Virology

• Virus


  • Situés à la barrière entre le vivant et non‐vivant (inerte)
  • Organisation acellulaire
  • Pas d'échange avec milieu extracellulaire
  • Pas de croissance
  • Pas de division cellulaire
• Multiplication des virus


  • Parasites intracellulaires obligatoires (ne sont pas les seuls organismes possédant cette propriété)
  • Inertes hors de la cellule, c.a.d. peuvent se multiplier UNIQUEMENT à l'intérieur d'une cellule vivante (contrairement aux bactéries)
• Multiplication des virus


  • Parasites intracellulaires obligatoires (ne sont pas les seuls organismes possédant cette propriété)
  • Inertes hors de la cellule, c.a.d. peuvent se multiplier UNIQUEMENT à l'intérieur d'une cellule vivante (contrairement aux bactéries)
• Cycle de multiplication des virus

  1. Pénétration à l'intérieur d'une cellule

  2. Désassemblage : relâche du génome de la capside (protéines)

  3. Multiplication de protéines et du génome viral par les organelles de la cellule parasitée

  4. Assemblage du génome à l'intérieur de la capside

  5. Lyse de la cellule et libération des nouveaux virus
• Similitudes virus – cellules vivantes

  • Capacité de se multiplier : multiplient des entités semblables à eux‐mêmes
  • Capacité d'évoluer/de s'adapter dans le temps et aux nouveaux environnements (soumis à la pression sélective)
• Exemple de résistance aux antiviraux

  • Au début : population hétérologue des virus SIDA
  • Administration d'antiviraux (AZT – azidothymidine, rétroviral)
  • Sélection graduelle des virus plus résistants
• Organisation moléculaire des virus

  • Similitude avec autres cellules : formé des deux grandes classes de macromolécules : protéines (capside) et acides nucléiques (génome universel)
  • Ne possèdent pas de métabolisme propre (utilisent le métabolisme de la cellule parasitée)
  • Pas de génération d'ATP
  • Pas de machinerie de traduction (codent pour leurs protéines, mais ne les synthétisent pas; ils les font synthétiser par la machinerie de synthèse protéique de la cellule parasitée)
• Virus (virion)


  Agents infectieux se multipliant comme des parasites intracellulaires et possédant une organisation acellulaire et composés, au minimum, d'un génome d'acide nucléiques et d'une capside protéique (nucléocapside : capside+génome), mais dépourvus de système de génération d'ATP et de machinerie de synthèse protéique
• Viroïde


  Agent infectieux sous‐viral composé uniquement d'une molécule d'acide nucléique (principalement retrouvés chez les plantes)
• Prion


  Agent infectieux sous‐viral composé uniquement d'une protéine sans acide nucléique (responsables de quelques maladies, comme encéphalite spongiforme bovine dite ''maladie de la vache folle'')
• Structures des virus


  • Génome viral (ADN/ARN, Linéaire/circulaire)
  • Capside protéique (Stabilité, résistante, Cubique, hélicoïdale, binaire)
  • Enveloppe lipidique (Bicouche lipidique avec protéines d'enveloppe insérées, Sensibilité aux détergents)
• Critères de classification des virus


  • Type de génome viral
  • Structure de la capside
  • Présence/Absence de l'enveloppe lipidique
  • Autres critères (hôte, pathologie, transmission, etc.)
• Méthodes d'étude des virus

  • Cultures cellulaires (Cellules vivantes isolées en culture, Avantages : moins couteux, plus accessible, éthique, Limites : transport virus dans l'organisme, impossible d'étudier impact virus sur système immunitaire, etc.)
  • Modèles animaux (Étude de pathogénèse des virus, Avantage : étude des mécanismes complexes a/n de l'organisme : transport virus d'un organe infecté à un autre, influence sur système immunitaire, Désavantage : plus couteux)
• Spécificité de l'infection virale

  • Hôtes du virus (chez pratiquement toutes les espèces, Hôte = espèce animale ET cellule spécifique qui va être infectée)
  • Antirécepteur et récepteur cellulaire (Première étape du cycle de multiplication des virus : fixation (adsorption) du virus à la surface de la cellule‐hôte, Antirécepteur = protéine à la surface de la particule virale, Interaction avec une protéine récepteur ou sucre à la surface de la cellule infectée)
  • Spécificité d'hôte (Infection restreinte de quelques espèces d'animales seulement, Infection d'un grand nombre d'espèces, Spécificité déterminée bcp par l'interaction entre le récepteur (surface de cellule) et l'antirécepteur (particule virale))
  • Spécificité tissulaire (Les virus infectent un/quelques tissus, Dépend de la différenciation cellulaire, Tropisme des virus : capacité d'infecter préférentiellement un tissu ou un autre)
• Sélection naturelle des virus

