connaître les virus

Connaître les virus 23/09/2009
CONNAÎTRE LES VIRUS
1. Caractéristiques des virus (Campbell, 2004)
Les virus sont des parasites intracellulaires infectieux, qui utilisent les composants d’une
cellule hôte pour se multiplier. Ils peuvent contaminer tout êtres vivants disposant de
cellule(s). Leur taille varie entre 20 et 250 nanomètres. Ils peuvent toutefois atteindre
jusqu’à 400 nm, ce qui correspond à la taille d’une petite bactérie. Structurellement, on
distingue trois éléments:
• Le génome viral peut être fait d’ADN ou d’ARN. Il peut être de formes différentes:
monocaténaire ou bicaténaire (la chaîne d’acide nucléique peut être double ou
non), linéaire ou circulaire (la chaîne peut se refermer sur elle-même), fragmenté
ou non fragmenté. (Des schémas illustratifs seront ajoutés par la suite pour
expliciter ces termes). En général, on parle de virus à ADN pour les génomes à
double brin et de virus à ARN pour ceux à simple brin, en fonction du type
d’acide nucléique qui forme leur génome. Toutefois il existe de nombreuses
exceptions à cette règle (cf. types et classification des virus). Malgré cette
diversité le génome de tous les virus encode 3 types de protéines: celles qui
assurent la réplication du génome, celles qui encapsident le génome en
particules virales et celles qui altèrent la structure et/ou la fonction de la cellule
infectée.
• La capside est une coque de protéines qui entoure et protège l’acide nucléique
viral. Sa structure définit la forme du virus, qui peut être plus ou moins
complexes (hélicoïdale, polyédrique, ...). La capside est composée de sous
unités formées de protéine appelées capsomères, mais les types de molécules
de protéine sont très faibles pour chaque coque. La fonction de la capside est de
protéger le matériel génétique.
• L’enveloppe certains virus sont entourés d’une enveloppe qui est constituée en
plus d’éléments viraux, d’éléments similaires à la cellule à infecter. Grâce à cette
structure similaire, l’enveloppe facilite l’infection de l’hôte par le virus. Les virus
possédant une enveloppe sont appelés virus enveloppés alors que les autres
sont les virus nus.
Les virus ne contiennent ni d’enzymes utiles à la production d’énergie, ni d’organelles,
ce qui implique qu’ils n’ont pas de métabolisme au sens strict du terme. On ne peut donc
considérer les virus comme des organismes, même si certains de leurs aspects peuvent
nous faire penser que ce sont des êtres vivants. Le statut d’être vivant du virus reste un
sujet de débat ouvert dans le milieu scientifique.
2. Classification des virus (Campbell, 2004)
Comme on l’a vu dans la première partie, il existe de nombreux types de virus différents.
Le premier découvert a été celui de la mosaïque du tabac. Depuis lors, de nombreux
types ont été examinés notamment les (bactério-), les rétrovirus, les virus d’Archaea, les
virus d’algues, les virus de plantes, les virus fongiques, les virus d’invertébrés, les virus
grippaux... La virologie est un domaine relativement récent, et donc le nombre de virus
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décrit est extrêmement restreint. L’apparition du microscope électronique a toutefois
accéléré les choses: de l’époque Pasteur (1880) à aujourd’hui, 1’700 virus on été décrit.
Fin 2004, le compte en est à plus de 6’000. Nous ne sommes toutefois loins d’être au
bout du compte, ainsi qu’avance Claude Fauquet: “Et l’on peut penser que ce nombre
[plus de 6’000] n’équivaut peut-être qu’à 1 % de l’ensemble” (le Monde, 2006).
On peut différencier les virus en fonction de leur génome, mais également selon leur
géométrie, la présence ou non de l’enveloppe membranaire, leur hôte potentiel, leur
mode de transmission ou alors selon le type de maladie qu ils occasionnent. Néanmoins
la classification la plus pratique est certainement celle proposée par Lwoff et complétée
par Baltimore en 1975, qui trie les virus par leur type d’acide nucléique et son
expression. Cette classification, se base sur l’ensemble des données biochimiques et
morphologiques des virus et, dans l’ordre croissant d’importance, sur le génome,
l’enveloppe et la symétrie de la capside. On différencie les virus au niveau du génome,
comme on l’a vu au chapitre des « caractéristiques des virus ». Ainsi plusieurs grands
groupes apparaîssent (ADN-ARN, monocaténaire-bicaténaire, fragmenté ou non,...). La
séparation se fait en cas de présence ou non d’enveloppe membranaire. Les symétries
éventuelles sont sources de particularités du virus en question et sont donc analysée en
dernier lieu.
La nomenclature des virus, qui est géré par le Comité Internationale sur la Taxinomie
des virus se réfère à la classification de Linné (R-E-C-O-F-G-E-R-V-I). Toutefois elle
s’applique plus spécialement aux familles, aux genres et aux espèces de virus. Au
niveau familial, on rajoute uniquement le suffixe viridae à un nom latin ou grec. Pour les
genres le principe est le même sauf qu’on remplace viridae par virus. Et enfin pour les
espèces on rajoute un nom qui indique justement son espèce. Si on prend le virus de
l’herpès, cela nous donne :
Herpesviridae, pour la famille
Herpesvirus, pour le genre
Herpesvirus simplex, (causant l’herpès buccal ou génital) pour l’espèce.
