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VIROLOGIE
FONDAMENTALE
Dengue -
le modèle de facilitation de l'infection
virale par les anticorps (Antibody-Dependant
Enhancement, ADE) est mis à
mal
La dengue ou fièvre dengue
(FD), la plus
fréquente des arboviroses humaines,
transmise par des moustiques du genre Aedes, est
due à 4
sérotypes viraux de la famille des
Flaviviridae (DEN-1 à DEN-4) ne conférant pas
d'immunité croisée entre eux.
Endémo-épidémique dans toutes
les régions tropicales urbaines du globe, la
FD est considérée comme une
maladie émergente
du fait de l'extension spectaculaire de son aire
géographique et de sa
morbidité/mortalité en
hausse depuis ces
cinquante dernières années : on
estime à 100 millions le nombre de cas
annuels, dont 500 000 formes graves causant 30 000
décès.
En dépit de
symptômes bruyants (fièvre
élevée et syndrome algique
marqué), elle est
dans sa forme commune dite fièvre dengue
classique, d'évolution
bénigne avec
retour à l'apyrexie en moins d'une semaine
mais convalescence longue. À
l'opposé, pour des
raisons non encore entièrement
élucidées, l'atteinte virale peut
revêtir un caractère dramatique avec
mise en jeu du pronostic vital : c'est la dengue
hémorragique avec
ou sans syndrome de choc (DHF/DSS)..
Le modèle
prévalent à l'heure actuelle
(hypothèse
d'Halstead), mais encore
controversé, pour expliquer le
développement d'une forme grave de la
maladie est la facilitation de l'infection par les
anticorps (Antibody-Dependant Enhancement,
ADE). On a, en effet,
constaté, dans les pays où circulent
plusieurs types viraux, que les
présentations graves de la Dengue sont
parfois associées à une
deuxième infection (Thaïlande). On a
aussi pensé que le développement de
la dengue hémorragique chez les nourrissons
d'environ 6 mois, serait dû aux anticorps
anti-virus de la dengue transférés de
la-mère à son enfant.
Cette hypothèse n'est
pas universellement acceptée, dans la mesure où des
observations de dengue compliquée sont
constatées chez des patients sans
antécédents d'infection par un autre
type. Par ailleurs, voici que, dans le cas de la transmission
mere-enfant,l'hypothèse de Halstead vient
maintenant d'être mise à mal par les
travaux récents d'une équipe de
recherche.
L'étude
révèle, en effet, que les anticorps maternels contre la dengue
protègent les nourrissons contre
l'éventail complet de la maladie de la
dengue. Elle montre
également que tous
les nourrissons présentant une infection
symptomatique par le virus de la dengue avaient des
anticorps ayant une activité facilitante de
l'infection (Antibody-Dependant Enhancement, ADE)
mesurable, mais elle n'a pu établir aucun
lien entre la quantité d'ADE et le
développement de la dengue
hémorragique.
Ainsi donc, l'hypothèse de Halstead ne peut
être démontrée.
Les auteurs concluent que
"les résultats
devraient inciter à repenser le
modèle actuellement proposé pour
expliquer le développement d'une forme grave
de la maladie , et donc orienter la recherche vers
de nouveaux mécanismes
potentiels".
Référence -
Libraty et
al. A Prospective Nested Case-Control Study of
Dengue in Infants: Rethinking and Refining the
Antibody-Dependent Enhancement Dengue Hemorrhagic
Fever Model. PLoS Medicine, 2009; 6 (10): e1000171
DOI: 10.1371/journal.pmed.1000171
VIH-
Découvertes importantes dans les
mécanismes de relargage des virions par les
cellules infectées
Nous avions fait état
(Récentes
perspectives en virologie - Février
2008) de découvertes importantes sur la
libération par la cellule infectée
des virions VIH,
à savoir que:
- la protéine Vpu du VIH est
nécessaire à un assemblage viral
efficace et au bourgeonnement. Lors de celui-ci,
elle facilite la libération des particules
virales.
- Si Vpu est absente, les
virions restent rattachés, comme
soudés, à la membrane plasmique et ne
sont donc pas libérés pour infecter
des cellules voisines.
- Quand Vpu est
présente, elle séquestre une
protéine induite par l'interféron, la
téthérine, ce qui a pour
résultat qu'un grand nombre de particules
virales peuvent quitter la surface
cellulaire.