  Capacité de la particule virale de se multiplier et à se propager de la manière la plus efficace possible, et non pas la capacité de rendre malade
• Modes d'entrée des virus à enveloppe lipidique

  1. Mode de fusion (Glycoprotéine de l'enveloppe lipidique (antirécepteur) se fixe sur le récepteur à la surface de la cellule hôte, Interaction entre antirécepteur et récepteur entraine un changement de conformation dans la structure de la protéine qui rapproche la membrane lipidique du virus avec la membrane de la cellule hôte et entraine la fusion des membranes, La nucléocapside est relâchée à l'intérieur de la cellule hôte)

  2. Mode d'endocytose (Glycoprotéine de l'enveloppe lipidique (antirécepteur) se fixe sur le récepteur à la surface de la cellule hôte, La particule virale au complet va subir une endocytose classique dépendante de clathrine, À l'intérieur de l'endosome se produit un changement de conformation de la glycoprotéine virale, Fusion retardée de l'enveloppe lipidique virale sur la membrane de l'endosome entraine la libération de la nucléocapside à l'intérieur de la cellule)
• Modes d'entrée des virus à capside nue

  1. Mode d'endocytose (Interaction entre une protéine de la capside virale exposée à la surface (antirécepteur) avec le récepteur membranaire de la cellule hôte, L'interaction déclenche l'endocytose par la cellule, Des changements de conformation des protéines de la capside virale créent des pores dans la membrane de l'endosome, Sortie de la nucléocapside virale dans le cytoplasme de la cellule hôte)

  2. Mécanisme de pénétration directe à la surface de la cellule (Interaction entre une protéine de la capside virale exposée à la surface (antirécepteur) avec le récepteur membranaire de la cellule hôte, Changements de conformation dans les protéines de la capside qui vont faire des pores dans la membrane cytoplasmique, Pénétration de la capside avec génome à l'intérieur de la cellule par les pores formés)
• Décapsidation du virus


  Partielle ou totale
• Réplication du génome viral


  En parallèle avec transcription et traduction
• Virus à ARN (influenza, grippe, Covid‐19) polarité + (positive)


  • ARN peut directement être lu et traduit par les ribosomes de la cellule
  • Cycle de réplication le plus simple
  • Réplication au niveau du cytosol de la cellule hôte (généralement)
  • ARN polymérase ARN‐dépendante (enzyme qui synthétise de l'ARN en copiant une autre molécule d'ARN) – absente dans les cellules hôte, codée par le virus lui‐même
  • Traduction ARN génomique en protéines virales par les ribosomes de la cellule hôte
  • Les protéines synthétisées vont s'accoler sur l'ARN viral génomique pour synthétiser une deuxième copie d'ARN complémentaire (anti‐génome)
  • Synthèse d'une autre copie d'ARN génomique à partir de l'ADN complémentaire, etc.
• Virus ARN à polarité négative (-)


  • Encapsident un brin d'ARN génomique complémentaire à l'ARN messager, première étape est la transcription de l'ARN génomique en ARN messager pour être traduit en protéines, transportent avec eux une ARN‐pol ARN‐dépendante
• Virus à ADN (herpes, papillomes‐virus)


  • Tendance à se répliquer au niveau du noyau (machinerie cellulaire et enzymes pour ADN cellulaire)
  • Transcription de l'ADN viral en ARN messager par l'ARN polymérase cellulaire
  • Présence de séquences promoteurs et nucléotidiques sur l'ADN viral qui permettent la transcription par l'ARN polymérase cellulaire (co‐évolution entre virus et cellule pour que l'ARN pol cellulaire puisse reconnaitre et traduire l'ADN viral)
  • Exportation ARN messager synthétisés vers le cytosol pour qu'ils soient traduits en protéines virales par la machinerie de synthèse protéique de la cellule
  • Protéines virales synthétisées vont permettre (avec l'aide des protéines cellulaires) la réplication de l'ADN génomique viral
  • Encapsidation de l'ADN viral nouvellement synthétisé avec les protéines de la capside
• Rétrovirus (VIH‐SIDA)


