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1. Morphologie
Le nom de la famille vient de « pico » (petit) et rna (à ARN). Ce sont donc des petits virus à
ARN.
Ils sont nus à capside icosaédrique contenant un ARN monocaténaire (+) directement codant.
Son diamètre est de 24-30nm. C’est une des familles virale les plus diverses, on compte plus
de 200 sérotypes. La poliomyélite fut découverte en 1909 puis isolée en 1930.
Les sous-familles sont classées selon la dissémination sérologique, l’influence du pH…C’est :
- Aphtovirus (muqueuses mammaires et buccales).
- Cardiovirus (cellules du cœur).
- Entérovirus (du tractus digestif).
- Hepatovirus.
- Rhinovirus (tractus respiratoire).
- Non assignés.
Genre
Entérovirus
Cardiovirus
Rhinovirus
Aphtovirus
Principaux membres
(nombre de
sérotypes)
Poliovirus (3)
Echovirus (32)
Coxsakievirus (29)
Hépatite A (1)
Encéphalomyocardie (1)
Rhinovirus humain
(>100)
Fièvre aphteuse (7)
Hôtes principaux
Hommes et vertébrés
Hommes, rongeurs et
vertébrés
Homme
Ongulés artiodactyles
Habitat principal
Tractus digestif et SNC
Cœur et SNC
Tractus respiratoire
Infection géneralisée
Maladie
caractéristique
Diarrhée, paralysie
Myocardite
Rhume
Eruptions vésiculaires
(bouche et extrémités
des membres)
Coéfficient de
sédimentation
155S
155S
155S
145S
Densité en CsCl
(g/ml)
1,34
1,34
1,39-1,42
1,43-1,45
Sensibilité au pH
Stable à pH 3 à 9
Stable à pH 3 à 9
Labile à pH<6
Labile à pH<7
C’est un virus qui a beaucoup évolué, il peut être regroupé en 3 grandes catégories.
2. Génome
Le génome est composé d’un petit ARN (7.2 à 8.5 Kb) simple chaîne (+) codant directement.
La structure générale est conservée à travers tous les picornavirus.
L’organisation du génome se fait en 2 parties :
VPg, en 5’, est une protéine, de 23 acides aminés, liée au 1er nucléotide (Viral Protein
genomic). La structure va être particulière ce qui permet une régulation de la traduction.
L’ARN est directement infectieux lui-même mais moins que le virus entier. Si on introduit
l’ARNv dans le milieu, on a production virale avec des déchets. Par transfection, on atteint 8090% d’infectivité caractéristique des ARN (+).
L’UTR5’ représente 600-1200 nucléotides. Il serait important pour la traduction mais aussi
l’encapsidation.
L’UTR3’ (50-100 nucléotides) servirait dans la synthèse du brin d’ARN (-).
Il y a expression d’un polypeptide précurseur de 2100-2400 acides aminés sous clivé ensuite.
Pour les Cardiovirus et Aphtovirus, la petite séquence entre VPg et UTR5’ est un polyC. La
longueur de celui-ci varie de 50 à 100 nucléotides. Pour les autres virus, le taux de polyC est
plus faible.
3. Cycle de réplication
Les récepteurs des picornavirus ont facilement été identifiés.
On peut avoir des récepteurs spécifiques ou des molécules Ig Like (autres molécules :
intégrine like). Les capsides sont très immunogènes, ce sont des virus avec espoirs de vaccins
(récepteurs en cours d’étude).
La pénétration des virus se fait par endocytose, le déshabillage a lieu dans les vésicules et
commence par la perte de VP4, suivi de la traduction (synthèse de P1, P2, P3…).
Parallèlement, dans le noyau, on a réplication en 2 temps, synthèse d’un brin (-) qui servira de
matrice.
Les ARN (+) migrent dans le cytoplasme pour être empaquetés dans des précapsides qui
seront maturées après entrée dans le génome.
On prend des récepteurs des particules solubles et des virions. Un complexe se forme.
Naturellement, un déshabillage va avoir lieu, une déstructuration a lieu (passe de 120-130S à
125S). Cela se traduit par le départ de VP4. La particule devient non infectieuse. L’ARN part,
on récupère des capsides vides.
Ex vivo : On part d’un virion infectieux mis au contact avec une membrane. On a formation
d’un puit recouvert. Soit on obtient des particules vides, soit la particule s’implante. Quand
elle s’implante, VP4 part et on a libération de l’ARN.
Temps
l’infection
1-2h
2.5-3h
3-4h
4-6h
6-10h
après
Evènement
Diminution des synthèses cellulaires ; Condensation de la
chromatine (perte de l’apparence homogène du noyau).
Début des synthèses virales
Perméabilisation de la membrane plasmique.
Assemblage du virus dans le cytoplasme (les cristaux deviennent
parfois visibles).
Lyse cellulaire, relargage des particules virales.
La traduction du génome viral a pu être notée par marquage 30 mn après infection. Des
protéines virales sont synthétisées pour bloquer les synthèses cellulaires (Shut off). Le virus
produit une CBP (Cap Binding Protein) se liant aux messagers cellulaires (un précurseur de
220 kD va être clivé et bloquer l’expression des messagers cellulaires).
Il y a synthèse d’un polypeptide géant qui va être clivé en 3 domaines P1, P2, P3 (247 kD
chez le poliovirus). Ce clivage se fait en P1 et P2-P3 par une protéase présente dans la
capside : la 2A (très spécifique). Les autres sous clivages se font par une autre protéase : la
3C. La 3D est la polymérase, 3B est la protéine VPg, P1 va coder pour des protéines de
structures (capside), P1 sera clivé en VP1, VP3 et VP0. VP0 est ensuite clivé en VP2 et VP4.
