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VIROLOGIE
FONDAMENTALE
La
décision lyse/lysogénie repose, chez
le bactériophage lambda, sur une
réponse collective des
virions
On sait que lorsque l'ADN d'un
bactériophage pénètre dans une
bactérie, deux
types de réponses
peuvent se produire:
1) Réponse lytique.
L'ADN du phage (encore
appelé prophage ) prend le contrôle du
métabolisme de la bactérie et induit
la synthèse de ses propres constituants,
protéines et ADN. Ces constituants
s'assemblent et forment de nouveaux phages. La
bactérie éclate.
2) Réponse
lysogénique
L'ADN du phage est
intégré au chromosome
bactérien. Il reste à l'état
de repos, c'est à dire qu'il se
réplique en même temps que l'ADN
bactérien, reste intégré au
chromosome bactérien et ne forme pas de
nouveaux virus. Le métabolisme et la
viabilité des bactéries ne sont pas
modifiés tant que la bactérie reste
dans cet état. Les bactéries à
prophage intégré sont appelées
des bactéries lysogènes. Les phages
qui s'intègrent sont dénommés
phages tempérés.
Les bases
génétiques de la lysogénie
sont étudiées depuis fort
longtemps. Jusqu'ici on
s'accordait pour dire que le choix entre la réponse lytique
et la réponse lysogène (la
décision lyse-lysogénie) reposait sur
chaque phage tempéré. Celui-ci avait la structure
génomique le rendant apte à entrer en
lysogénie et le
mécanisme de choix entre la lyse et la
lysogénie était régulé
par un réseau des gènes connu sous le
nom de commutation moléculaire ("genetic
switch").
Ainsi, par exemple, dans le
cas du
bactériophage lambda, la commutation est centrée
autour d'une région du génome (ADN
bicaténaire) comportant 80 paires de bases
appelée "opérateur droit
(OD). L'opérateur
droit est encadré à sa gauche par le
gène structural du
répresseur de lambda (cI) et, à sa droite, par le
gène structural
d'une autre protéine de régulation ,
appelée Cro.
Lorsque lambda est
à l'état de prophage, c'est à
dire intégré dans le génome
bactérien, le gène du
répresseur (cI) est le seul qui soit
exprimé (avec cII qui est un
régulateur positif de cI). Quand le
bactériophage est engagé dans la
phase de croissance lytique, le gène du
répresseur ne s'exprime pas, mais le
gène Cro, comme de nombreux autres
gènes de lambda, est exprimé. Donc,
quand le gène du répresseur est
exprimé, le gène Cro reste
silencieux, et lorsque le gène Cro
s'exprime, le gène du répresseur
reste silencieux. Cette
décision entre la
transcription du gène du répresseur
et la transcription du gène de la
protéine Cro dépendait, pensait-on,
de nombreux facteurs de
l'hôte (par
exemple de la présence ou de l'absence de
certaines protéines cellulaires). On n'avait
pas envisagé qu'elle puisse aussi
dépendre des
autres bactériophages accompagnant celui qui
va subir la commutation.
Or, c'est précisément ce que les
travaux d'une
équipe de recherche viennent de mettre en
évidence.
Les scientifiques ont, en effet,
montré que, alors
qu'un seul phage lambda infectant conduit à
la mort cellulaire et à la production
virale, l'infection par deux ou plusieurs phages
aboutit à une réponse
lysogénique. Ainsi donc, deux virus se
comportent différemment d'un seul virus,
bien que tous et chacun possèdent le
même circuit de décision
génétique.
Il fallait trouver l'explication.
Selon les chercheurs,
avec un seul virus, Cro
domine et la voie lytique prévaut. Par
contre, si le virus est accompagné d'un
certain nombre de virus co-infectants, il y a un
seuil à partir duquel la boucle de
rétroaction associée à CI
domine, orientant le processus sur la voie
lysogénique
Les virologues pensent que
le " choix " entre les
deux états (l'état lytique et
l'état lysogène) dépend de la
vitesse relative de synthèse des produits
des deux gènes cI et cII et que cette
vitesse est augmentée lorsque plusieurs
phages sont présents..
