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EN VIROLOGIE
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Nombreux sont les sites Internet consacrés aux sciences. Plus rares sont ceux consacrés à la virologie, et , parmi eux, plus rares encore sont ceux disponibles en français. "Récentes perspectives en virologie" veut, dans la mesure du possible, combler cette lacune en faisant état chaque mois des tous derniers travaux dans divers champs de la virologie tant fondamentale qu'appliquée.
De septembre à avril, le site sera constamment complété et mis à jour, aussi les lectrices et lecteurs intéressés sont-ils avisés de le consulter régulièrement au moins sur une base hebdomadaire.
Jean Robin, Ph.D.
DANS CE NUMÉRO DE RÉCENTES PERSPECTIVES EN VIROLOGIE
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1- STRUCTURE ET PROPRIÉTÉS DES VIRUS
Des chercheurs français réactivent in vitro un rétrovirus endogène
Utilisation de la spectroscopie Raman pour la détection des virus
3- ATTACHEMENT ET INTERNALISATION DES VIRUS
4- TRANSPORT INTRACYTOPLASMIQUE
7- MORPHOGÉNÈSE ET SYNTHÈSE IN VITRO
8- RELARGAGE
10-ONCOGÉNÈSE
11- INFECTION ET IMMUNITÉ
Les chercheurs découvrent le mécanisme principal de pathogénicité des virus mortels Ebola et Marburg
Polio : une éradication encore inachevée
Les nouvelles maladies infectieuses virales et l'écologie
Traitement du VIH SIDA : essais humains prometteurs d'une thérapie génique
Modélisation spatio-temporelle d'épidémies de grippe
Une équipe canadienne propose un nouveau moyen de lutte contre les virus de la grippe >
La radioimmunothérapie: une nouvelle arme contre le VIH?
Identification d'ue nouvelle souche de la grippe aviaire de type H5N1
La photocatalyse: une technique prometteuse pour détruire les virus >
Détection des virus: mise au point d'une puce à ADN basée sur une approche simplifiée
1- STRUCTURE ET PROPRIÉTÉS DES VIRUS
Les virus du polyome ne sont pas, comme on le croyait, de bons marqueurs de la migration des populations humaines
L'évolution moléculaire est un processus historique au cours duquel l'ADN accumule des changements (mutations) générés par des événements aléatoires entraînant des modifications de propriétés de l'organisme qui, si elles sont favorables, seront fixés par des processus sélectifs.
Étant donné qu'il est transmis uniquement de mère à enfant, le virus du polyome est un virus à ADN qui a dû co-évoluer avec ses hôtes depuis plusieurs millions d'années. Ainsi donc la diversité génétique observée parmi les14 souches de ce virus devrait être liée à la spécificité des réservoirs et à leur distribution géographique. C'est la raison pour laquelle le poliovirus est, depuis longtemps, considéré comme un bon marqueur de la migration des populations humaines.
Ceci est remis en question par des travaux récents qui établissent qu'il existe de grandes différences entre la distribution des souches du virus du polyome et celle des populations humaines.
Les chercheurs ont analysé 333 séquences génétiques du virus JCV (polyomavirus nommé d'après les initiales du patient chez lequel il a été isolé en 1971) et ont reconstruit leur histoire évolutionnaire. Ils ont alors comparé cette histoire à celle des populations humaines, basée sur les données de l'analyse de l'ADN mitochondrial. Si le virus avait coexisté avec les humains depuis que ceux-ci formaient une unique population, et s'il avait été strictement passé de mère à enfant, on aurait dû s'attendre à ce que, alors que la population originelle éclatait, par migrations, en groupes géographiquement isolés, les lignées de virus auraient dû diverger aussi.
Or, bien que les données révèlent, tant chez le virus que chez l'humain, un processus historique marqué par une longue période de stabilité démographique suivie d'une augmentation rapide de population, il n'y a pas de synchronie entre ces deux phases chez l'humain et chez le virus. En effet, tandis que les populations humaines ont commencé à diverger et à augmenter considérablement il y a environ 50.000 ans, les populations virales, elles, ne se sont diversifiées et n'ont augmenté que pendant les dernières cent années.
En outre, les scientifiques ont découvert plusieurs exemples de groupes de population hébergeant un sous-type viral typiquement lié à un groupe de virus appartenant à un autre groupe humain. Par exemple on trouve des virus du sous-type japonais et coréen dans le groupe viral européen. Ceci est incongru, car, si le virus avait strictement été transmis de mère à enfant, on aurait dû constater un regroupement géographique de ses sous-types.
Référence - Laura A. Shackelton, Andrew Rambaut, Oliver G. Pybus, and Edward C. Holmes. JC Virus Evolution and Its Association with Human Populations. J. Virol. 2006 80: 9928-9933
Des chercheurs français
réactivent in vitro un rétrovirus
endogène
L'ADN des vertébrés contient de très nombreux génomes apparentés ou identiques à ceux des rétrovirus. L'on parle alors de rétrovirus endogènes ou rétrotransposons. Il a été montré, notamment chez la levure et la souris que ces structures peuvent se répliquer de manière autonome par un phénomène strictement intracellulaire -dit de rétrotransposition -, qui conduit à leur amplification et dispersion dans le génome cellulaire. La rétrotransposition, qui comprend la transcription réverse d'un intermédiaire ARN suivie de l'intégration de la copie ADNc néosynthétisée dans un locus chromosomique, apparaît très similaire au cycle réplicatif des rétrovirus, si ce n'est que ce dernier comporte une phase extracellulaire obligatoire. Alors que la plupart des rétrovirus sont pathogènes, la pathogénicité des rétrovirus endogènes n'est que rarement clairement démontrée. On pense que ces séquences sont des résidus d'infections survenues il y a des dizaines de millions d'années.
Des chercheurs sont parvenus à réactiver le rétrovirus endogène humain K (HERV-K). Pour ce faire, ils ont isolé des éléments HERV-K (HML2), en ont déterminé la séquence, puis ont construit un nouveau rétrovirus, appelé Phoenix comme l'animal mythique qui renaît de ses cendres, en provoquant des mutations aptes à lui permettre de nouveau reprendre son cycle réplicatif. Phoenix a ainsi pu se répliquer dans des cultures de cellules de mammifères. La production virale a été très faible, vraisemblablement parce que les cellules hôtes possèdent des mécanismes de résistance.
Le premier rétrovirus endogène humain a été isolé en 1981 et plus de vingt familles de HERV ont depuis été identifiées. On soupçonne ces rétrovirus endogènes de participer au déclenchement ou au développement de certaines maladies, notamment des tumeurs cancéreuses ou des maladies auto-immunes. La reconstitution de Phœnix devrait aider à comprendre le rôle encore mal connu des HERV chez l'homme.
Référence - Marie Dewannieux, ... and Thierry Heidmann.
Identification of an infectious progenitor for the
multiple-copy HERV-K human endogenous retroelements. Genome
Res. Article published online before print. October 31,
2006.
Étude par
résonance magnétique nucléaire des
constituants des canaux ioniques de la membrane du virus de
l'influenza
La compréhension du mode de fonctionnement des membranes biologiques qui entourent les virus implique une description moléculaire de la structure de leurs différents constituants (lipides, protéines). La présence de lipides rend la purification et l'étude structurale des protéines membranaires particulièrement difficiles. Il devient donc essentiel de développer de nouveaux outils permettant d'étudier leur structure et leur fonction.