A noter qu’on utilise des abréviations pour simplifier l’écriture. L’exemple ci-dessus
donnerait : HSV 1 et 2 pour « Herpes simplex virus ». Le tableau 2 est un exemple
complexe de classification avec nomenclature.
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Tableau 1 Critère de classification actuelle avec dans
l’ordre le génome et ses 3 sous-classes, l’enveloppe, et
la symétrie de la capside. (Tiré de anne.decoster.free.fr)
Tableau 2 Classification des virus
intéressant l’homme, selon Lwoff.
(Tiré de anne.decoster.free.fr)
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3. Fonctionnement des virus (Campbell, 2004)
Le but de tout virus, comme la majorité des êtres vivants, est de se reproduire. Étant
incapable nécessaire pour se répliquer (= se reproduire) seul, les virus sont obligés
d’infecter une cellule hôte.
Chaque types de virus à un spectre d’hôte: un
type de virus ne pourra infecter qu’un type
particulier de cellule hôte. Le spectre est assez
large pour englober plusieurs espèces (ainsi, le
virus de la rage (famille Rhabdoviridae) peut
s’attaquer au chien, mais également à l’homme),
mais peut être également extrêmement réduite:(le
virus phage T4 ne s’attaque qu’à la bactérie E.
coli). Un virus peut être spécifique à un tissu
particulier. Par exemple, le virus du sida s’attaque
aux globules blancs de l’organisme humain, et la
tuberculose pulmonaire, aux poumons.
Globalement, le cycle de réplication d’un virus se
déroule en trois phase (fig. 1) :
3.1. Pénétration du génome viral
dans la cellule hôte
L’insertion du génome viral peut se dérouler de
plusieurs façons possibles. Chez les animaux, le
virus possède une enveloppe similaire à la
membrane de la cellule hôte. Les deux entités
fusionnent alors, à l’aide d’un processus analogue
à celle de l’exocytose (sauf que les particules
entrent, au lieu de sortir, fig 2). Il existe également
d’autres d’insertions, plus complexes. Par exemple,
les phages T-pairs injectent leur génome via une
sorte de queue.
Figure 1
1. Le génome pénètre dans la
cellule. Le capside est
abandonnée (à l'intérieur ou à
l'extérieure de la cellule).
2. Le génome est d'une part
répliqué et d'autre, transcrite afin
de produire les protéines de
capside
3. Le génome viral et les protéines
du capside s'assemblent afin de
former de nouveaux virus
,
q
ui
3.1.1 SYNTHÈSE DES COMPOSANTS DU
VIRUS EN UTILISANT LES RESSOURCES
DE LA CELLULE HÔTE
Une fois à l’intérieur de la cellule, le génome en
prends le contrôle. Le comportement diffère selon que le virus possède un génome
contenant de l’ADN ou de l’ARN, et selon la forme des acides nucléiques : mono ou
bicaténaire (c’est-à-dire, si les chaines d’acides nucléique forment un simple ou double
brin). Quel que soit le type de génome, il arrive à infiltrer le génome de la cellule hôte et
à utiliser les ressources de celle-ci pour y synthétiser les constituants de nouveaux virus.
Ces constituants se regroupent pour former de nouveaux virus à l’intérieur de la cellule
hôte.
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3.1.2 SORTIE DES NOUVEAUX VIRUS
Au bout d’un certain moment, le génome du virus
ordonne la production d’une enzyme qui digère la
paroi, permettant de libérer les nouveaux virus.
On appelle ce processus le cycle lytique
Figure 2 Entrée du génome viral
dans une cellule
Il arrive que l’infection ne conduise pas à une lyse
(éclatement) de la cellule, car le virus a décidé de
« refréner ses ardeurs ». Le génome du virus
s’intégre au génome de la cellule, via un
enjambement. Le virus à ce stade de « repos »
est alors appelé provirus. Au bout d’un certain
temps, un déclencheur exprime le génome du
virus et le cycle lytique reprend son cours. On
appelle le processus de dormance le cycle
lysogénique.
4. La défense de l'organisme (Campbell 2004)
Le système immunitaire permet de se défendre contre les bactéries, virus, et autres
agents infectieux. L’immunité peut être définie comme l’ensemble des mécanismes
biologiques permettant à un organisme de reconnaître et de tolérer ce qui lui appartient
(le soi) et de reconnaître et rejeter ce qui lui est étranger (le non soi). Ce dernier est
constitué des substances étrangères, des agents infectieux donc, mais aussi de ses
propres constituants (cellules tumorales) (anne.decoster.free.fr). Le fonctionnement du
système immunitaire est d’éliminer les cellules anormales qui apparaissent
périodiquement dans l’organisme. Il est notre protecteur contre les maladies et les
infections.
4.1. Anatomie du système immunitaire :
• les cellules impliquées dans la défense de l’organisme sont les globules blancs
(Leucocytes), qui circulent dans le sang et la lymphe. On en compte plusieurs
types ayant des fonctions spécifiques (tableau 1)
• les organes sont nombreux. Les principaux sont les amygdales, les ganglions et
vaisseaux, la moelle osseuse, la rate et le thymus.
En plus de ces éléments, notre système immunitaire utilise trois lignes de défense
contre ces menaces. La peau et les muqueuses, la 1ère, ainsi que les protéines anti-
microbiennes et les phagocytes, la seconde, sont de nature non-spécifique, car elles
s’appliquent indifféremment à tous les agents pathogènes. La troisième ligne est le
système immunitaire en soi, est une défense spécifique.(tableau 2)
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