On le voit donc, lorsque
plusieurs bactériophages lambda infectent
une cellule hôte, ces virions peuvent
prendre une
décision collective différente de
celle qui serait prise
individuellement
Référence - Joshua S. Weitz, Yuriy Mileyko,
Richard I. Joh and Eberhard O. Voit. Collective
Decision Making in Bacterial Viruses. Biophysical
Journal 95:2673-2680 (2008).
Nouvelle et prometteuse méthode de
vaccination contre les virus de la
grippe
Les méthodes de vaccination
antivirales classiques
stimulent le système immunitaire de sorte
que les globules blancs produisent des
anticorps qui se fixent
à la surface des virions et initient leur
destruction. Ceci
fonctionne bien pour de nombreuses maladies, telles
que la variole, la poliomyélite et la
rougeole, mais est beaucoup moins efficace pour la grippe,
étant donné que la surface du virus
de l'influenza est en continuelle
évolution. Ainsi,
la vaccination contre une souche de la grippe, par
exemple H3N2, est totalement inefficace contre un
autre, comme le H5N1. Cela est
particulièrement problématique quand
une nouvelle souche pandémique
apparaît, car tous les vaccins
préexistants sont susceptibles d'être
totalement inefficaces.
Compte tenu de ceci, une
équipe de recherche a passé plus de
deux décennies à rechercher une toute nouvelle
méthode de vaccination. Celle-ci repose sur l'utilisation d'un
"virus protecteur" ou
"virus défectif"
dont l'action repose sur les principes
suivants.
Il faut d'abord rappeler que le
matériel
génétique d'un virus de la
grippe se compose de
8 segments individuels
d'un ARN simple brin.
.Tous ces brins portent des gènes essentiels
à la réplication des virions dans les
cellules infectées. Les chercheurs ont
créé par
ingénierie génétique un virus
Influenza mutant qui possède une
délétion (suppression) couvrant
près de 80% de l'ARN de l'un de ces 8
brins.
Cette suppression rend le
virus inoffensif et l'empêche de se
reproduire par lui-même au sein d'une
cellule, de sorte qu'il
ne peut pas se propager comme un virus normal de la
grippe. Il y a interruption du cycle de multiplication
avec production de virus défectifs ou
production abortive.
Toutefois, si le virus défectif est rejoint
au sein de la cellule-hôte par un autre virus
(virus helper ou adjuvant) de l'Influenza, il
conserve son caractère inoffensif, mais, par
complémentation génétique
(utilisation des protéines fournies par les
segments intacts de l'ARN de l'autre virus), il
commence à se répliquer - et, ce,
à un rythme beaucoup plus rapide que le
nouveau virus surinfectant. Ce dernier voit donc sa reproduction ralentie considérablement. De ce fait,
les symptômes de la
nouvelle infection sont grandement
atténués et l'organisme a le loisir
de développer une réponse immunitaire
efficace contre un envahisseur ainsi très
affaibli.
Effectivement, dans les
expériences qui ont été
menées, l'instillation par voie nasale de 120
nanogrammes du virus défectif a
réussi à protéger
complètement les souris contre plusieurs
souches infectieuses d'Influenza A/WSN, soit les
souches H1N1, H2N2, H3N2, and H3N8. On le voit donc, la protection est générale
et non spécifique, ce qui est attendu étant
donné que la protection ne trouve pas sa
source dans une réaction contre les
protéines structuales des virions, mais
résulte d'un phénomène
d'interférence impliquant les
mécanismes de réplication communs aux
diverses souches.
Référence -
Dimmock et al. Influenza
Virus Protecting RNA: an Effective Prophylactic and
Therapeutic Antiviral. Journal of Virology,
September 2008, p. 8570-8578, Vol. 82, No.