Un groupe de recherche a utilisé la méthode de résonance magnétique nucléaire (RNM) pour l'analyse structurale fine des constituants des canaux ioniques de la membrane du virus de l'influenza (canaux ioniques M2).
Il faut rappeler que les canaux ioniques insérés dans les membranes biologiques sont constitués d'un assemblage de molécules protéiques formant une sorte de tunnel qui traverse les membranes cellulaires et permettent à certains ions (principalement des ions sodium, potassium, calcium et chlorure) d'entrer ou sortir. Ces ions sont essentiels au maintien et à la fonctionnalité des particules virales. Ils sont également nécessaires lors de la libération des particules ribonucléiques dans le cytosol.
La découverte, faite par l'équipe, que la pronation de résidus histidine est au cœur du fonctionnement des canaux ioniques du virus de l'influenza devrait déboucher sur la mise au point d'antiviraux qui les inhibent. Elle devrait également permettre de comprendre certains phénomènes, notamment pourquoi certains inhibiteurs de canaux ioniques déjà existants (ex: amantadine) nuisent au cycle de réplication du virus d'influenza A, mais sont inefficaces contre ceux de type B.
Référence - Jun Hu, … and Timothy
A. Cross. Histidines, heart of the hydrogen ion channel from
influenza A virus: Toward an understanding of conductance
and proton selectivity. PNAS 2006 103:
6865-6870.
Utilisation de la spectroscopie
Raman pour la détection des virus
Surtout utilisée en chimie et en minéralogie, la technique de spectroscopie Raman permet de connaître les structures chimique et moléculaire d'un échantillon en trois dimensions. Pour ce faire, on soumet l'échantillon à un rayonnement Laser. La majeure partie du faisceau lumineux est transmise dans le matériau, et une mineure partie diffusée. Par analyse de la lumière diffusée, et détection de pics à certaines longueurs d'onde (distinctes de la longueur d'onde du faisceau incident), on peut déduire la composition chimique de l'échantillon.
La méthode devrait donc permettre de détecter les acides nucléiques des virus grâce à leur spectre Raman. Malheureusement, en pratique celui-ci s'est révélé extrêmement faible au point d'être indétectable. Une équipe de recherche vient de réussir à l'amplifier ouvrant ainsi la voie à la détection des virus.
Pour ce faire, les scientifiques ont disposé des rangées de nanofilaments argentés 10.000 fois plus fins que la largeur des cheveux humains sur les plaques en verre qui contiennent l'échantillon à examiner. Puis, comme on le fait pour une antenne de TV afin d'obtenir la meilleure réception, ils ont essayé plusieurs angles jusqu'à ce qu'ils constatent que le signal était amplifié de façon optimale quand les nanofilaments étaient disposés à angles de 86 degrés. Le facteur d'amplification a été si extraordinaire que les chercheurs ont pu détecter une particule simple de virus et également discerner des sous-types viraux provenant de mutations par insertions ou suppressions de gène.
Cette spécificité de la méthode en fait un excellent outil diagnostique, tout autant qu'un moyen précieux pour des études épidémiologiques (origine et évolution des souches virales pendant une épidémie). Par ailleurs, la technologie ainsi à l'œuvre est bon marché et facile à mettre en application.
Référence - Shanmukh, S.; Jones,
L.; Driskell, J.; Zhao, Y.; Dluhy, R.; Tripp, R. A.. Rapid
and Sensitive Detection of Respiratory Virus Molecular
Signatures Using a Silver Nanorod Array SERS Substrate. Nano
Lett.; (Letter); 2006; 6(11); 2630-2636.
2- CLASSIFICATION DES
VIRUS
3- ATTACHEMENT ET
INTERNALISATION DES VIRUS
4- TRANSPORT
INTRACYTOPLASMIQUE
7 -
MORPHOGÉNÈSE ET SYNTHÈSE IN
VITRO
8-
RELARGAGE
10- ONCOGÉNÈSE
Des chercheurs canadiens utilisent un virus génétiquement modifié pour atteindre et détruire les cellules cancéreuses du glioblastome
Certains virus à l'étude, désignés virus oncolytiques, possèdent une propriété unique en son genre, celle d'infecter les cellules tumorales et de les détruire. Les thérapies virales oncolytiques sont un type de traitement exploitant les propriétés de tels virus pour combattre les cellules cancéreuses. Elles font l'objet d'essais limités à l'échelle mondiale.
Étant donné que les virus oncolytiques ne s'attaquent qu'aux tumeurs et ne touchent pas les tissus normaux sains, les virothérapies pourraient être beaucoup moins désagréables et dangereuses pour le patient que les traitements actuels par radiothérapie et chimiothérapie. Leur mise au point présente donc un très grand intérêt.
Le glioblastome est une tumeur maligne du cerveau pour laquelle il n'existe aucune cure ni chirurgicale, ni radio-chimiothérapique. Toutefois, des résultats, qui viennent d'être obtenus, montrent qu'une thérapie virale oncolytique pourrait apporter un nouvel espoir.
En effet, des chercheurs canadiens ont utilisé un virus, en l'occurrence le virus de la stomatite vésiculaire (VSV) connu pour ses propriétés oncolytiques, pour atteindre des cellules cancéreuses tout en évitant d'infecter les cellules saines.
Les scientifiques ont d'abord modifié le VSV en changeant un de ses gènes afin de le rendre moins dangereux pour les cellules normales tout en maintenant sa capacité de détruire les cellules cancéreuses. Ils l'ont ensuite injecté par voie intraveineuse et non directement dans la tumeur, de façon à pouvoir mieux cibler la tumeur principale et les cellules tumorales présentes dans le sang (métastases). La recherche a été menée sur des souris ainsi que sur des échantillons de tumeur prélevés chez des patients souffrant d'une forme agressive de glioblastome.
Dans le cas des animaux, l'injection du VSV génétiquement modifié a été suivie d'une régression marquée des tumeurs, sans signe, par ailleurs, de toxicité. Le virus a donc pu franchir la barrière hémato-encéphalique, ce que ne peuvent faire les divers agents chimiothérapiques
Quant aux 14 souches cellulaires du gliome malin testées, toutes ont pu être infectées et enrayées. En revanche, les souches cellulaires normales n'ont pas été infectées.
Cette méthode pourrait ouvrir la voie à la mise au point de traitements viraux hautement sélectifs contre le glioblastome.
Référence - XueQing Lun, … and Peter A.