On savait donc que
la substance responsable
de la rétention des virions sur la membrane
plasmique en l'absence de Vpu est la
téthérine. Toutefois, on
ne savait pas exactement comment fonctionne cette
dernière pour souder les virions à la
membrane plasmique.
Un grand pas vient
d'être franchi dans cette
direction par une
équipe de recherche qui montre que
la
téthérine possède deux
extrêmités terminales qui lui
permettent respectivement de s'ancrer, d'une part,
dans la membrane cellulaire et, d'autre part, sur
les virions VIH. Les
chercheurs établissent que ces extrêmités fonctionnent
en se liant non aux protéines (cellulaires
ou virales), mais aux lipides présentes dans
la membrane cellulaire et dans l'enveloppe des
virions.
Référence -
David Perez-Caballero, … and Paul D. Bienias.
Tetherin Inhibits HIV-1 Release by Directly
Tethering Virions to Cells. Cell, Volume 139, Issue
3, 499-511, 30 October 2009
La
protéine en doigt de zinc nsp1 du virus du
SRAS est un important facteur de
virulence
La focalisation actuelle des
média sur le virus grippal (A)H1N1 fait
oublier que le SRAS
(syndrome respiratoire aigu
sévère) a
été la première maladie grave
et transmissible à émerger en ce
XXI° siècle. L'épidémie,
partie de Chine fin 2002, a éclaté au
niveau mondial en 2003 faisant plus de 8000 cas et
près de 800 morts. Grâce à une
mobilisation internationale sans
précédent, motivée par
l'alerte mondiale déclenchée le 12
mars 2003 par l'OMS, l'épidémie a pu
être endiguée par des mesures
d'isolement et de quarantaine.
L'agent responsable de la
maladie appelé aujourd'hui SARS-CoV a
été identifié dès la
fin du mois de mars 2003 par culture cellulaire,
microscopie électronique, puis par PCR. Ce
virus n'avait jusqu'alors jamais été
observé chez l'homme. Le SARS-CoV appartient
aux Coronaviridae
qui sont de gros virus (taille variant de 100
à 140 nanomètres) enveloppés
à ARN simple brin positif. Les particules
virales se présentent sous forme de
couronne, d'où l'appellation Coronavirus.
L'enveloppe est recouverte de spicules.
Rien n'indique aujourd'hui que
des souches de virulences différentes
existent et puissent différer dans leur
pouvoir infectant. Cependant, comme cela est
constaté pour d'autres virus,
l'apparition de souches
présentant des caractéristiques
différentes est possible et pourrait
conduire, soit à une augmentation, soit
à une diminution de la
virulence. Ces
éventuelles modifications sont susceptibles
d'avoir des conséquences sur
l'épidémiologie du
SRAS : elles pourraient
ainsi conduire à une extinction de la
maladie, à l'apparition de formes
bénignes ou plus graves, et plus ou moins
épidémiogènes par
l'acquisition ou la perte par mutations de facteurs
de virulence et de transmission. La connaissance des facteurs de virulence du
virus du SRAS est donc essentielle.
On vient de réaliser une
avancée
décisive dans cette direction. En effet, une équipe vient de
montrer que la
sous-unité N-terminal de la réplicase
virale, la protéine 1 non structurale (nsp1)
est un important facteur de
virulence. Les
scientifiques démontrent, en effet, que
nsp1 interfère
avec la synthèse de l'interféron
Beta et, ce, de
deux
façons:
- soit en se liant
à la sous-unité 40s des ribosomes qui
deviennent incapables de lire les ARN messagers
codant pour l'interféron;
- soit en rendant
illisibles ces mêmes ARN messagers par les
ribosomes. snp1 agit, en effet, comme une
protéine à doigt de zinc capable de
se lier aux ARN messagers
Ces travaux pourront
éventuellement mener les chercheurs sur la
piste de nouveaux
médicaments susceptibles de contrer la
virulence des souches du virus SRAS.