17
Visualisation par IRM du processus
d'activation de la protéase du
VIH
La protéase est une enzyme
essentielle à la réplication du
VIH. Après que ce
dernier a intégré son code
génétique avec celui de la cellule
humaine, le génome viral produit une
chaîne de protéines. La
protéase découpe cette chaîne
en particules plus petites qui pourront être
utilisées pour former de nouvelles
particules. Autrement dit, cette enzyme est
responsable de la
maturation et de la transformation des principales
protéines du VIH.
Sans elle, les cellules
infectés ne peuvent plus produire des
particules infectieuses du virus.
Lorsque la protéase
virale est synthétisée, ellel'est
sous une forme inactive
qui doit subir des changements conformationnels
pour devenir active.
Plus précisément, il a
été montré qu'elle existait
dans un équilibre
monomère-dimère in vitro, mais que
seul le dimère était actif
Toutefois, le processus par lequel le nouveau
dimère (assemblage des deux
précurseurs) devenait actif restait,
jusqu'ici, inconnu.
Cette lacune vient d'être comblée
grâce aux travaux d'une équipe de
recherche.
Pour ce faire, les scientifiques
ont utilisé une nouvelle technique d'imagerie par
résonance magnétique
(IMR) qui leur a permis
de visualiser le
processus qui préside à l'activation
de la protéase virale. Il s'agit de changements conformationnels transitoires
qui prennent place à
l'extrêmité N-terminale du
dimère, là où une queue (suite
de résidus d'acides aminés) est
excisée.
Référence -
Chun Tang, … and Marius G
Clore. Visualizing transient events in
amino-terminal autoprocessing of HIV-1 protease.
Nature, Vol. 455, No. 7213. (2 October 2008), pp.
693-696.
Le
métabolisme lipidique est identifié
comme une cible de choix pour de futures drogues
anti-virales
On sait que l'enveloppe virale est de nature
membranaire : à
ce titre, elle contient des phospholipides, des protéines, ces deux
structures portant des polyosides. Ainsi donc,
quand un virus enveloppé
pénètre dans l'organisme, il tente
d'augmenter le
métabolisme cellulaire,
particulièrement celui des des acides gras
(constituants des lipides), de manière
à s'assurer de pouvoir disposer de membranes
bien pourvues des constituants
essentiels.
Une équipe de recherche a
donc eu l'idée que les drogues anti-obésité qui
ralentissent le métabolisme des
lipides pouraient
être utilisées pour lutter contre les
infections virales,
comme la grippe, l'hépatite et le VIH,
causées par des virus enveloppés..
Les chercheurs ont pu
vérifier leur
hypothèse en
montrant que la
réplication de deux virus enveloppée,
le cytomégalovieus humain (HMCV) et le virus
Influenza pouvait être diminuée par un
facteur de 100 en utilisant des drogues qui
bloquent le métabolisme des acides
gras.
Le métabolisme
lipidique apparaît
donc être une cible
de choix pour de futures drogues
anti-virales.
Référence -
Joshua Munger, … and Joshua D
Rabinowitz . Systems-level metabolic flux profiling
identifies fatty acid synthesis as a target for
antiviral therapy. Nature Biotechnology Published
online (28 Sep 2008), doi: 10.1038/nbt.1500,
Research.
Importante avancée
méthodologique dans l'étude de la
structure des virus: utilisation de méthodes
d'études complémentaires permettant
une haute résolution
Les familles des Potyviridés et des Flexiviridés ou, de manière plus
générale, les virus filamenteux, inclut des agents de maladies graves des
plantes aussi bien chez
la canne à sucre (SCMV, SrMV, SCSMV) que
chez les plantes à tubercules (YMV, YMMV),
la papaye (PapMV) ou l'ananas (Closterovirus).
Pour aucun de ces virus,
à cause de la difficulté à
préparer des échantillons
satisfaisants et des limitations des diverses
techniques, la structure était encore connue
au niveau moléculaire.