Forsyth. Effects of Intravenously Administered Recombinant
Vesicular Stomatitis Virus (VSV) on Multifocal and Invasive
Gliomas. J Natl Cancer Inst 2006; 98:
1546-1557
11- INFECTION ET
IMMUNITÉ
Une étude récente peut avoir de grandes répercussions sur les modalités de surveillance des virus Influenza
Le virus de l'influenza change constamment au niveau des protéines internes, mais surtout de ses protéines de surface : hémagglutinine (H) et neuraminidase (N). On observe 16 sous types d'H et 9 de N. Les mutations s'effectuent soit par dérive antigénique, soit par cassure antigénique. Lors de la réplication du virus, une erreur peut survenir sur un fragment de l'acide ribonucléique (ARN). L'erreur est ensuite transcrite et traduite lors des réplications successives de sorte qu'un nouveau virus légèrement différent se forme. Généralement, une seule variation ne suffit pas pour déjouer le système immunitaire, tandis que des erreurs cumulatives permettent une réinfection de l'organisme. Il s'agit de la dérive. Les anticorps sont encore efficaces contre ces simples mutations. Par contre, la cassure antigénique produit un nouvel agent par des modifications plus importantes et plus soudaines dans l'agencement de l'hémagglutinine ou de la neuraminidase, ou encore des deux simultanément. La cassure, ou rupture antigénique, est consécutive à une recombinaison génétique survenant lorsque deux virus différents infectent une même cellule chez un hôte sensible. Lors de la réplication des virus, il se produit des échanges de matériel génétique entre les deux souches virales (recombinaison génétique) créant ainsi un nouvel agent inédit. Ce dernier ne peut être reconnu par le système immunitaire puisqu'il est trop différent des autres virus de la grippe qui ont circulé précédemment.
Quel que soit le mécanisme, lorsqu'un virus différent apparaît il fait face à un environnement dans lequel, confronté à d'autres souches, il devra pouvoir être capable (fitness viral) de se multiplier. IL est alors soumis à des pressions de sélection diverses qui font que, oui ou non, il pourra se répliquer, mais aussi s'adapter à l'hôte développant, par exemple, ses capacités à échapper au système immunitaire de l'hôte et à se maintenir chez l'individu. L'ensemble de ces caractères lui permettra de dominer la compétition avec les autres souches qui infectent l'hôte. Chacune de ces souches possède un fitness différent et, dans la constante compétition pour croître dans le milieu complexe qu'est leur hôte, ce sont finalement les souches, dont l'activité et la stabilité sont maximales dans le contexte du moment, qui sont sélectionnées et deviennent majoritaires dans la population virale, alors que les souches portant des mutations diminuant leur fitness sont éliminées.
C'est donc une conception darwinienne de l'évolution virale qui était le paradigme généralement admis en virologie. De toutes les mutations susceptibles d'intervenr, celle touchant l'Hémagglutinine A (HA) était considérée comme la plus importante, car, pensait-on, ses changements continuels permettait aux souches mutantes d'éluder l'immuno-réaction du nouvel hôte, avec pour résultat l'élimination des souches concurrentes ens une série de successions rapides. On pensait qu'une simple mutation sur la région antigénique de HA était suffisante pour amorcer le phénomène.
Une étude apporte quelques correctifs importants. L'analyse a indiqué que, pour la majeure partie d'une période de dix ans, le virus H3N2 est resté relativement statique eu égard aux modifications mutationnelles de son HA. Pendant ces périodes de stase, son gène HA n'a montré effectivement aucun excès significatif de mutations dans les régions antigéniques identifiés par le système immunitaire. En conséquence, plusieurs souches mutantes se sont accumulées avec des fitness identiques. Aucune, incluant H3N3 n'a réussi à dominer.
Ceci signifiait sans doute que ce n'est pas n'importe quelle mutation dans la région antigénique de Ha qui fait la différence. Celle-ci doit demander la présence de mutations cruciales. C'est ce qui a du se produire avec H3N3 qui , à un moment donné, est sorti de sa période de stase et a dominé les autres souches concurrentes.
Se basant sur leurs résultats, les chercheurs concluent que " la conception commune de l'évolution du virus de la grippe comme un processus sélectif rapide et positif est, à tout le moins, incomplète" Puisque les périodes de stase permettent la prolifération de beaucoup de petits groupes de virus apparentés, dont pourrait provenir la prochaine souche virale dominante, les auteurs proposent que le séquençage d'un plus grand nombre d'isolats représentatifs pourrait être bénéficiable à la surveillance.
Référence - Yuri I. Wolf, Cecile
Viboud, Edward C. Holmes, Eugene V. Koonin and David J.
Lipman. Long intervals of stasis punctuated by bursts of
positive selection in the seasonal evolution of influenza A
virus. Biology Direct 2006, 1:34
doi:10.1186/1745-6150-1-34
Les chercheurs découvrent le
mécanisme principal de pathogénicité
des virus mortels Ebola et Marburg
Les virus d'Ebola et de Marburg composent la famille des filovirus, appellation inspirée de leur forme semblable à celle d'un filament. Ces virus provoquent toujours de la fièvre, mais pas systématiquement des hémorragies. La période d'incubation est de 3 à 21 jours. Elle est suivie de syndromes de type grippal qui peuvent aussi évoquer un paludisme (douleurs musculaires, articulaires ou abdominales ; nausées). La période fébrile est suivie soit d'un rétablissement spontané, soit d'une dégradation rapide de l'état général pendant laquelle les saignements peuvent se produire. Les hémorragies superficielles se manifestent par des signes cutanés : petits vaisseaux qui éclatent sous la peau (pétéchies), ecchymoses, taches cutanées rouge foncé (purpura). Des complications cardio-vasculaires, digestives, neurologiques ou rénales peuvent survenir. Dans les cas les plus graves, le malade meurt d'hémorragies internes, de déshydratation ou de défaillance multiviscérale. La mortalité lors de telles pathologies est généralement supérieure à 10% et peut atteindre 80% (Ebola).
Aujourd'hui, près de trente ans après la découverte du premier membre de la famille des Filoviridae, on ne connaît pas encore les mécanismes moléculaires de la pathogénicité aigüe de ces virus
Un début de réponse vient d'être apporté par une étude qui montre que, dans leur génome constitué d' un ARN monocaténaire (négatif) qui contient sept gènes, l'un de ceux-ci est impliqué dans la synthèse d'une glycoprotéine avec un motif peptidique que l'on retrouve partiellement dans les glycoprotéines immunosuppressives de certains rétrovirus de mammifères (virus de leucémie murine MuLV, et de la leucémie féline FeLV).
Ainsi les filovirus pourraient se maintenir dans leur hôte naturel selon un mécanisme immunosuppresseur.
Référence - K. Yaddanapudi, G. Palacios, J. S. Towner, I. Chen, C. A. Sariol, S. T. Nichol, and W. I. Lipkin. Implication of a retrovirus-like glycoprotein peptide in the immunopathogenesis of Ebola and Marburg viruses. FASEB J. December 2006. Advance Online Publication.
Polio : une éradication encore
inachevée
"Le succès de l'éradication de la poliomyélite dans le monde ne dépend plus que de quatre pays : Afghanistan, Inde, Nigeria et Pakistan", souligne l'OMS. Aucune date pour le grand jour n'est cependant avancée par l'Organisation.
Cette dernière, sans doute instruite par l'échec, insiste sur l'importance de la volonté politique dans le résultat. "L'éradication n'est plus seulement une question technique. Le succès dépend désormais de la volonté politique d'assurer une administration efficace à tous les niveaux afin que tous les enfants reçoivent le vaccin".
