Virologie (Pr.Duval)

• Question : Pourquoi est-il intéressant de savoir par où un virus rentre et par où il sort ?

  ·       Eviter de contaminer les autres

  ·       Dater une infection à si le virus est que dans la porte d’entrée, alors c’est récent, à l’inverse si le virus est vers la porte de sortie, l’infection est ancienne et la prise en charge est nécessaire.
• Def virus :

  •Diamètre (dimension) inférieur(e) à 250nm (effet cytopathogène visible en MO, mais attention virus lui-même pas visible : besoin de passer au ME) à il est invisible à l’œil et invisible au microscope optique, un microscope électronique est nécessaire. Il reste tout de même les signes d’une infections qui sont visibles au MO
• Def Virus :

  •Un seul type d’acide nucléique : ARN ou ADN, simple brin ou double brin, génome pouvant être linéaire ou circulaire, fragmenté ou segmenté… (Tout ce qui est possible ou imaginable car il y a toujours des exceptions) -> Pour les virus, il sont soit à ARN soit à ADN, c’est exclusif.
• Def virus :

  •Absence d’équipement enzymatique pour la production d’énergie ! (Attention, certaines cellules possèdent des enzymes spécifiques de certains virus, impliquées dans transcription du génome, d’autres également dans maturation comme les protéases)
• Def virus :

  Absence de division binaire ce qui signifie qu’un virus ne peut pas en donner 2 autres. (Parasite intracellulaire OBLIGATOIRE —> existence d’une spécificité hôte/virus)
• •        Le virus est incapable de croître et de se diviser seul

  *        Absence d’équipement enzymatique pour la production d’énergie (il n’a aucune enzyme qui peut lui permettre de faire de la synthèse, comme de l’ADN ou ARN, il n’est pas autonome et nécessite une cellule)
• *        « Parasite » absolu de la cellule hôte (cellule permettant la multiplication du parasite, avec obligation de contact entre le virus et la cellule. On qualifiera cette cellule de « permissive »). Cellule eucaryote (humaine, animale, végétale) ou une cellule procaryote (bactéries ou archées).

  Virus parasitaire variable , Virus delta 1 seul gène parasite d’un autre virus (VHB)

  *        Reproduction par réplication à partir de son seul matériel génétique.
• Une définition purement moléculaire des virus : on a réussi à synthétiser entièrement un virus in vitro puis à l’inoculer et à montrer qu’il était capable d’autoréplication malgré son origine artificielle.
• Les éléments constitutifs constants (chez tous les virus) :

  Un acide nucléique ou un génome (ADN ou ARN car on est chez les virus qui infecte l’homme, simple brin, double brin ou fragmenté)
• Les éléments constitutifs constants (retrouvés chez tous les virus) Une capside (conséquence de la polymérisation d’une seule protéine) de structure protéique (= rôle de « coffre-fort ». C’est une structure protéique excessivement rigide, complètement étanche avec pour rôle de protéger le génome du virus). Cette capside peut avoir différentes géométries. Il peut y avoir entre 1 à 4 protéines qui s’organisent entre elles pour créer la capsides et elle peut avoir des formes différentes (ex : cubique, hélicoïdales)
• Les éléments constitutifs inconstants (pas chez tous les virus) :

  L’enveloppe (bicouche phospho-lipidique) portant des spicules ou glycoprotéines qui permettent la fixation sur les cellules (2 groupes de virus : les « enveloppés », possédant une enveloppe et les « nus », sans enveloppe, non enveloppé)  Cette enveloppe est intimement liée à la cellule infectée car elle possède une enveloppe similaire
• Les éléments constitutifs inconstants (pas chez tous les virus) : -          Une matrice protéique (on a différents types de protéines dedans et c’est plein) entre la nucléocapside (NC) et l’enveloppe.
• Tout cela forme la nucléocapside (enveloppe + matrice protéique)→ permet de distinguer les virus (enveloppé/non enveloppé…)

  La nature n’aime pas le vide donc entre la capside et l’enveloppe il n’y a pas de vide mais une matrice (= tégument).
• Schéma Virus

  A) Glycoprotéine

  B) Capside

  C) Acide nucléique

  D) Enveloppe

  
• Le génome à ADN varie entre 3.2 Kpb (VHB) et 375 Kpb (poxvirus).

  Il est généralement bicaténaire (deux brins) linéaire (herpesvirus) ou circulaire (papillomavirus), ou partiellement bicaténaire (VHB) ou même monocaténaire (1 seul brin) (Parvovirus : rare car peu stable).
• Le génome à ARN lui, varie entre 3.7kb (Coliphage = virus de bactérie qui infecte Escherichia Coli) et 27kb (Reovirus). (Attention kb (kilobase) différent de kpb (kilo paire de base))

  Généralement monocaténaire linéaire parfois segmenté (Orthomyxovirus = correspondent aux virus (au pluriel) de la grippe notamment) ou bicaténaire et segmenté (Reovirus). Il existe des virus ARN double brin, très rares et inexplicables…
• Dans les grandes catégories de génomes viraux, on en trouve à polarité positive (+) et d’autres à polarité négative (-). Dans le premier cas à polarité +, le génome ARN peut directement servir d’ARN messager donc de matrice pour synthétiser des protéines : dans le second cas à polarité -, il ne peut pas servir à la synthèse protéique, il doit être rétrotranscrit en ARNm pour cela.

