nationale vétérinaire de
Toulouse. Elles bénéficient des plate-formes
performantes de l’Institut fédératif de recherche
bio-médicale de Toulouse (IFR 150) et d’un
partenariat très efficace dans la recherche
translationnelle avec les services hospitaliers
de maladies infectieuses, transplantation,
hépatologie et neurologie.
Contact : [email protected]
Les virus émergents
dOSSIER
VIRUS ET MALADIES
ÉMERGENTES
>>> Jacques IZOPET, professeur de l’université
Paul Sabatier, praticien hospitalier et chercheur au
centre de physiopatologie de Toulouse Purpan
(CPTP, unité mixte UPS/Inserm)
© C. Frésillon/CNRS.
Mystérieux virus... On ne sait pas très bien d'où ils viennent, on ne sait
pas prédire l'émergence de nouvelles maladies virales. Pourtant, ils
constituent un des pires fléaux de l'humanité.
>>> Virus Chikungunya dans des cellules humaines en culture en
microscopie à fluorescence. © Inserm / Institut Pasteur.

Le cytomégalovirus humain (CMV) aussi appelé
herpèsvirus 5 (HHV-5) est un membre de la famille
des virus de l’herpès. Son génome est constitué
d’ADN qui reste latent dans nos cellules après une
primo-infection. L’infection est généralement un
événement sans conséquences cliniques sérieuses,
quand l’hôte possède un système immunitaire
performant. Lorsque l’hôte est incapable d’assurer
cette surveillance comme cela est le cas chez les
immunodéprimés (suite à une greffe ou une maladie
comme le SIDA…) et chez le fœtus, l’infection
conduit alors à des pathologies graves (rétinites,
hépatites, pneumonies), parfois mortelles. Pour ces
raisons, le CMV est un problème de santé publique
majeur.
Chez le foetus, le CMV peut retarder la croissance et
provoquer un accouchement prématuré. À la
naissance, des handicaps neurologiques sévères
peuvent apparaître : déficits cognitifs et sensoriels,
microcéphalies, lissencéphalies.. Si les mécanismes de
transmission materno-fœtale sont mal connus on sait
néanmoins que le placenta joue un rôle central
puisqu’il est toujours infecté trois à quatre semaines
avant le fœtus..
Vaccin
Pour parvenir à pronostiquer les risques de séquelles
chez les nouveaux-nés et à les prévenir par une
approche thérapeutique adéquate, le Centre de
physiopathologie de Toulouse-Purpan étudie les
mécanismes de l'infection qui interfèrent avec la
placentation et le développement fœtal. On cherche
également à décortiquer la réponse anti-virale
capable, chez les personnes saines, de contrôler le
virus. Ce travail s'avérera essentiel pour concevoir
un vaccin et des traitements pour les personnes
greffées. Les deux axes développés par le laboratoire
visent à améliorer le diagnostic et le suivi des
patients greffés (reconstitution immunitaire…) et des
nouveau-nés (déficits neurologiques) victimes d’une
infection par le CMV.
Cellules souches
Notre équipe dispose de nombreux modèles de culture
in vitro de cellules issues du sang circulant ou de
tissu placentaire. Ils sont à la base de nos recherches
sur l’étude des mécanismes d’échappement viral et
d’inhibition des mécanismes de migration et
d’invasion placentaire. Ces approches in vitro sont
validées par l’analyse ex vivo de prélèvements issus
de patients greffés virémiques et de placentas
infectés. Une démarche innovante basée sur la
culture de cellules souches pluripotentes induites
(iPS) permet également d’appréhender l’analyse des
facteurs responsables des troubles de la
différentiation neuronale associés à l’infection fœtale.
Contact : [e-mail]
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Combattre
le cytomégalovirus
D'ordinaire bénigne, l'infection par le cytomégalovirus s'avère dangereuse
chez les foetus et les personnes immunodéprimées. L'analyse de son mode
d'action devrait permettre de mieux les protéger.
dOSSIER
>>> Christian DAVRINCHE, directeur
de recherche Inserm, au Centre de
physiopathologie de Toulouse Purpan
(CPTP, unité mixte UPS/CNRS).
