Virologie Médicale 1 Virus de la poliomyélite
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Virologie Médicale 1 Virus de la poliomyélite Les Picornaviridae Genres Espèces Pathogénie Enterovirus Poliovirus Coxsakievirus A, B Rhinovirus humain Virus de l’encéphalomyocardite Virus de Theiler murin Virus de la fièvre aphteuse Echovirus (EV22, 23) Virus de l’hépatite A Teschovirus porcin Virus B de la rhinite équine Aichi virus Gastro-entérites, poliomyélite Myocardite, pancréatite, méningite Rhume (rhinite) Encéphalite, cardite Encéphalite Eruptions vésiculeuses Gastro-entérite, infection respiratoire Hépatite A Encéphalite Affection respiratoire Gastro-entérite Rhinovirus Cardiovirus Aphtovirus Parechovirus Hepatovirus Teschovirus Erbovirus Kobuvirus La poliomyélite est une maladie ancienne Bas relief égyptien (2000 ans avant JC ) Répartition mondiale du poliovirus en 1988 Région où la transmission du poliovirus est avérée ou probable Données OMS Répartition mondiale du poliovirus en 1999 (après campagne de vaccination) Transmission du poliovirus (22 pays) Transmission probable du poliovirus (8 pays) Cas d’importation du poliovirus (3 pays) Données OMS Transmission fécale-orale des Enterovirus Voyages en pays d’endémie Manquement aux règles d’hygiène Fruits de mer L’eau de javel efficace pour inactiver ces virus Mains sales Eau de consommation Légumes Contamination fécale de l’environnement Figure extraite du traité de Virologie Médicale Édition ESTEM Pathogenèse de la poliomyélite Phase digestive Phase lymphatique Phase virémique Phase neuronale Infection par le poliovirus Période d'incubation de la maladie de 7 à 14 jours Pas de symptôme apparent chez 90 à 95% des individus Infection bénigne de quelques jours avec des signes pseudo-grippaux et des troubles intestinaux chez 4 à 8% des personnes infectées Poliomyélite non paralysante avec des spasmes musculaires et un mal de dos (durée 2 à 10 jours) Elle concerne 1 à 2% des sujets infectés Poliomyélite paralysante de type motrice et musculaire Elle touche 0,1 à 2% des personnes essentiellement les enfants avec 10% de mortalité Les paralysies sont dues à la lyse des neurones moteurs Evolution d’une infection par le poliovirus Jours après le contage 0 5 10 15 Malaise fébrile Atteinte du SNC 1-2% Pour 100 personnes infectées Formes nerveuses Formes fébriles pures 4-8% Formes asymptomatiques 90-95% Sang Virus Gorge durant parfois 3-4 mois Selles SNC toute la vie Anticorps neutralisants Organisation structurale de l’ARN génomique du poliovirus et expression des protéines virales Protéines structurales Protéines non structurales Polyprotéine (247 kDa) Synthèse des différentes protéines des picornavirus 5’ 3’ IRES AAAAA VPg Traduction coiffe-indépendante médiée par l’IRES Protéines structurales Protéase Protéines non structurales Protéase Réplication du génome Stimule activité de 3D Viroporine Encapsidation Perméabilité membranaire VPg . Protéase . Réplication du génome Protéase ARN polymérase . Réplication du génome viral . Altère traduction et la transcription de l’hôte et maturation de la polyprotéine . Morphogenèse . Modifie l’homéostase apoptotique de l’hôte EncapsidationPerméabilisation des membranes La capside du poliovirus VP1 VP1 VP1 VP1 VP1 VP3 VP2 VP3 VP2 VP2 VP3 Modélisation de la capside du poliovirus Nombre de triangulation T=3 VP4 VP1 VP3 VP2 => 180 sous-unités protéiques . 12 pentamères formés de VP1 . 20 hexamères formés de 3 VP2 et 3 VP3 organisées en alternance . 60 VP4 localisées au niveau de la surface interne de la capside Fonctions des protéines des Picornaviridae Domaine P1: protéines de la capside VP4, VP2, VP3 et VP1 Domaine P2 : 3 protéines 2A, 2B et 2C 2A . protéase de type chymotrypsine qui libère le domaine P1 du reste de la polyprotéine (pas d'activité protéolytique des aphtovirus) . la protéine 2A des entérovirus et des rhinovirus bloque la synthèse protéique en clivant le facteur d'initiation de la traduction eIF4G . elle est probablement impliquée dans la réplication de l'ARN viral. 2B . la protéine 2B et/ou son précurseur 2BC induisent la formation de nombreuses vésicules à partir du réticulum endoplasmique => ces vésicules constituent le site de réplication du virus. . elle modifie la perméabilité membranaire des cellules infectées ce qui pourrait jouer un rôle dans le relargage des virions. Elle forme des pores dans la membrane : 2B est une viroporine. . elle inhiberait aussi les voies sécrétoires (Golgi) de la cellule 2C : . elle a un rôle important dans la réplication : elle se lie à l'extrémité 3' de l'ARN. elle possède une activité NTPase et présente des homologies avec des hélicases (activité jamais démontrée) . elle induit aussi la formation de vésicules membranaires. . elle est impliquée dans le processus d'encapsidation de l'ARN Domaine P3 : 4 protéines 3A, 3B, 3C et 3D 