  • ARN génomique dans la capside qui a pénétré dans la cellule
  • Utilisation d'une phase ADN dans le cycle de multiplication
  • Décapsidation du génome ARN viral dans le cytosol de la cellule
  • Capside virale transporte, en plus du génome viral, des enzymes (transcriptase inverse = ADN polymérase ARN dépendante)
  • Transcriptase inverse : prend une matrice ARN génomique monocaténaire (simple brin) et le copie pour faire une (1) copie d'ADN complémentaire (fonction ADN pol ARN dépendante) et ensuite synthétise un deuxième (2) brin d'ADN complémentaire (fonction ADN pol ADN dépendante) au premier pour former une molécule d'ADN viral double brin
  • ADN génomique viral bicaténaire est transporté au noyau de la cellule
  • Enzyme virale (intégrase) permet l'intégration du génome viral au génome de la cellule (provirus)
  • ADN viral devient une série de gènes intégré dans l'ADN cellulaire (chromosome)
  • Rétrovirus des mammifères : les seuls à devoir absolument intégrer leur génome viral dans le génome de la cellule pour pouvoir se multiplier
  • ARN pol de la cellule traduit l'ADN viral en ARN messager
  • ARN messager seront traduits en protéines virales (intégrase, réverse transcriptase)
  • Encapsidation des certains des ARN messager couvrant la totalité d'ARN viral avec une réverse transcriptase et une intégrase pour donner des nouveaux virus
• Assemblage du virus (encapsidation)


  1. Protéines synthétisées + génome nouvellement répliqué

  2. Interaction entre acide nucléique viral et protéines pour former la capside
• Relâche des virus nouvellement formés (relargage)


  Lyse des cellules hôtes
• Bourgeonnement d'un virus enveloppé


  1. Acquisition d'une enveloppe lipidique

  2. L'inverse de la fusion

  3. Glycoprotéines de l'enveloppe virale se retrouvent à la surface de la membrane de la cellule hôte (insérés dans la membrane cytoplasmique)

  4. Acide nucléique viral + protéines de la capside (nucléocapside) assemblés à l'intérieur de la cellule

  5. Interaction entre protéines de la capside avec les protéines de la capside = bourgeonnement + libération du virus de la cellule
• Membrane cytoplasmique


  Sert de précurseur à l'enveloppe lipidique du virus (chargés négativement)
• Effet de l'infection virale sur les cellules

  Utilisent les fonctions cellulaires à leur avantage
• Susceptibilité


  Présence du récepteur cellulaire capable de fixer le virus
• Permissivité


  Permet la multiplication du virus
• Virus cytolytique (lyse cellulaire)


  • Stratégie la plus simple et la plus souvante
  • Destruction des cellules infectées
  • Mécanismes divers : inhibition synthèse protéique, modification des protéines de la membrane cytoplasmique, destruction +/‐ complète de la membrane cytoplasmique
• Infection persistante


  · Les cellules survivent

  · Le virus se multiplie

  · Virus peuvent être relâchés tout au long de l’infection ou lors d’une phase lytique plus tard

  · Influence de type cellulaire, c.a.d. le même virus peut être cytolytique dans un type de cellule et faire une infection persistante dans une autre

  · Co-évolution virus-cellule (si infection à long terme; cellule essaye de résister au virus pendant que le virus essayer de s’adapter graduellement)
• Transformation cellulaire


  • Une forme d'infection persistante
  • Entraine des changements dans la cellule sans nécessairement la tuer (ex. modification des propriétés de croissance des cellules par les virus transforme la cellule en cellule cancéreuse bénéfice pour la cellule, mais pas pour l'organisme)
• Modes de transmission de l'infection virale chez l'être humain

  • Respiratoire
  • Oral (gastro‐intestinal, voie oro‐fécale)
  • Contact sexuel
  • Sang
  • Insectes (arthropodes)
  • Morsures d'animaux (virus de la rage)
• Sites de pathologie produite (infection) (pas nécessairement au niveau d'entrée du virus)


  • Système nerveux
  • Nez et gorge
  • Poumons
  • Intestins
  • Système reproducteur
  • Embryon
  • Foie
• Personnes vulnérables aux infections virales


  • Personnes âgées
  • Immunosupprimés
• Rage


  Entrée par morsures d'animaux, pas de traitement connu (prévention possible)
• Infections virales des voies respiratoires supérieures

  • Rhinovirus
  • Influenza
  • Coronavirus
• Infections virales des poumons

  • Influenza
  • Coronavirus
• Infections virales des intestins

  • Rotavirus
  • Virus Norwalk (norovirus)