C'est d'ailleurs une décision politique des autorités de Kano, un Etat dans le Nord du Nigeria, qui avait compromis voici 3 ans le succès de l'éradication. En 2003 en effet, une organisation confessionnelle musulmane avait suspendu les campagnes de vaccination au nom de risques supposés. Résultat, le nombre de cas était alors reparti à la hausse, 13 pays exempts de polio se trouvant à nouveau contaminés. Beaucoup de temps, d'argent et de vies perdus... Si aujourd'hui la situation s'améliore, l'éradication n'est pas encore en vue. Selon le Comité consultatif sur l'éradication de la poliomyélite, "ces pays mettront plus de 12 mois pour venir à bout de la poliomyélite".
Source: OMS, 12 octobre 2006
http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2006/pr56/fr/index.html
Les nouvelles maladies infectieuses virales et
l'écologie
L'épidémiologie est l'étude des rapports existant entre les maladies et divers facteurs susceptibles d'avoir une influence sur leur fréquence, leur distribution et leur évolution. Quant à l'écologie, c'est l'étude des milieux où vivent les êtres vivants ainsi que les rapports de ces êtres entre eux et avec le milieu
Alors que les frontières et les limites écologiques perdent de l'importance, la compréhension et la prévention des nouvelles maladies infectieuses dépendent du renforcement des rapports entre les professionnels des pays touchés, notamment entre les écologistes, les médecins, les vétérinaires et les épidémiologistes. La division entre l'écologie théorique et l'épidémiologie appliquée s'amenuise et, pour être couronnée de succès, la lutte contre les maladies infectieuses de l'avenir exige de jeter une passerelle entre l'épidémiologie et l'écologie. Plus spécifiquement, il devient nécessaire d'incorporer les méthodes de l'écologie aux études traditionnelles de l'épidémiologie.
Pour répondre à ce besoin, la National Science Foundation (NSF) et les Instituts nationaux de la santé (NIH) ont annoncé le financement de huit projets dans le cadre du programme d'étude de l'écologie des maladies infectieuses (EID), qui en est maintenant à sa septième année d'existence.
L'objectif commun est d'arriver à la compréhension prédictive de l'écologie et des mécanismes biologiques qui régissent les rapports entre les changements environnementaux induits par les humains et la transmission des maladies infectieuses. Les projets interdisciplinaires soutenus par le programme étudieront comment des événements environnementaux à grande échelle -- comme la destruction d'habitats, les invasions biologiques et la pollution, peuvent augmenter, tant chez l'homme que chez l'animal, les risques de maladies virales, parasites et bactériennes.
Source - National Science Foundation:
http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=108141&org=NSF&from=news
Traitement du VIH SIDA : essais humains
prometteurs d'une thérapie
génique
Des travaux qui portaient sur cinq patients dont le virus résistait à d'autres traitements, viennent de montrer que la thérapie génique peut donner des premiers résultats prometteurs, notamment en ce qui concerne leur sécurité et leur faisabilité, dans la lutte contre le virus du sida. Si elle fait ses preuves, cette thérapie permettrait au moins de soigner les patients pour lesquels les traitements antirétroviraux ne sont plus efficaces.
Le principe de la nouvelle thérapie génique est le suivant. L'équipe a, d'abord, mis au point une séquence génétique antisens dirigée contre une protéine de surface du virus de l'immunodéficience humaine (VIH). Cette séquence permet de bloquer l'expression de la protéine. Les chercheurs ont ensuite utilisé un vecteur (VRX496) conçu à partir d'un lentivirus pour intégrer la séquence antisens dans les lymphocytes T (CD4) des patients. Les lymphocytes ont été modifiés en culture avant d'être réinjectés dans le sang de cinq patients, entre juillet 2003 et septembre 2004.
Le suivi des patients a montré que pour trois d'entre eux la charge virale (la quantité de virus dans le sang) a diminué, pour les autres elle est restée stable. La réponse immunitaire des cinq volontaires s'est globalement améliorée. Ceux qui ont été traités il y a trois ans ont toujours des lymphocytes T modifiés en circulation. Fait essentiel: aucun des cinq patients ne souffre pour l'instant d'effets indésirables liés à la thérapie.
Après ces résultats encourageants de la phase 1, les chercheurs vont passer à la phase 2, avec des essais humains auprès d'un plus grand nombre de patients. Toutefois, il faudra encore un certain nombre d'années avant de passer aux essais de phase 3 (destinée à mesurer l'efficacité réelle de la thérapie sur un très grand nombre de patients) , car, étant donné que des problèmes liés au transfert de gène peuvent apparaître parfois au-delà de trois ans, l'innocuité de la méthode doit être évaluée sur une plus longue durée.
Référence - Bruce L. Levine, … and Carl H.
June. Gene transfer in humans using a conditionally
replicating lentiviral vector. PNAS. Published online
November 7, 2006.
La voie ubiquitine-protéasome participe
aux processus fondamentaux de la genèse virale du
syndrome de Kaposi
Le syndrome de Kaposi-Juliusberg (autrefois appelé sarcome de Kaposi) est une infection cutanée constituée de vaisseaux sanguins dilatés qui provoquent des taches ou des nodules pourpres sur la peau. Chez les personnes fortement immunodéprimées, il peut apparaître des localisations aux poumons et au niveau des intestins. La maladie de Kaposi est considérée comme une infection opportuniste, puisqu'elle régresse avec la restauration de l'immunité.
Divers travaux convergent vers une même conclusion : le syndrome de Kaposi serait dû à un virus du groupe herpès dénommé KSHV (Kaposi Sarcoma Herpès Virus) qui pourrait devenir officiellement le HHV8 (Human Herpes Virus 8). Toutefois, on ignorait par quels mécanismes le virus exerce son effet pathogène.
Une équipe de chercheurs propose une hypothèse. Selon elle, le KSHV agirait en détruisant, dans les cellules infectées et grâce à une protéine virale appelée antigène nucléaire (LANA), deux facteurs suppresseurs de tumeurs, les facteurs VHL (Von Heppel Lindau) et p53. Ces deux protéines sont des facteurs qui suppriment les tumeurs en bloquant leur vascularisation. Ils le font en marquant par une étiquette d'ubiquitine le facteur responsable de la vascularisation (facteur HIF-1a) afin de le diriger vers la voie ubiquitine-protéasome qui est le mécanisme principal de dégradation des protéines de toutes les cellules humaines. HIF-1a ainsi marqué est reconnu par le protéasome qui l'élimine en le dégradant sous forme de peptides inactifs. HIF-1a étant ainsi détruit, les tumeurs vascularisées disparaissent.
Parce que la voie ubiquitine-protéasome participe aux processus fondamentaux de la cellule (régulation de la progression du cycle cellulaire et de la réponse immunitaire, contrôle de l'expression des gènes, apoptose ou mort des cellules, …), son détournement par des virus et microorganismes pathogènes de l'homme (induisant la dégradation anormale de protéines humaines) est à la base de plusieurs maladies infectieuses. Il appert que tel est le cas dans le syndrome de Kaposi. Les chercheurs montrent en effet que LANA peut se lier aux facteurs VHL et p53 en les entraînant à leur tour dans la voie ubiquitine-protéasome où ils sont détruits. HIF-1a est alors libre d'exercer son action de nouveau.
Cette recherche ouvre donc la voie à une thérapeutique de syndrome de Kaposi qui serait basée sur l'utilisation d'inhibiteurs de la voie ubiquitine-protéasome.