Virus et maladies
émergentes
>>> Cytomégalovirus (CMV), surrénale (x 800).
©Inserm.

dOSSIER
page 22 Paul Sabatier — Le magazine scientifique — numéro 17
Depuis 1996, les multithérapies antirétrovirales
hautement actives (HAART) permettent un contrôle
efficace de la réplication du virus de l’immunodéficience
humaine de type 1 (VIH-1), réduisant la virémie à des
niveaux « indétectables ».
Ce contrôle virologique conduit à une restauration
immunitaire substantielle ainsi qu'à une diminution
de la morbidité et de la mortalité associées au VIH.
Cependant, ces associations médicamenteuses ne
permettent pas l’éradication du virus du fait de
l’existence de réservoirs viraux. L’obstacle majeur à
l’éradication du VIH-1 est en effet l’établissement
d’une infection latente.
Réplication résiduelle
Les provirus intégrés dans les lymphocytes T-CD4+
mémoires quiescents à longue durée de vie, inductibles
en cas d’activation cellulaire, constituent le réservoir
cellulaire latent le plus important et le mieux caractérisé
du VIH-1. Cependant d’autres types cellulaires sont
également impliqués dans la persistance du VIH-1,
notamment les cellules T CD4+naïves et les
macrophages tissulaires. Le nombre de cellules infectées
de façon latente par le VIH-1 diminue de façon
importante à l’initiation du traitement antirétroviral
puis plus progressivement jusqu’à atteindre un niveau
faible mais stable. Cette stabilité apparente du réservoir
latent du VIH-1 pourrait être en partie expliquée par
une réalimentation permanente de ce compartiment
par une réplication virale résiduelle persistant sous
traitement antirétroviral. Certains compartiments
cellulaires ou sites anatomiques sont en effet peu ou
pas permissifs à la surveillance immunitaire et/ou
à une pénétration efficace des antirétroviraux.
L’éradication du VIH-1 par les combinaisons
d’antirétroviraux actuels étant impossible, l’étude des
mécanismes de la persistance et de la dynamique virale
sous traitement antirétroviral efficace constitue un
élément essentiel pour l’élaboration de nouvelles
stratégies thérapeutiques.
Sanctuaires
Notre équipe s’intéresse à la dynamique de l’infection
par le VIH-1 sous traitement et notamment à l’impact
respectif des virus utilisant les corécepteurs d’entrée
CCR5 (virus R5) ou CXCR4 (virus X4) sur
l’homéostasie lymphocytaire T chez des patients sous
traitement antirétroviral efficace. L’étude des réservoirs
cellulaires dans cette situation a permis de mettre en
évidence une sélection progressive des virus de type X4
dans les cellules mononuclées du sang périphérique de
patients sous traitement efficace. L’émergence de
variants X4 est corrélée à une lymphopénie T CD4+
persistante observée chez certains patients malgré une
charge virale plasmatique « indétectable ». De plus,
sous thérapie efficace, on a démontré que les
populations de VIH-1 étaient compartimentées entre
différents types cellulaires du sang circulant. Nous
cherchons actuellement à caractériser la réplication
résiduelle du VIH-1 dans différents compartiments
sanctuaires de l’organisme et notamment au sein du
tissu lymphoïde associé aux muqueuses digestives
(GALT). Le GALT représente un tissu clé de l’infection
par le VIH-1 puisqu’il contient la majorité des
lymphocytes, et est une cible précoce importante de la
réplication virale ainsi qu'un site de déplétion sévère
des lymphocytes T CD4+. Une déplétion des T CD4+
peut persister dans le GALT malgré une restauration
en apparence satisfaisante du taux de lymphocytes
périphériques. Une réplication virale résiduelle dans le
GALT, associée à des mécanismes d’inflammation et
d’apoptose persistants, pourrait être impliquée dans
ce défaut de reconstitution T CD4+.
Contacts : [email protected] et
[email protected]
Débusquer le VIH
où il se cache
>>> Bourgeonnement de VIH à la membrane plasmique de cellules
THP-1 infectées. (Microscopie électronique à transmission,
grossissement x 20 000, Centre de microscopie électronique
appliqué à la biologie, UPS).