  Question d’une étudiante et réponse du professeur : on parle de polarité de virus uniquement pour les virus à ARN simple brin
• Dans le premier cas à polarité +, le génome ARN peut directement servir d’ARN messager donc de matrice pour synthétiser des protéines : dans le second cas à polarité -, il ne peut pas servir à la synthèse protéique, il doit être rétrotranscrit en ARNm pour cela.

  Question d’une étudiante et réponse du professeur : on parle de polarité de virus uniquement pour les virus à ARN simple brin

  
• Un virus à ARN à simple brin à polarité positive est l’équivalent d’un ARNm, on peut traduire directement le génome en protéine, avantage compétitif assez extraordinaire.

  ARN simple brin avec polarité négative à Nécessité de passer par un brin complémentaire pour créer des protéines.
• Attention, très important : Ne pas confondre capside virale et capsule bactérienne. Cette notion est à connaitre par <3 , car c’est une erreur fréquente à l’examen ! Il ne faut donc pas confondre les deux termes !
• La capside virale est constante et permet de limiter la taille du génome viral (on peut dire que la taille d’un virus est proportionnelle à la taille de son génome)

  Elle est de nature protéique et est très rigide !
• Cette capside est de nature protéique, elle est édifiée à partir de polymérisation d’un petit nombre de sous-unités protéiques.

  La polymérisation ne peut pas se faire, ce qui empêche la capside de s’ouvrir et empêche la multiplication du virus. à Antivirale
• La capside est organisée selon différentes géométries, avec 2 principaux types de symétrie :

  •        Hélicoïdale (en hélice)

  •        Cubique (en icosaèdre).

  D’autres types sont possibles : mixte, complexe (trapèze par exemple pour le VIH) …
• La nucléocapside à symétrie hélicoïdale

  Relation très intimes entre les acides nucléiques et les sous unités protéiques

  Est définie par les caractéristiques « en hélice » :

  •        Le nombre de sous-unités (abrégée « s/u ») protéiques

  •        La présence ou non de tours (ou « Pas »)

  •        L’angle ϕ (phi)

  •        Le diamètre

  •        La longueur de l’hélice.
• Nucléocapside = capside structuré, polymérisé autour d’un acide nucléique
• Virus de la rage : Forme caractéristique du virus, en balle de fusil, le voir comme une coque, un dôme
• Nb : « spike » = protéine de spicule composée en acide-aminés, possèdent différents motifs antigéniques donc attention à la dénomination spike qui est une dénomination générale mais il n’y a pas la même composition pour tous les virus.
• Nucléocapside à symétrie cubique ou icosaédrique :

  Icosaèdre 20 faces (triangles équilatéraux)

  Découpe d’un réseau hexagonal Puis repliement
• La nucléocapside :

  Synchronisation, le génome doit se trouver à l’intérieur, donc la synthèse du génome et de la capside doit se faire de manière précise.

  La surface est constituée de sous-unités protéiques groupées en unités morphologiques ou « capsomères ».
• Capsomère = unité morphologique
• La règle générale est que plus un virus est gros et plus le nombre de capsomère est important.

  Cependant il existe des exceptions : notamment pour adenoviridae
• Pour les virus nus, les pentons ou hexons ont des excroissances protéiques (et pas glycoprotéines attention, pas d’enveloppe non plus) telles des antennes = joue le même rôle que les spicules chez les virus enveloppés
• Exemple de la nucléocapside à symétrie cubique : Adenoviridae Human Mastadenovirus C. ils ont une géométrie simple. Virus nu, sans enveloppe, donc pas de glycoprotéines.

  Attention : ici un virus ici est nu, ces antennes ne sont pas des glycoprotéines, il a une nucléocapside. Adénovirus est un virus nu qui n’a pas d’enveloppe.
• Nucléocapside à symétrie de type complexe : Poxviridae, HIV, Rougeole, Virus Ebola
• Enveloppe virale : L’enveloppe n’est présente que chez certains virus 🡪 élément inconstant. (Tous les virus ne sont pas enveloppés)

  -De nature lipido-glucido-protéique 

  -Dérivée des membranes cellulaires qui peuvent venir de différente membrane
• L’enveloppe dépend de où se forment le virus à l’intérieur de la cellule, considérer que le compartiment cellulaire où se passe la multiplication influe sur l’enveloppe du virus.

  On peut donc savoir où le virus s’assemble en fonction de son enveloppe.

  Porte des glycoprotéines ou spicules
• Spike = terminologie utilisée pour pleins de virus : glycoprotéines de surface qui permettent une interaction entre le virus et la cellule infectée, mécanisme de reconnaissance.

  => Si on parvient à neutraliser cette reconnaissance, on peut mettre en place une stratégie vaccinale.
• L’enveloppe porte donc des glycoprotéines ou « spicules » : ce sont des ligands reconnus par un récepteur sur la surface d’une cellule-hôte = attachement du virus sur la cellule. Elles ont un rôle primordial dans la virulence virale (base des stratégies vaccinales et thérapeutiques).
• L’enveloppe virale confère au virus ses caractéristiques physicochimiques : une sensibilité aux solvants des lipides, aux détergents et à la chaleur (généralement on considère les virus envelopper comme fragiles)
• Une moindre résistance dans le milieu extérieur pour les virus enveloppés qui sont transmis par contamination directe/étroit/intime (VIH, virus herpétiques). Des exceptions notables existent comme le VHB (hepadnaviridae) et le VHC (flaviviridae) qui sont plus résistants que les autres virus enveloppés. Mais en général, ils sont fragiles.