Référence - Qi-Liang Cai, … and Erle S. Robertson EC5S Ubiquitin Complex Is Recruited by KSHV Latent Antigen LANA for Degradation of the VHL and p53 Tumor Suppressors PLoS Pathogens Vol. 2, No. 10. Publshed on line: october 2006
Article intégral disponible à:
http://pathogens.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.ppat.0020116
Modélisation spatio-temporelle
d'épidémies de grippe
Il est difficile de faire des estimations sur les épidémies saisonnières de grippe pour plusieurs raisons : variations antigéniques d'une saison à l'autre, introduction de souches virales nouvelles, proportions élevées des infections asymptomatiques, et controverse permanente sur les facteurs de transmission. Tous ces paramètres empêchent la modélisation ou la définition d'une épidémie de grippe " standard ". Cependant, puisque même une petite épidémie de grippe peut lourdement grever les services de santé, il serait utile de disposer d'un modèle facile à utiliser pour prédire le cours d'une épidémie.
On sait qu'un modèle est une représentation simplifiée de la réalité. Il repose sur des paradigmes et sur une théorie. Pour les maladies transmissibles, le paradigme central est celui de la contagion inter-humaine. Les nombreuses techniques de modélisation stochastique reposent toutes sur des simulations effectuées sur de puissants calculateurs où l'on peut programmer les contacts entre chaque individu d'une population avec un maximum de précision sur les probabilités de contacts inter-individuels. Ces probabilités ainsi que d'autres paramètres du modèle (durée d'incubation, durée des symptômes, délais de prise en charge par le système de soin) sont souvent variables et les programmes permettent pour chaque simulation de tenir compte de cette variabilité en la modélisant.
En employant de tels modèles informatiques, les scientifiques de MIDAS (Models of Infectious Disease Agent Study) veulent voir comment différents facteurs, comme la contagiosité du virus de la grippe, peuvent changer. Ils espèrent, ainsi, pouvoir déterminer à quelle rapidité le virus pourra se répandre dans les communautés rurales et urbaines. Ils souhaitent également mettre au point des stratégies d'intervention en étudiant comment des mesures telles que la vaccination, la quarantaine, les fermetures d'école, et les restrictions de voyage pourront potentiellement arrêter ou ralentir cette diffusion.
En outre, et en réponse à une demande du Conseil de sécurité nationale de la Maison Blanche, les chercheurs due MIDAS évaluent actuellement l'efficacité de mesures d'endiguement au sein des communautés. Ces mesures incluraient la fermeture des écoles, le confinement des personnes malades et de leur entourage à la maison, la restriction des rassemblements publics, et la distribution de drogues antivirales pour traiter l'infection.
Les chercheurs se proposent de publier leurs résultats dans les mois à venir.
Sources - Pour plus d'information sur le MIDAS et pour des exemples de simulations, voir:
http://www.nigms.nih.gov/Initiatives/MIDAS/
Élucidation de la structure de la
protéine antirétrovirale APOBEC3G: un espoir
pour de nouvelles thérapies anti-SIDA
Il a été découvert, voici trois ans, un mécanisme par lequel nos cellules se protègent des infections rétrovirales comme le VIH. Ce processus met en jeu la protéine APOBEC3G, une désoxycytidine désaminase codée par le génome humain. Elle s'exprime notamment dans les lymphocytes T et dans les macrophages. Au sein des cellules infectées par les rétrovirus, APOBEC3G est incorporé dans les particules virales. Quand le virus commence à synthétiser son ADN dans la cellule, l'enzyme entre alors en jeu. D'une part, elle empêche en partie la synthèse de l'ADN viral ; d'autre part, elle transforme certaines cytosines de cet ADN nouvellement synthétisé en uraciles: cette dernière activité conduit à l'introduction de mutations létales dans le génome des particules virales en formation. Plus précisément, le matériel viral hypermuté subira ensuite deux destinées. Il sera reconnu par les enzymes cellulaires d'excision-réparation de l'ADN, et une partie sera clivée et dégradée, avant même l'intégration dans le génome de la cellule. Une partie des provirus échappe cependant à la dégradation, et, si la transcription inverse est complète, s'intègrera dans l'ADN cellulaire. Le taux très élevé de mutations empêchera alors la synthèse de protéines virales fonctionnelles, et le cycle viral sera arrêté.
Malheureusement le VIH a développé, via le gène vif, une parade pour contrecarrer l'activité antivirale d'APOBEC3G. En présence de Vif, les niveaux cellulaires d'APOBEC3G sont fortement réduits. Vif se fixe directement à APOBEC3G et entraîne sa dégradation
La mise en avant du rôle de la protéine Vif face aux vertus protectrices d'APOBEC3G ouvrait sur un nouveau champ de recherche thérapeutique où les moyens d'empêcher l'action de Vif devaient être étudiés
Un progrès décisif vient d'être accompli dans cette direction. En effet, une équipe de chercheurs vient, à l'aide de la technique de cristallographie aux rayons X, d'élucider la structure moléculaire de la protéine APOBEC3G.
L'étude montre que la protéine antivirale peut être retrouvée dans les cellules humaines sous deux formes distinctes : une première active caractérisée par une poids moléculaire assez faible et une seconde inactive et plutôt lourde correspondant à un complexe hétérogène comprenant non seulement des molécules d'APOBEC3G, mais aussi des ribonucléotides. Ceci laisse supposer que le gène vif inactiverait APOBEC3G en déréglant la synthèse protéique de telle façon que des ARN messagers seraient synthétisés en excès et se fixeraient alors sur la protéine antivirale en la rendant inactive.
Le modèle structural obtenu pour la forme active explique comment celle-ci peut exercer son action sur l'ADN viral et comment la fixation des ARN messagers perturbe le mécanisme.
Ces résultats ouvrent la voie à la recherche de molécules qui pourraient empêcher la fixation des ARN messagers à la forme active de APOBEC3G ou encore seraient capables de " dissoudre " les ribonucléoprotéines dans les lymphocytes activés.
Référence -
Joseph
E. Wedekind, … Harold C. Smith. Nanostructures of APOBEC3G
support a hierarchical assembly model of high molecular mass
ribonucleoprotein particles from dimeric subunits. J. Biol.
Chem., Oct 2006
Des chercheurs identifient deux mutations
génétiques susceptibles de faciliter la
transmission du H5N1 à l'humain
Parasites incapables de se reproduire seuls, les virus de la grippe humaine ou aviaire doivent pénétrer dans une cellule, pour détourner la machine cellulaire à leur profil et fabriquer de nouveaux virus qui propagent l'infection.
Pour pénétrer ainsi dans une cellule, les virus ont besoin de se lier à des molécules jouant le rôle de porte d'entrée ou récepteur. Tout dépend alors s'ils ont la bonne clé pour un type de récepteur donné, c'est-à-dire la configuration adaptée pour que cette liaison chimique puisse se faire. Une telle clé est l'hémaglutinine qui, présente à la surface des particules virales, leur permet, grâce à sa conformation spatiale, de se fixer sur la cellule pour, ensuite, pouvoir l'infecter.