Même si les multithérapies réduisent la charge virale des malades du sida à
un niveau indétectable, le virus n'est jamais totalement éradiqué. En cause,
des cellules servant de réservoirs au VIH.
>>> Pierre DELOBEL, Médecin dans le Service
des Maladies Infectieuses du CHU Purpan et
chercheur au CPTP (unité mixte UPS/Inserm).
© C. Frésillon/CNRS.
Virus et maladies
émergentes

Un virus à l’origine d’une maladie mentale ?
L’hypothèse n’a rien d’absurde quand on sait que le
système nerveux central (SNC) est la cible de
nombreuses infections virales persistantes, qui
peuvent conduire à des troubles comportementaux.
Le Bornavirus (Borna disease virus ou BDV) est un
modèle idéal pour étudier l’impact des virus sur la
fonction des neurones et de leurs conséquences sur le
comportement. Le Bornavirus est un virus
neurotrope responsable de maladies du SNC chez un
large spectre d'espèces de mammifères. C'est un
virus enveloppé dont le génome est constitué d'une
molécule d'ARN simple brin de polarité négative. Le
BDV se distingue par des propriétés uniques. Il est
notamment capable de faire répliquer et transcrire
son génome au sein même du noyau de la cellule et
de développer une stratégie complexe de régulation
de son expression génique. La maladie liée au BDV
a été décrite à l'origine comme une affection
neurologique touchant les chevaux et d'autres
animaux des fermes du sud-ouest de l’Allemagne.
Des résultats récents montrent que le spectre d'hôtes,
la prévalence et la distribution géographique
du virus sont beaucoup plus étendus
que supposés au départ.
Infection de l’homme
De nombreux éléments sérologiques et moléculaires
démontrent que le BDV peut infecter l'homme et
il a été avancé que ce virus pourrait être associé à
des syndromes neuropsychiatriques divers.
Cependant, l'épidémiologie et les conséquences
réelles de l'infection humaine par le BDV restent
un sujet controversé. Il n'en reste pas moins que le
spectre d'hôte remarquablement large du virus, ainsi
que l'accumulation de données sérologiques et de
détection du virus dans des échantillons humains,
font du BDV une zoonose possible, ayant des
conséquences cliniques encore mal définies.
Virus mutants
Dans ce contexte, notre équipe a développé un
programme de recherche. Il vise d’une part à élucider
les mécanismes par lesquels le BDV peut perturber le
fonctionnement neuronal, y compris en l'absence de
destruction cellulaire ou d'inflammation et
d'identifier les déterminants viraux responsables.
D’autre part à définir les effecteurs immunitaires
responsables de manifestations immunopathologiques
du système nerveux central, en utilisant le modèle de
la maladie neuro-inflammatoire induite par le BDV.
Grâce à l'utilisation d'approches combinant imagerie
fonctionnelle et électrophysiologie, nous avons ainsi
démontré que le Bornavirus interférait spécifiquement
avec les phénomènes de plasticité neuronale. Nous
avons également réalisé une analyse globale de
l'impact du BDV sur le protéome neuronal, qui a
confirmé le ciblage sélectif de voies cellulaires
impliquées dans le remodelage neuronal. Plus
récemment, grâce à l'utilisation de virus mutants
produits par génétique inverse, nous avons découvert
le rôle central de la phosphoprotéine virale et de son
interférence avec la signalisation dépendant de la
PKC dans la physiopathologie de l'infection.
Contact : [e-mail]
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Quand les virus
s’attaquent au cerveau
Virus et cerveau, une interaction complexe et souvent délétère. Les maladies
psychiatriques, un problème majeur de santé publique, sont des maladies
d’origine complexe et vraisemblablement multifactorielle. En dehors de
facteurs génétiques ou liés à l'environnement, on soupçonne qu'une infection
virale pourrait également jouer un rôle dans l'étiologie de ces troubles.
dOSSIER
>>> Daniel DUNIA, chargé de recherche
Inserm au Centre de Physiopathologie de
Toulouse-Purpan (CPTP, unité mixte
UPS/Inserm). © C. Frésillon/CNRS.