Cette lacune vient
d'être comblée par les travaux d'une équipe de
recherche qui a procédé à une
étude comparative
de la structure de deux virus, l'un, le Virus de la
mosaïque du soja , appartenant à la
famille des potyviridés et l'autre, le Virus
X de la Pomme de terre , à la famille des
flexiviridés.
Les chercheurs, pour ce faire
ont fait appel à deux techniques de microscopie
électronique,
soit la microscopie
électronique classique et la cryo-microscopie
électronique qui,
contrairement à la précédente,
permet l'observation, sans déformation
structurale, d'un échantillon biologique
dans son état natif. Ils ont
également examiné les
échantillons à l'aide de la
microscopie
électronique en transmission à
balayage (STEM) qui
améliore la précision des
précédentes techniques en explorant
l'échantillon point par point. Enfin, les
scientifiques ont utilisé la technique de diffraction aux rayons
X qui permet de
résoudre la structure atomique des
spécimens.
Les renseignements
complémentaires fournis par les diverses
méthodes ont permis de déterminer à un
degré inégalé de
précision la structure moléculaire de
la capside des deux virus et de conclure
à la similarité de
celle-ci, bien que les
deux virus appartiennent à des familles
distinctes. Plus précisément, les
deux virus ont en commun
une capside protéique de symétrie
hélicoïdale, ayant un peu moins de 9
sous-unités par tour de
spire.
Référence - Amy
Kendall, Michele McDonald, Wen Bian, Timothy
Bowles, Sarah C. Baumgarten, Jian Shi, Phoebe L.
Stewart, Esther Bullitt, David Gore, Thomas C.
Irving, Wendy M. Havens, Said A. Ghabrial, Joseph
S. Wall, and Gerald Stubbs. Structure of Flexible
Filamentous Plant Viruses. J. Virol. 2008 82:
9546-9554.
Nouveau
rôle pour la protéine EBNA1 du virus
d'Epstein-Barr dans le développement de
certains cancers
Le virus d'Epstein-Barr est l'un des plus répandus dans
le monde, et on connaît d'ores et
déjà son implication dans le développement
de cancers comme le
lymphome de Burkitt ou le cancer des cellules
épithéliales.
Il y a trois ans, des chercheurs
de l'université de Toronto avaient mis en
évidence le rôle potentiel du virus
d'Epstein-Barr dans le déclenchement et le
développement de certains types de
cancers. Ils avaient
plus particulièrement étudié
l'action de la
protéine EBNA1
contenue dans la signature génétique
du virus sur des cellules
humaines cultivées en
laboratoire et
montré que EBNA1
déréglait le système de
régulation naturelle de prolifération
des cellules, en se fixant sur une protéine
particulière dans la cellule, l'UPS7
responsable de la croissance
cellulaire.
Depuis, les scientifiques ont
poursuivi leurs
travaux et
présentent aujourd'hui des résultats
qui illustrent un autre
mode d'interaction de EBNA1 avec les
cellules.
Plus spécifiquement, l'
équipe a trouvé que EBNA1 s'attaque à la
protéine PML qui se comporte comme un
suppresseur de la prolifération des cellules
cancéreuses. En
fait, PML est
spécifiquement associée aux corps
nucléaires et EBNA1 provoquerait une
désorganisation de ces structures
favorisant, de ce fait,
l'oncogénèse.
Reference: Sivachandran
N, Sarkari F, Frappier L. Epstein-Barr Nuclear
Antigen 1 Contributes to Nasopharyngeal Carcinoma
through Disruption of PML Nuclear Bodies. PLoS
Pathog, 4(10): e1000170 DOI:
Élucidation de la structure d'un
virus puissamment oncolytique, le virus
Seneca-001
Les virus qui tuent les cellules
cancéreuses ont
montré des promesses pour les cancers
localisés, mais
leur succès a
été limité dans les cancers
métastasés. Or, il existe un virus, le
virus de la vallée
de Seneca (Seneca-001),
qui est un virus puissant capable de différencier entre
cellules normales et cancéreuses et de tuer
ces dernières. Le
virus peut être un traitement pour quelques
cancers métastasiques
Les chercheurs qui ont
examiné le potentiel du virus Seneca-001 ont
pu déterminer que son efficacité pour
éliminer les cellules cancéreuses est
de 100 fois supérieure à celle des
agents chimiothérapiques. Toutefois, le
mode d'action du virus restait
inconnu.