En ce qui concerne les virus H5N1 de la grippe aviaire, ceux-ci, dans les rares cas où ils sont transmis de l'oiseau à l'homme, ne peuvent se multiplier efficacement que dans des cellules situées au plus profond de l'appareil respiratoire, dans les alvéoles pulmonaires, où l'homme possède suffisamment de récepteurs adaptés (dit: alpha2,3).
La même équipe, responsable de cette découverte, a voulu savoir quelles mutations seraient nécessaires pour que différentes souches de virus H5N1 deviennent capables de se lier aux mêmes types de récepteurs (dit: alpha2,6) que les virus de la grippe saisonnière humaine.
Pour les identifier, ils ont examiné des virus H5N1 trouvés au Vietnam et en Thaïlande déjà capables de se fixer sur ce type de récepteur. Ils ont constaté deux mutations génétiques sur l'hémagglutinine (la protéine "H" de H5N1) au niveau du site de liaison. Lorsqu'elles sont simultanément présentes, ces mutations clés (en positions 182 et 192) facilitent l'entrée du virus dans les cellules situées en haut de l'appareil respiratoire de l'homme.
Cette découverte pourrait permettre de détecter des virus à potentiel pandémique et ainsi d'activer préventivement les moyens de lutte. Cependant, si les chercheurs décrivent ces mutations comme nécessaires pour rendre le H5N1 contagieux et facilement transmissible d'homme à homme, elles n'y suffisent pas à elles seules, tant s'en faut. Le type et le nombre de mutations nécessaires à cette transformation demeurent inconnus. En particulier, le virus devrait aussi muter pour s'adapter aux cellules de la partie supérieure de l'appareil respiratoire humain - ce dont il est aujourd'hui incapable, puisqu'il n'infecte que des cellules des alvéoles pulmonaires.
Référence - Shinya Yamada, … and Yoshihiro
Kawaoka. Haemagglutinin mutations responsible for the
binding of H5N1 influenza A viruses to human-type receptors.
Nature 444, 378 - 382 (16 Nov 2006)
Une équipe canadienne propose un nouveau
moyen de lutte contre les virus de la grippe
Même sans pandémie, la grippe peut causer des milliers de décès chaque année. Une des difficultés dans la lutte contre la grippe est la vitesse avec laquelle le virus mute, acquérant ainsi une résistance aux traitements existants et échappant à l'immunité qu'acquièrent les individus qui y ont été exposés.
La Dre Yan Zhou, de l'Université de la Saskatchewan, a décidé de procéder autrement pour lutter contre la grippe. Elle s'est concentrée non pas sur le virus, mais sur la cellule hôte, et plus précisément sur une voie de signalisation essentielle à la réplication et à la propagation du virus. Sans cette fonction cellulaire, ces processus deviendraient plus difficiles pour le virus, quelle que soit sa souche.
Sa recherche vient de porter ses premiers fruits. En effet, elle vient de faire une découverte qui pourrait déboucher sur une nouvelle façon de neutraliser le virus à l'intérieur même des cellules du corps humain.
Concrètement, il était connu depuis un certain temps qu'il existe au sein des cellules infectées par le virus de l'influenza, une protéine, la protéine NS1, qui régule les fonctions cellulaires durant l'infection. On pensait qu'elle joue un rôle dans la virulence en annulant l'expression des gènes antiviraux dans les cellules hôtes. L'équipe canadienne propose, elle, un mode d'action différent: NS1 activerait le processus d'assemblage du virus.
Les chercheurs vont maintenant préciser quelles sont, plus exactement, les processus d'assemblage visés par NS1 afin de pouvoir, éventuellement, inactiver celle-ci. par des drogues antivirales spécifiques. Dès lors, le virus de la grippe pourrait encore être présent dans l'organisme, mais comme il ne pourrait plus être assemblé, il ne pourrait plus rendre malade, ni être contagieux.
Toutefois, une telle réalisation pourrait prendre encore plusieurs années.
Référence - Un article doit être publié dans le numéro de janvier 2007 du Journal of General Virology.
En attendant, on peut consulter le site des nouvelles de l'Université de la Saskatchewan:
http://announcements.usask.ca/news/archive/2006/11/u_of_s_vido_tea.html#more
Une équipe précise les conditions
dans lesquelles devrait se faire la recherche de
molécules inhibitrices de la protéinase du
SRAS
Il n'y a pour l'instant aucun consensus sur le fait que des drogues antivirales se soient avérées efficaces dans le traitement contre le SRAS ou contre n'importe quelle infection par un coronavirus. Aucun vaccin n'a encore été développé contre le SRAS. Cependant, de nouvelles drogues visant spécifiquement ce virus sont en cours de développement. Une cible de ces drogues pourrait être la Proteinase (3CLpro) dont la structure a récemment été déterminée. Une équipe de chercheurs vient de montrer comment une telle chose pourrait être possible.
Des études précédentes avaient indiqué que la protéinase est inactive quand elle est sous forme de molécules simples (monomères). Mais, quand les monomères se lient ensemble pour former un dimère, l'enzyme devient active et peut jouer son rôle dans la reproduction du virus du SRAS. Déterminer la constante de dissociation, c'est-à-dire la concentration à laquelle les différentes molécules de protéinase forment ainsi les dimères actifs, constituait un objectif majeur, car la connaître devait permettre aux chercheurs d'élaborer des drogues anti-SRAS plus efficaces en s'assurant que la protéinase utilisée dans les essais est sous sa forme active.
Jusqu'ici les valeurs obtenues variaient par un facteur de 650000, ce qui était proprement inutilisable. Les scientifiques, en utilisant trois techniques différentes (diffusion aux rayons X, réticulation chimique et cinétique enzymatique) viennent maintenant d'obtenir des valeurs presque identiques de cette concentration. Maintenant que cette valeur cruciale a été précisée plus étroitement, les chercheurs peuvent se concentrer de façon plus efficace sur la recherche de composés qui peuvent se lier à la forme active de l'enzyme.
Référence - Graziano, V.; McGrath, W. J.;
Yang, L.; Mangel, W. F.. SARS CoV Main Proteinase: The
Monomer-Dimer Equilibrium Dissociation Constant.
Biochemistry; published online on November 17,
2006.
VIH
La radioimmunothérapie: une nouvelle arme contre le VIH?
La radioimmunothérapie est une méthode qui consiste à injecter au malade des antibiotiques auxquels sont fixées des substances radioactives. Les antibiotiques ainsi marqués, parce qu'ils sont capables de reconnaître certaines molécules caractéristiques des cellules cancéreuses, s'y fixent. La tumeur devient ainsi radioactive et, en fonction de la nature de l'atome radioactif utilisé et de la quantité de radioactivité injectée, émet un rayonnement qui a la propriété d'irradier les cellules tumorales voisines dans un rayon de quelques millimètres à partir de la source d'émission et de les détruire.
Par sa sélectivité, la radioimmunothérapie contraste avec les chimiothérapies ou radiothérapies usuelles, qui détruisent passablement de tissus sains et qui entraînent des effets indésirables importants : vomissements, diarrhée, perte d'appétit, fatigue ou chute de cheveux.
Une équipe de chercheurs a eu l'idée d'utiliser la radioimmunothérapie contre les virus, en l'occurrence, le VIH, le virus du SIDA.