Référence -
Wataru Kamitani, Cheng Huang, Krishna Narayanan,
Kumari G Lokugamage, Shinji Makino. A two-pronged
strategy to suppress host protein synthesis by SARS
coronavirus Nsp1 protein. Nature Structural &
Molecular Biology 16, 1134-1140 (18 October 2009)
Progrès décisifs dans la
connaissance de la capside du VIH - Vers de
nouveaux antiviraux
Tout traitement contre
le VIH peut engendrer des
résistances aux antiviraux. Le virus mute et peut ainsi
échapper à ses agresseurs. Il est
alors utile de multiplier
les approches thérapeutiques nouvelles
susceptibles de limiter les résistances
vis-à-vis des traitements
existants.
Parmi celles-ci, on élabore depuis quelques
années un nouveau type de médicament
capable de s'attaquer aux protéines qui
enveloppent le génome du VIH. Il s'agit de la capside,
structure qui entoure et protège les
gènes viraux.
Pour que le virus se
multiplie, la capside doit être
préservée.
C'est pourquoi, tout
médicament s'attaquant à elle
affaiblit considérablement le
virus. Pour
trouver des
molécules remplissant cette
fonction, il est
nécessaire de
connaître avec précision la structure
de la capside elle-même. Or, celle-ci résistait aux
investigations des chercheurs
Ce qu'on savait était que
le VIH est constitué d'une particule
sphérique délimitée par une
membrane à laquelle sont
intégrées des protéines
d'enveloppes. A l'intérieur des virus
infectieux, se trouve un compartiment de forme
conique. Cette structure qui renferme le
génome, la
capside, est formée par environ 250
composés de forme hexagonale,
associés comme à la surface d'un
ballon de football. La
forme générale de l'ensemble n'est
toutefois pas sphérique mais conique.
La structure de cette capside se
présente comme une mosaïque. En effet,
chaque facette ou
hexagone constituant la capside virale est
formée d'un hexamère qui se
présente comme " une fleur sans bouton "
contenant 6 protéines de capside (CA), " ses
pétales ". Enfin
chaque protéine est constituée de 2
domaines, les domaines C-terminal (CTD) et
N-terminal (NTD) reliés entre eux par une
boucle flexible.
Les interactions liant les
protéines entre elles dans les
hexamères sont une cible potentielle pour
une molécule antivirale qui agirait en
empêchant ces assemblages. Le virus ne pourrait plus alors
être actif. Malheureusement, malgré
les efforts des chercheurs, la nature de ces interactions est
resté inconnu. En
effet, comprendre ces interactions nécessite de connaître avec
précision la structure des sous domaines des
molécules protéiques. Or, si on a
découvert facilement la structure des deux
sous-domaines rigides (CTD et NTD), celle du
domaine flexible intermédiaire a
été plus difficile.
Or, voici qu'une équipe
de recherche vient de lever le voile sur cette dernière
question.
En utilisant deux techniques,
à savoir la résonance magnétique
nucléaire et la
cryomicroscopie
électronique, les
chercheurs ont pu déterminer la structure du domaine
flexible intermédiaire permettant les
interactions entre les
hexamères.
Maintenant qu'on
connaît la structure de l'interface
intramoléculaire qui joue le rôle
essentiel dans la stabilisation de la capside et
sont donc des points sensibles de sa structure, on
devrait être à même de
développer de nouveaux
antiviraux.
Référence -
In-Ja L. Byeon … and Angela M. Gronenborn.
Structural Convergence between Cryo-EM and NMR
Reveals Intersubunit Interactions Critical for
HIV-1 Capsid Function. Cell, Volume 139, Issue 4,
780-790, 13 November 2009.
Nouvelles données sur
l'intégration du VIH dans le génome
cellulaire - Vers la mise au point de nouvelles
substances anti-intégrase
Il est bien connu que,
lorsque le VIH-1 infecte
une cellule, son ARN génomique est
copié en ADN double brin par l'ADN
polymérase virale : la transcriptase inverse
ou RT. Cet ADN va alors
migrer vers le
noyau au sein d'un
complexe multiprotéique ou complexe de préintégration
(PIC), et sera ensuite
intégré
dans le génome de la cellule par
l'intégrase
rétrovirale.