Des scientifiques viennent
d'avancer sur la voie de
l'élucidation du mécanisme de
l'action oncolytique de Seneca-001. Dans un premier temps, les
scientifiques ont déterminé la
structure 3D des
virions. Ils ont ainsi
pu montrer que cette
dernière diffère, tant par la surface
externe de la capside que par l'arrangement du le
génome (brin d'ARN monocaténaire)
à l'intérieur de celle-ci, de la
structure de tout autre membre de la famille des
Picornaviridés.
Ils ont ainsi pu classer
Seneca-001 comme un tout nouveau genre, celui des
"Senecavirus."
Ensuite, les chercheurs ont
identifié à
la surface de la capside de Seneca-001 des
structures protéiques qu'ils pensent pouvoir
être des récepteurs qui seraient
spécifiques d'autres récepteurs
présents exclusivement sur les cellules
cancéreuses. Ceci expliquerait la
très haute spécificité des
virions pour ce genre de cellules.
Maintenant, l'équipe de
recherche travaille à déterminer la nature et la
structure tridimensionnelle des récepteurs
putatifs de Seneca-001.
Référence - S. Venkataraman, V. Reddy,
Seshidhar P. Reddy, Neeraja Idamakanti, Paul L.
Hallenbeck and Jackie Loo. Structure of Seneca
Valley Virus-001, an oncolytic picornavirus
representing a new genus. Structure, Vol 16,
1555-1561, 08 October 2008
La
formation de complexes immuns est une étape
défaillante dans la réponse
immunitaire contre le VIH/SIDA
On sait que la lutte immunologique contre les virus
passe par la formation de complexes
immuns. En clair,
certains lymphocytes B ou
plasmocytes,
sécrètent des anticorps anti-viraux qui agissent dans le milieu
extracellulaire (ou milieu intérieur) en
se liant
spécifiquement aux antigènes
viraux qui ont
déclenché leur formation.
La liaison
antigène-anticorps entraîne la
formation de complexes immuns (agrégats de
virions), qui, d'une
part, empêche la
pénétration du virus dans les
cellules et, d'autre
part, favorise
l'intervention de mécanismes innés
d'élimination de ces complexes par les
cellules phagocytaires (macrophages,
polynucléaires granulocytes) exprimant des récepteurs de la
partie constante des anticorps. Ces cellules,
c''est à dire dire les granulocytes et les
macrophages, absorbent
les complexes immuns, et les
digèrent.
Les virions, on le voit,
sont donc successivement neutralisés puis
détruits.
Une étude récente
vient de démontrer que, dans le cas du VIH, les
phénomènes précédemment
décrits sont
perturbés car
les complexes immuns
apparaissent bel et bien 8 jours après
l'infection, mais ils sont peu importants et ne
sont pas suffisants pour neutraliser tous les
virions car les anticorps qui seraint plus
efficaces pour leur formation, c'est à dire
ceux dirigés contre les
glycoprotéines majeures d'enveloppe( gp141,
gp120) n'apparaissent que tardivement
(respectivement 13 et 27 jours post-infection),
bien après que les particules virales ont eu
le temps de pénétrer dans les
cellules.
Ces résultats
suggèrent que, dans le cadre de la mise au point de
vaccins contre le VIH, il faudrait trouver des
moyens pour avancer la fabrication des anticorps
efficacement neutralisants dans le court laps de
temps qui sépare l'apparition des virions
dans le plasma de leur entrée dans la
cellule-hôte.
Référence - Georgia D. Tomaras, … and Barton
F. haynes. Initial B Cell Responses to Transmitted
HIV-1: Virion-Binding IgM and IgG Antibodies
Followed by Plasma Anti-gp41 Antibodies with
Ineffective Control of Initial Viremia. J. Virol.