Le principe est le suivant. Les cellules infectées par le VIH (lymphocytes T) ont, à leur surface, des molécules appelées antigènes viraux. Ceux-ci peuvent être reconnus sélectivement par des anticorps spécifiques. On fixe sur ces derniers un ou plusieurs atomes radioactifs avant de les injecter, par voie intraveineuse, à des souris atteintes par le virus du SIDA . On utilise comme contrôles des animaux infectés auxquels on injecte les mêmes anticorps, mais non radioactifs. On évalue alors, dans l'organisme des animaux, la destruction sélective des cellules infectées. Puisque, comme on l'a dit plus haut, l'efficacité de la technique est fonction de la nature de l'atome radioactif utilisé et de la quantité de radioactivité injectée, plusieurs isotopes vont être essayés à des doses différentes.
Les résultats d'une telle expérience, dans laquelle deux anticorps d'origine différente ont été marqués par deux isotopes différents, montrent que, par rapport aux animaux contrôle, la radioimunothérapie s'avère très efficace pour détruire efficacement et sélectivement (les autres cellules sanguines sont préservées) les lymphocytes infectés par le VIH. La nature des anticorps ne fait aucune différence, mais pas celle des isotopes, le bismuth-213 s'avérant plus efficace que le rhenium-188. Comme prévu, l'efficacité est proportionnelle à la quantité d'anticorps radioactif injecté.
Ces résultats soutiennent l'idée que la radioimmunothérapie pourrait être efficace contre le VIH/SIDA. C'est une nouvelle encourageante pour deux raisons. D'abord, parce que le VIH est un adversaire redoutable qui doit être combattu par le plus grand nombre de méthodes possibles. Ensuite, parce que la méthode basée sur l'irradiation a des chances de détruire totalement le VIH et, ce, d'autant plus qu'elle sera appliquée précocement dans l'évolution de la maladie.
Référence - Dadachova E, Patel MC, Toussi S, Apostolidis C, Morgenstern A, et al. (2006) Targeted killing of virally infected cells by radiolabeled antibodies to viral proteins. PLOS Med 3(11): e427.
Disponible en ligne à:
http://medicine.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pmed.0030427
Identification d'ue nouvelle souche de la grippe aviaire de type H5N1
Depuis 2003, le H5N1 a fait 151 morts dans le monde, essentiellement en Asie, et ravagé les élevages de volailles en Chine et dans plusieurs pays du sud-est asiatique. Plus proche de l'Europe, une Egyptienne est morte à la fin du mois dernier, portant à sept le nombre de personnes décédées après avoir contracté ce virus en Egypte.
Voici maintenant que des chercheurs à Hong Kong et aux Etats-Unis ont identifié une nouvelle souche du virus H5N1, dite virus H5N1 de type "Fujian", qui risque de provoquer une extension des cas de grippe aviaire en Asie du Sud-Est et en Eurasie.
Le H5N1 "Fujian" semble avoir fait son apparition fin 2005. Chine, Hong-Kong, Laos, puis Malaise et Thaïlande… la propagation a été fulgurante. Selon l'étude, le nouveau germe est même devenu la principale souche de la grippe aviaire dans plusieurs provinces chinoises, infectant volailles et habitants. La plupart des personnes contaminées vivaient à proximité de poulets ou d'autres volailles. La prédominance de ce virus sur une large zone géographique en un court laps de temps constitue, on le voit, un défi aux mesures de contrôle en place.
Il est possible que la nouvelle souche a évolué en résistant aux campagnes de vaccinations lancées pour protéger les volailles des précédents types de virus H5N1. De ce fait, elle pourrait être devenue résistante à ces vaccins qui devront donc être complétés par de nouveaux. L'OMS travaille dans ce sens avec le ministère chinois de la Santé.
Il est à noter que, comme dans le cas de la souche H5N1 précédente, si le nouveau virus a infecté des personnes, il n'y aucune preuve qu'elle puisse se transmettre facilement d'un individu à l'autre. La mutation tant redoutée vers un virus transmissible d'homme à homme ne semble pas avoir eu lieu et, ainsi donc et jusqu'à preuve du contraire, la nouvelle souche ne signifie pas un risque accru pour l'homme.
Référence -
G.J.D.
Smith, … and Y. Yang. Emergence and predominance of an H5N1
influenza variant in China. PNAS published Online October
30, 2006.
Le port du préservatif protège la
partenaire contre le papillome humain responsable du cancer
cervical
A l'origine, le préservatif était vendu comme moyen contraceptif. Toutefois, plus que jamais, il constitue aujourd'hui un moyen extrêmement important de sauver des vies et de protéger la santé. En effet, utilisé à chaque relation et de façon adéquate, le préservatif en latex protège contre la possibilité de contracter ou de transmettre une ou des infections transmises sexuellement (ITS) - y compris le VIH.
Toutefois, dans le cas du virus du papillome humain, ou VPH, on craignait que le port du préservatif n'offre pas une protection totale, puisque le virus peut se trouver sur des régions de la peau (entre le scrotum et le périnée) autres que celles appartenant au pénis. On pensait aussi que la très petite taille des particules virales pourrait leur permette de traverser la membrane de latex. Ceci était d'autant plus ennuyeux que certains types de VPH peuvent être la cause de la dysplasie cervicale qui, si on ne la traite pas, peut dégénérer en cancer du col utérin.
Pour la première fois, les scientifiques viennent d'apporter la preuve que les préservatifs offrent aux femmes une protection impressionnante contre le cancer cervical. En effet, leur étude, qui a durée trois ans et a porté sur des étudiantes d'université originellement vierges, a constaté que ces femmes, quand elles se sont engagées dans des relations sexuelles, ont été très différemment infectées par le VPH, selon que leurs partenaires s'étaient oui ou non toujours protégés pendant les relations. Dans le cas de relations protégées, il y avait 70% moins d'infection par le VPH que dans les autres.
Référence -
Winer R.
L., … Koutsky L. A.. Condom use and the risk of Genital
Human papilloma virus infection in young women. N Engl J Med
2006; 354:2645-2654, Jun 22, 2006.
La photocatalyse: une technique prometteuse
pour détruire les virus
On s'intéresse de plus en plus à la création de textiles fonctionnels par la fixation de molécules biocides sur des fibres. Des activités bactériostatiques ou bactéricides permanentes et résistantes au lavage ont été obtenues dans des conditions de mise en œuvre classiques pour l'industrie textile. C'est ainsi que les tissus bactéricides sont de plus en plus en vogue, notamment pour la literie en milieu hospitalier.
Voici maintenant que les premiers tissus virocides voient le jour. Ils ont été mis au point par la firme U.S. Research Triangle Park-based start-up LaamScience, Inc. en collaboration avec des chercheurs de la "North Carolina State University College of Textiles" et de l' "Emory University School of Medicine".
Le principe consiste à éclairer un support (substrat) recouvert d'une fine pellicule d'un colorant avec une source de lumière émettant des ultra violets (cas de la lumière du jour). Cette configuration entraîne une réaction physico-chimique qui, en libérant des radicaux libres, détruit les germes présents sur les surfaces. Les nouveaux tissus ont, de ce fait, des propriétés à la fois bactériocides et virucides. Ils s'avèrent capables de détruire à 99,99% les virus de la grippe et de la vaccine (proche voisin de la variole).