Tout récemment et faute
d'avoir pu trouver des
séquences consensus adjacentes au provirus
intégré, le dogme était que
l'intégration se faisait strictement au
hasard. Mais, la connaissance complète du
génome humain a permis d'examiner à
grande échelle les sites
d'intégration. Plusieurs groupes se sont
alors lancés dans l'identification
précise des sites d'intégration du
génome du VIH-1 et ont pu démontrer au contraire un biais
considérable en faveur d'une
intégration dans les régions
transcrites des gènes en
général (par opposition aux
régions non informatives de l'ADN), en
particulier dans ceux stimulés par
l'infection à VIH1. Bien qu'aucune
spécificité de séquence n'ait
été mise en évidence,
la distribution des sites
d'intégration a été
caractérisée comme non
aléatoire, mais comme se faisant
au niveau de gènes
actifs dans la
cellule.
Une équipe de recherche
vient de préciser le tableau en
montrant que les
génomes VIH s'intègrent dans les
régions transcrites à
proximité, et non de façon
contigüe, aux régions de départ
de la transcription.
Plus précisément, l'intégration se fait à une
distance de 1000 nucléotides, soit à
gauche, soit à droite de celles-ci. Il y a
donc des régions où le VIH ne
s'intègre jamais.
Les scientifiques pensent qu'elles doivent
receler une structure qui
empêche cette intégration (peut
être en rendant impossible l'action de
l'intégrase virale) et, donc, que si on
arrivait à la découvrir, on pourrait
donc découvrir des substances anti-VIH qui
viendraient enrichir la panoplie des
anti-intégrases.
Référence - Giordano et al. Cold spots in hot
spots: transcription start sites of active genes
are spared from HIV vector integration :. AIDS,
2009; 23 (18): 2535 DOI:
10.1097/QAD.0b013e3283336432
Visualisation en temps direct de
l'assemblage et du bourgeonnement des particules
VIH à la membrane plasmique de la
cellule
La phase tardive du cycle de
réplication des virus en général, et en
particulier du virus de l'immunodéficience
humaine de type 1 (VIH1),
correspond à une des étapes clés de la
dissémination du virus. Elle correspond à une
étape où l'ensemble des
composants viraux
s'accumule au niveau de la membrane
plasmique pour
donner naissance à
de nouvelles particules virales susceptibles d'infecter d'autres
cellules cibles. Trois
étapes majeures y
sont réalisées parmi lesquelles
l'assemblage, le
bourgeonnement
et la maturation. En
ce qui concerne l'assemblage et le bourgeonnement
à la membrane plasmique, ces
dernières années ont vu
émerger la notion que la protéine Gag, qui forme la coque du virus, est la
seule protéine
virale nécessaire au
déroulement de
ces étapes. Cependant, les détails de cette série
d'événements restaient encore
à être
précisés.
Une équipe de recherche,
grâce aux nouvelles techniques d'imagerie
cellulaire, a pu réussir à
visualiser l'assemblage
et le bourgeonnement des particules du VIH à
la membrane plasmique de la cellule. Plus spécifiquement, les
chercheurs ont utilisé la "technique de marquage à la
protéine fluorescente verte
(GFP)", une
protéine qui, comme son nom l'indique, a la
propriété d'émettre une
fluorescence de couleur verte. Les scientifiques
ont fusionné son
gène in-vitro au gène de la
protéine gag du VIH , puis ont introduit le gène
recombinant dans des cellules qui ont alors
synthétisé la protéine de
fusion gag, alors fluorescente. Ils ont pu alors
l'observer à l'aide d'un microscope à
fluorescence.
Simultanément, les
cellules contenaient 7 autres gènes du VIH
fournissant les protéines nécessaires
à la réplication du
virus.
Pouvant voir constamment les
protéines gag, l'équipe a pu
suivre et photographier
celles-ci en temps réel dans les cellules
où le VIH se répliquait et
préciser de ce fait leurs voies de trafic
intracytoplasmiques. De
plus l'assemblage des
particules virales à la membrane cellulaire
a pu être visualisé, ainsi que leur
relargage dans le milieu
extracellulaire. Le
temps séparant le début de la
maturation des virions à la membrane
plasmique et leur relargage a pu être
estimé à 1,500±700 secondes (25±11
minutes).
Référence -
Ivanchenko et al. Dynamics of HIV-1 Assembly and
Release. PLoS Pathogens, 2009; 5 (11): e1000652
DOI: 10.1371/journal.ppat.1000652
Article disponible en ligne
à:
http://www.plospathogens.org/article/info:doi%2F10.1371%2Fjournal.ppat.1000652
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