2008 : JVI.01708-08v1
Nouvel
éclairage sur le maintien du
phénomène de latence de l'Herpes
Simplex de type 1 (HSV-1)
On sait que le virus de l'Herpes Simplex de type 1
(HSV-1) responsable de
l'herpès labial
(feu sauvage) est un
virus
neurotrope qui
après une phase d'infection aiguë des
neurones sensoriels entre
en latence dans le système nerveux se
cachant dans les neurones. Il peut ensuite se réactiver, entraînant alors des
récurrences
labiales (bouton de
fièvre), plus rarement oculaires, et
exceptionnellement des
méningo-encéphalites.
Les données
biologiques sur les mécanismes du maintien
de la phase de latence virale étaient encore
incomplètes.
Ainsi, on ne s'expliquait pas clairement
pourquoi le
système immunitaire n'attaquait pas les
neurones abritant le virus. Le maintien
de la latence était également objet
de perplexité.
Une équipe de recherche vient d'apporter une
réponse à
ces questions.
Pour bien comprendre les travaux
des chercheurs, il convient de rappeler quelques
notions fondamentales d'immunologie. On se
rappelera que les
lymphocytes cytotoxiques T-CD8 éliminent les
cellules infectées grâce à leur
sécrétion d'une enzyme, la perforine
ou pore-forming protein, qui facilite
l'accessibilité d'une autre enzyme
lymphocytaire, la granzyme B, à ses cibles
cytoplasmiques et nucléaires. En fait, le
granzyme B est une sérine protéase
capable d'induire la mort cellulaire rapide de la
cible par apoptose.
Les chercheurs montrent
qu'il en va
différemment dans le cas des cellules dans
lesquelles HSV-1 est à l'état
latent. La
granzyme
B, d'une part,
s'attaque à une
protéine précoce (ICP4) requise pour
la réplication du virus, perennisant de ce fait la latence
virale et, d'autre part, n'exerce aucune action apoptotique sur la
cellule infectée.
Étant donné que,
normalement, le granzyme
B possède deux voies potentielles et
complémentaires afin d'induire la mort
cellulaire de la cible:
une voie cytosolique d'activation en cascade des
caspases pro-apoptotiques; une voie
nucléaire impliquant une probable
protéine régulatrice du cycle
cellulaire telle l'activation de la kinase Cdc2, il
va falloir maintenant découvrir pourquoi ces deux voies
ne sont pas activées dans les cellules
où le virus est latent.
Référence - Jared E. Knickelbein, … and Robert
L. Hendricks . Noncytotoxic Lytic Granule-Mediated
CD8+ T Cell Inhibition of HSV-1 Reactivation from
Neuronal Latency. Science 10 October 2008:
268-271.
Une
avancée vers la mise au point d'un vaccin
ADN efficace contre plusieurs souches du virus H5N1
de la grippe aviaire
Le virus H5N1 de
la grippe aviaire est très répandu
parmi la population aviaire en Asie et dans
certaines régions d'Europe, d'Afrique et du
Moyen-Orient. Le virus infecte rarement les
individus mais il a déjà tué
243 des 385 personnes infectées,
d'après l'Organisation Mondiale de la
Santé. Les experts
craignent que le virus en constante mutation prenne
une forme facilement transmissible d'humain
à humain.
Voici que les travaux d'une
équipe de recherche démontrent
qu'un vaccin
expérimental à base d'ADN pourrait
stimuler le système immunitaire pour
atteindre des niveaux censés protéger
contre plusieurs souches du virus H5N1 de la grippe
aviaire.
On sait que, alors que les
vaccins conventionnels de
la grippe emploient les
virus qui sont développés en
oeufs de poulet et administrés sous une
forme affaiblie ou
tuée, les
vaccins
ADN, en revanche,
utilisent des molécules d'ADN appelées
des plasmides qui contiennent seulement des parties
du matériel génétique du
virus. Une fois à
l'intérieur du corps, l'ADN demande aux
cellules humaines de fabriquer les protéines qui
agissent en tant que vaccin contre le
virus.