Les nouveaux matériaux vont être essayés à plus grande échelle en milieu hospitalier (literie, salles d'attente). D'autres applications éventuelles pourraient concerner les transports aériens (filtres) ou la défense civile (masques).
Sources -
Conference Proceedings of the INTC: Surface Modification of Fibers via Graft-Site Amplifiying Polymers. Stephen Michielsen, Georgia Institute of Technology
Physorg.com News:
http://www.physorg.com/news81529406.html
Détection des virus: mise au point d'une
puce à ADN basée sur une approche
simplifiée
Un nouvel outil technologique miniaturisé, baptisé puce à ADN (DNA chip), a récemment attiré l'attention de la communauté scientifique du fait de son immense potentiel en matière de diagnostic biologique, de recherche de mutations génétiques et de développement de nouveaux médicaments. Les secteurs de l'agroalimentaire et de l'environnement devraient également être rapidement concernés.
Née du mariage de la microélectronique, de la biochimie, de la chimie combinatoire, de la biologie moléculaire, de l'informatique et de l'analyse d'image, la puce à ADN ou biopuce, permet d'analyser simultanément plusieurs milliers d'informations génétiques différentes. Grâce à ce nouvel outil, il est possible en parallèle d'identifier, et même de doser, un nombre considérable de séquences d'ADN contenues dans un échantillon biologique (sang, biopsie, mais aussi eau, aliments, etc.).
Le fonctionnement d'une puce à ADN repose sur la réaction d'hybridation, selon laquelle la base A portée par un brin d'ADN s'unit en face, sur l'autre brin, à la base T qui lui est complémentaire. Et réciproquement. Même chose pour les bases C et G. C'est le fondement de la biologie moléculaire et de la génétique.
Lors d'une analyse, on cherche à détecter des fragments de matériel génétique (ADN ou ARN cibles) contenus dans un échantillon biologique. L'ADN à analyser peut être celui des cellules d'un patient ou bien celui d'un microorganisme infectieux.
On va d'abord procéder à la copie en de multiples exemplaires des séquences génétiques recherchées dans cet échantillon. Ce processus d'amplification est nécessaire pour pouvoir disposer du matériel génétique en quantité suffisante en vue de sa détection ultérieure par la puce. Une fois amplifié, l'ADN est marqué (par fluorescence).
Il peut alors être déposé sur la puce. La présence de l'ADN cible dans l'échantillon est révélée par son hybridation avec la sonde qui lui est complémentaire sur la puce.
Il s'agit ensuite, en mesurant la fluorescence, de repérer les sondes qui ont effectivement réagi avec l'ADN marqué contenu dans l'échantillon testé. La lecture de la puce nécessite des méthodes optiques sophistiquées (balayage laser, caméra, etc.), couplées à un traitement informatique de l'image.
Des chercheurs allemands viennent de mettre au point une puce à ADN basée sur une approche simplifiée. La nouvelle puce est composée d'un simple brin d'ADN monocaténaire contenant trois segments. Un (section A) est complémentaire à l'ADN viral, un autre (section C) contient les instructions nécessaires pour synthétiser la DNAzyme, une séquence oligonucléotidique catalytique, et un dernier est la séquence nécessaire (section B) pour l'attachement d'une enzyme qui peut libérer l'ADN polymérase synthétisée du reste de la molécule.
Au cours de l'hybridation, la DNAzyme " s'active " et clive son substrat, un oligonucléotide marqueur conjugué à l'une de ses extrémités à un fluorophore et à l'autre à un suppresseur (" quencher ") . En séparant ces deux molécules, la DNAzyme activée libère le signal fluorescent. Ceci continue indéfiniment en réalisant une amplification du signal.
Les inventeurs de la machine disent qu'elle peut détecter l'ADN du bactériophage M13 à un niveau équivalent à celui d'un sac de sucre dissous dans le lac Michigan.
Référence - Yossi Weizmann … and Itamar Willner. A Virus Spotlighted by an Autonomous DNA Machine. Angewandte Chemie. Volume 45, Issue 44 , Pages 7384 - 7388. Published Online: 11 Oct 2006
On peut aussi consulter:
http://www.nature.com/news/2006/061106/full/061106-19.html
Mise au point d'un test efficace et peu
coûteux pour l'identification rapide des souches du
virus de la grippe
Les scientifiques de l'université du Colorado à Boulder et le CDC viennent de développer un test peu coûteux " basé sur un fragment de gène " issu d'un gène simple du virus grippal qui pourrait permettre à des scientifiques d'identifier rapidement des virus grippaux, y compris ceux de la grippe aviaire du sous type H5N1. Le MChip affiche ses résultats sous forme de taches fluorescentes qui sont automatiquement interprétées par un réseau neuronal conçu pour éliminer l'erreur humaine
Le MChip est basé sur la détextion d'un segment particulier (Matriciel, dit M) du gène viral. Celui-ci, qui donne naissance aux protéines internes virales, subit une mutation moins régulière que les autres gènes, telles ceux des glycoprotéines externes, hémaglutinine et neuraminidase. De ce fait, le MChip reste opérationnel plus longtemps malgré les évolutions virales. En contraste, les autres tests existants doivent être remis à jour fréquemment
Un autre avantage est que le MChip permet de typer précisément en une seule opération les souches virales. En effet, actuellement, le typage doit se faire par caractérisation de l'hémaglutinine et de la neuraminidase du virus et, si on arrive rapidement à identifier l'hémagglutinine, il faut plus de temps pour la neuraminidase.
Les chercheurs ont examiné la capacité du Mchip à identifier 24 isolats H5N1 viraux (provenant d'hôtes humains, félins et aviaires) et à les distinguer de sept isolats non-H5N1. Ils ont pu constater que le " MChip " a fourni des informations complètes sur le type et le sous-type pour 21 des 24 isolats viraux H5N1 et qu'il n'a donné aucun faux-positif.
Les échantillons étudiés couvrent une période de 2003 à 2006 sur plusieurs secteurs géographiques comme le Vietnam, le Nigéria, l'Indonésie et le Kazakhstan.
Le test semble donc être un bon moyen de surveillance clinique des cas grippaux. A noter que les matières premières pour le MChip coutent moins de 10 dollars. Une entreprise privée anonyme est en pourparlers avec l'université du Colorado pour fabriquer le test sous forme commerciale. La vente devra attendre l'approbation de la FDA.
Référence -
Dawson
ED, Moore CL, Smagala JA, et al. MChip: a tool for influenza
surveillance. Anal Chem 2006 Nov
15;78(22):7610-5
November 9-12, 2006. 7th Australasian Plant Virology Workshop. Rottnest Island, Perth, Western Australia.
November 13th - 15th, 2006 - 7th Asian Pacific Medical Virology Meeting - New Dehli, India
November 15-17, 2006 - Shaping and subversion of the immune system by microbes. 6th Louis Pasteur Conference on Infectious Diseases - Institut Pasteur, Paris.
November 17 - 21, 2006 - 2006 International Meeting of the Institute of Human Virology - Hyatt Regency Baltimore. 300 Light Street. Baltimore, MD 21202 -
November 26 - December 2, 2006 - Europic Picornavirus Meeting - Lapland, Finland
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