>>> Culture de neurones primaires infectée par le Bornavirus.
La présence du virus est révélée par immunofluorescence (vert) ;
©Inserm – D.Gonzales-Dunia.
Virus et maladies
émergentes

dOSSIER
page 24 Paul Sabatier — Le magazine scientifique — numéro 17
L’hépatite E est avant tout une hépatite virale aiguë
que l’on attrape à partir de l’eau contaminée. Elle
évolue selon un mode épidémique dans les régions
tropicales et subtropicales. Des cas sporadiques
survenant chez des sujets n’ayant jamais séjourné en
région endémique sont cependant de plus en plus
fréquemment identifiés dans les pays industrialisés.
Emergence de souches plus virulante
Le virus de l’hépatite E (HEV) est un petit virus non-
enveloppé d’environ 30 nm de diamètre possédant une
capside de symétrie icosaédrique (en forme de polyèdre
à 20 faces). On distingue quatre génotypes. Les
génotypes 1 et 2 ont été isolés uniquement chez
l’homme dans des pays non industrialisés. Les
génotypes 3 et 4 ont été isolés à la fois chez l’homme
et chez l’animal (porc, sanglier, cerf). Alors que la
répartition géographique du génotype 4 est limitée à
l’Asie, le génotype 3 présente une large distribution sur
l’ensemble des continents. Des événements de
recombinaison entre souches humaines et animales
pourraient conduire à l’émergence de souches plus
virulentes et/ou mieux adaptées à l’homme.
Viande insuffisamment cuite
La grande majorité des cas sporadiques est d’origine
autochtone et toutes les tranches d’âge sont
concernées. En France, la prévalence des anticorps
anti-HEV mesurée chez les donneurs de sang est
variable selon les régions : 3,2 % pour la région
parisienne et l’ouest de la France mais 16,6 % pour
la région toulousaine où des cas autochtones sont
fréquemment rapportés. Le virus a pu être identifié
dans les eaux usées mais cela ne prouve pas que le
vecteur hydrique soit la cause des contaminations.
La consommation de viande de porc insuffisamment
cuite ou de produits non cuits sous la forme de
salaisons constitue un facteur de risque car de
nombreux élevages porcins sont contaminés.
Un contact direct avec des animaux infectés
peut aussi être à l’origine d’infections.
Infection chronique
A l’instar de l’infection par le virus de l’hépatite A, on
considérait jusqu’à présent que l’infection par HEV
était constamment résolutive. Or, nous avons montré
que l’infection aiguë peut évoluer vers une infection
chronique dans différentes situations
d’immunodépression.
Nos travaux, conduits en collaboration avec les équipes
cliniques du CHU de Toulouse (Unité de
Transplantation d’Organes, Service d’Hépatologie,
Service de Médecine interne) ont montré pour la
première fois que le virus pouvait persister dans le sang
des personnes immunodéprimées et conduire à des
hépatites chroniques et à des cirrhoses. Notre équipe ne
s’est pas arrêtée à ce constat puisqu’elle a également
montré qu’un traitement par interféron permettait
d’obtenir une guérison chez le transplanté hépatique.
Au programme des futurs travaux : identifier les
déterminants associés au spectre d’hôte du virus et au
franchissement de la barrière d’espèce ; et caractériser
les facteurs viraux et les facteurs de l’hôte associés à la
persistance du virus chez l’immunodéprimé et à la
progression de la fibrose hépatique chez les individus
chroniquement infectés.
Contact : [email protected]
Le virus de l’hépatite E s’installe
dans les pays industrialisés
>>> Répartition géographique des génotypes du virus de l’hépatite E.
L’hépatite E a longtemps été considérée comme une maladie exotique. Or le
virus se diffuse actuellement dans les pays industrialisés et l’infection peut
devenir chronique chez les personnes immunodéprimées.
Virus et maladies
émergentes
>>> Jacques IZOPET, professeur de l’Université
Paul Sabatier, praticien hospitalier et chercheur au
Centre de physiopatologie de Toulouse Purpan
(CPTP, unité mixte UPS/Inserm).
© C. Frésillon/CNRS.