Tant que le clivage n’est pas fait, le virion n’est pas infectieux. Des fragments peuvent avoir
des activités de sous clivage.
VP4 est ici représenté en jaune
3.1. Réplication du génome
La réplication se fait par la protéine polymérase codée par le virus : la 3D
La 3D synthétise le brin (-) en commençant par la queue poly A (VPg-polyU sert d’amorce)
ou alors, un facteur intervient induisant une courbure. Le brin (+) et sa queue polyA sert
d’amorce.
3.2. Assemblage
3.3. Structure en canyon
La capside contient la serrure. La
protéine de surface du virus possède la
structure en canyon. Le récepteur
spécifique (PVR par exemple) permet la
reconnaissance de la capside. Avec des
anticorps monoclonaux, il reste une
infectivité résiduelle, d’autres protéines
peuvent alors intervenir. Cette structure
est portée par VP4. L’externalisation a
lieu au moment du clivage VP2-VP4.
Le génome est clivé de l’ARNv par une protéase : la VPgase (cellulaire). Le polypeptide est
synthétisé à partir d’un AUG situé en 743. Chez certains picornavirus, on a 2 AUG voisins
qui sont en phase, ils permettent une expression alternative (chez Aphtovirus et virus de
l’hépatite A). Les virulences sont peut être due à ces démarrages alternatifs. Par modification
structurale, on favorise un AUG plus qu’un autre.
4. Infectivité – pathogénicité
Malgré un grand nombre de sérotypes, ceux-ci varient peu d’un type à l’autre.
4.1. Poliovirus
L’infection se fait par ingestion (terre souillée, cultures non lavées…) le cycle est donc orofécal.
La 1ère réplication est importante : 24h dans
les ganglions lymphatiques, transition virale,
les virus passent dans le sang (virémie I). Le
SNC est atteint, on a un blocage possible des
membres si cela se propage dans la moelle.
Ce temps d’infection dépend de :
- La dose infectante.
- La virulence de la souche.
- Du terrain.
Sur 6 milliard, 1% sont infectés, soit 60
millions de personnes.
Si la souche est peu virulente ou la dose
infectante est faible, cela n’évolue pas vers
une atteinte (90-95% des cas sont
asymptomatiques).
Les muscles respiratoires se bloquent, c’est
l’asphyxie. Beaucoup de vaccins polyvalents
existent, vaccins inactivés, vaccins vivants.
Le vaccin inactivé a été mis en place par Salk
et Lépine. Ce sont des préparations de 3
sérotypes différents inactivés par du formol et
de la ßpropiolactone.
Le vaccin vivant (atténué) est le vaccin Sabin.
Trois
souches
de
poliovirus
sont
successivement passées en culture cellulaire
ce qui va augmenter le nombre de virus
défectifs.
Le vaccin inactivé est injecté par voie
parentérale alors que le vaccin vivant l’est par
voie orale.
Un problème cependant, le vaccin inactivé
confère une immunité artificielle alors que le vivant donne une immunité plus longue car il est
atténué mais toujours vivant.
Dans le cas des virus inactivés, les accidents sont rares (des morceaux cellulaires étaient
présents dans les préparations, les personnes sensibles réagissaient mal).
Les accidents étaient plus fréquents avec les virus atténués. Il pouvait y avoir une
recombinaison (réversion), la souche redevient virulente.
On part de virus recombinant grâce à VP4 et ça forme de canyon (très immunogène), c’est
une voie en cours d’étude et très prometteuse.
4.2. Coxsackie
Il vient d’une région américaine, de souris en 1948. Deux types : groupe A et B.
Le virus A (CAV) : provoque des inflammations musculaires très aiguës et des nécroses. (11
sérotypes).
Le virus B (CBV) : (6 sérotypes), ce sont des maladies dégénératives, elles peuvent causer des
plaques dégénératives au niveau du pancréas.
Les virus B servent de modèles chez la souris pour étudier le diabète.
L’infection par Coxsackie chez l’homme est souvent associée à des bactéries (paralysies,
méningites) et mener à des infections subcliniques. Dans le cas où il donne des myocardites, il
n’y a pas de traitements efficaces.
4.3. Echovirus
« Echo » pour Enteric Cytopatic Human Orphan littéralement maladie orpheline de
dégénérescence des cellules intestinales. Il existe environ 10 sérotypes pour les échovirus, 1
sérotype pour les rhéovirus.
Ils donnent des maladies intestinales le plus souvent. Depuis 1970, on donne des numéros aux
virus.
Type
68
69
70
71
72
Maladie
Pneumonie
Aucune
Conjonctivite
hémorragique
aiguë
Méningite
Virus de l’hépatite A
4.4. Rhinovirus
C’est le virus le plus répandu, il est fragile et donne des froids (T°opt 33°C) et sont facilement
éliminés avec la fièvre.
Ils atteignent les enfants, personnes âgées et immunodéprimées.
4.5. Aphtovirus
Ils causent le FMD (Foot Mouth Disease). Eradiqué jusque là (UK, Amérique du Sud…), il
est reparti dernièrement. Malheureusement, cela coûte moins cher d’abattre un troupeau que
de combattre le virus, la maladie perdure toujours.
Les aphtovirus sont très sensibles à l’acidité. Comprenant 7 sérotypes, ce sont eux qui
possèdent les plus gros génomes (8 Kb). La région polyC fait 100-170 nucléotides.
4.6. Cardiovirus
Un seul sérotype, il regroupe l’EMCV (EncephaloMyoCardio Virus).
L’EMCV, le mengovirus dériveraient tous d’un même virus ou alors ils ont des propriétés
différentes.
Le génome est d’environ 7.8 Kb. La région non traduite en 5’ contient un polyC de 100-170
nucléotides, comme chez les aphtovirus.
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