3A : . elle inhibe le transport intracellulaire du réticulum endoplasmique vers l’appareil de Golgi 3B : . VPg 3C : . elle porte une activité une protéase "chymotrypsine-like" impliquée sous sa forme libre ou sous forme de précurseur 3CD dans les clivages de la polyprotéine (activité 3CPro). . Elle inhibe grâce à son activité la transcription des gènes cellulaires 3DPol : . ARN polymérase-ARN dépendante => réplication de l'ARN viral et uridylation de la VPg le précurseur 3AB permet l'ancrage du complexe de réplication dans les membranes et stimule l’activité de la protéine 3Dpol. Récepteur du poliovirus NH2 48 région interagissant avec le virus S 73 S 42 S 54 S 44 S 45 S 31 24 Segment transmembranaire 25 Segment ou intracytoplasmique 50 COOH CD155 ou HPVRα α ou δ Infection des neurones moteurs par le poliovirus Réplication du virus et destruction du neurone moteur Moelle épinière Neurone moteur Transport rétrograde du complexe virus-récepteur le long de l’axone Invasion des neurones moteurs au niveau de la jonction neuro-musculaire Modèles d’entrée de l’ARN génomique du poliovirus (1) Capside vide (virion sans ARN) Virion infectieux 156S Particule A (Altérée) Réaction reversible 80S 125S ARN Infectosome Récepteur CD155 . Attachement . Invagination de la membrane Puit recouvert Endocytose ARN viral . Projection de VP4 . Gonflement de la capside présentant l’extrémité N-terminale hydrophobe de VP1 . Formation d’un pore dans la membrane . Libération de l’ARN dans le cytoplasme Moins de 1% des virions initie un cycle infectieux ARN viral Cycle infectieux du poliovirus Effet pro-apoptotique Attachement au récepteur Noyau Maturation coiffe Décapsidation 5’ Arrêt de la transcription Entrée Effet anti-apoptotique Arrêt traduction coiffe-dépendante Réplication du génome AAA 3’ Traduction IRES-dépendante 5’ 5’ 3’ ARN+ 3’ 3’ ARN- Morphogenèse 3’ 5’ Amas de vésicules membranaires (rosettes) 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 5’ 3’ 3’ 3’ 3’ 3’ 3’ 3’ Morphogenèse du poliovirus P1 VP0, VP3, VP1 (VP0, VP3, VP1)5 Protomère 5S Pentamère 14S Procapside (capside vide) 80S Provirion 125S (VP0, VP3, VP1)60 (VP0, VP3, VP1)60 + ARN ARN viral VP0 VP2 + VP4 Virion 160S (VP4, VP2, VP3, VP1)60 + ARN Diagnostic biologique Isolement du virus On l'obtient à partir d'un prélèvement pharyngé ou rectal, plus difficilement à partir du LCR, sur des cultures cellulaires d'origine humaine ou simienne. En 24 à 48 heures l'ECP (effet cytopathologique) se manifeste. La confirmation et l'identification du sérotype se font par réaction de neutralisation de l'ECP par des sérums antipolio 1, 2 et 3. La distinction des souches vaccinales et des souches sauvages nécessite l'emploi de sérums monoclonaux spécifiques des souches vaccinales, soit l'étude des effets de la température sur la culture (RCT pour reproductive capacity temperature) soit des techniques de biologie moléculaire. Effet cytopathogène. (ECP) Les poliovirus ne se multiplient que sur cellules humaines ou simiennes de première explantation ou en lignée continue. Les cellules infectées s'arrondissent, deviennent plus réfringentes et se détachent de la paroi de la boîte de culture ; finalement toute la nappe est détruite. Après coloration, on observe dans les cellules infectées une grande inclusion cytoplasmique repoussant le noyau en forme de croissant vers la périphérie de la cellule. Nombre atteint de la poliomyélite antérieure aiguë Nombre de personnes atteintes de poliomyélite antérieure aiguë en France de 1949 à 1998 100 Incidence par million d’habitants VPI (1958) 75 Mortalité par million d’habitants VPO (1962) 50 Vaccination obligatoire (Loi du 1er juillet 1964) 25 0 1949 1959 1969 1979 1989 (7,5 kb) 5’ VP2 VP3 VP1 2A 2B 2C 3A 3B ARN+ VP4 Déterminants de l’atténuation des souches vaccinales Sabin 3C 3D pol AAAAAAAAAAAAA VPg Phe134 G189 G480 Ser65 Met225 Thr106 A481 U472 VP2 VP3 Phe91 VP4 PV-3/Sabin 2A 2B 2C 3A 2A 2B 2C 3A 2A 2B 2C 3A 3C 3D pol 3C 3D pol 3C 3D pol Ile143 VP4 PV-2/Sabin VP1 3B VP3 3B VP2 3B VP4 PV-1/Sabin His73 VP2 VP3 VP1 Thr6 VP1 Avantages et inconvénients des vaccins anti-polio Vaccins anti-polio Avantages Inconvénients Vaccin polio inactivé injectable (Salk/Lépine) - innocuité totale - association possible avec : diphtérie/tétanos/ coqueluche/hépatite B - pas d’immunité locale intestinale - rappels réguliers tous les 10 ans - maintien nécessaire d’une couverture vaccinale élevée dans la population Vaccin polio atténué buvable (souches Sabin) - efficacité remarquable - immunité générale et locale intestinale - facilité d’administration (campagne de masse) - contagieux pour l’entourage - contre-indications pour : la femme enceinte l’immunodéprimé - fragilité (conservation au froid) - interférence avec d’autres entérovirus - réversion vers le caractère sauvage : poliomyélite post-vaccinale est de 1/107 3’