En l'occurrence, le vaccin ADN conçu par les
chercheurs est constitué de plasmides
(petits ADN circulaires) porteurs de
séquences consensus (motif commun qui est
retrouvé dans plusieurs protéines
externes de diverses souches du virus
H5N1). Il peut ainsi
déclencher la fabrication de protéines capables
d'agir sur des souches
différentes,
éliminant de ce
fait la principale limitation des vaccins standard,
à savoir la haute variabilité du
virus de la grippe aviaire.
Par ailleurs, il faut savoir que
les vaccins ADN exigent,
pour agir, d'être injectés par les
voies sous-cutanée ou
intramusculaire. Le
problème rencontré alors par tous les
investigateurs est de trouver un moyen pour que l'ADN se rende
au noyau de la cellule pour produire les
protéines appartenant au
pathogène.
Pour répondre à
cette difficulté, les chercheurs ont
administré le
vaccin par l'électroporation. Ce procédé par lequel on
émet de petits chocs électriques
permet de créer une porosité dans le
muscle, soit de petits trous qui se referment
très vite. L'ADN peut ainsi traverser les
deux couches membranaires de la cellule et y entrer
plus facilement.
Les résultats montrent
que, dans les
précédentes conditions,
l'administration de ce vaccin ADN parvient à
produire une forte et large réponse
immunitaire chez les animaux
d'expérience.
Reference - David D. Ho
et al. : A consensus-hemagglutinin-based DNA
vaccine that protects mice against divergent H5N1
influenza viruses. Proceedings of the National
Academy of Sciences 105(36): 13538-13543 (September
9, 2008)
L'étude des virus des
environnements extrêmes pourrait bouleverser
nos connaissances en matière de
biodiversité ou d'écologie et avoir
d'importantes retombées
bio-industrielles
On sait que les sources hydrothermales se forment au niveau des dorsales
océaniques, à des profondeurs variant entre 500 et 4000
m. Les dorsales sont des
zones de fortes activités volcaniques,
activités fragilisant la croûte
océanique et créant des fissures par
lesquelles pénètre l'eau de mer.
Celle-ci se réchauffe en s'approchant des
chambres magmatiques, s'acidifie et dissout des
constituants basaltiques. Le fluide acide d'environ 350°C
remonte jusqu'au plancher
océanique,
chargé de métaux (fer, zinc,
manganèse, plomb, cuivre) et
d'éléments réduits (H2S, CO2,
H2). Le contact avec l'eau de mer à 2°C
provoque la précipitation des
minéraux qui s'accumulent autour des sorties
de fluide, formant ainsi des cheminées pouvant atteindre 20 m de hauteur.
Milieux très chauds, sans
oxygène et riches en métaux lourds,
les abords des sources hydrothermales des dorsales
océaniques constituent des environnements extrêmes, où
la vie a toutefois réussi à
s'immiscer. Ainsi,
autour de ces sources hydrothermales,
étudiées depuis 1978, existent des
biotopes grouillant de
vie, avec des vers
géants et des arthropodes inconnus qui ont
fasciné scientifiques et grand public au
moment de leurs découvertes. A l'échelle microscopique, et
moins connus, d'autres organismes, les
archaebactéries (micro-organismes
ressemblant aux bactéries), pullulent elles
aussi. Ces
micro-organismes poussent
à des températures supérieures
à 80°C (on les appelle donc
thermophiles). Au niveau
de leur morphologie et de leur forme,
ils s'apparentent aux
bactéries. Ils ne
dépassent guère un micromètre.
Par contre, ils fonctionnent différemment de
celles-ci.
L'intérêt pour ces
micro-organismes n'est pas seulement d'ordre
théorique, car en
amont des procédés industriels, les
organismes thermophiles sont pleins d'atouts et
séduisent les biotechnologies pour au moins
deux raisons :
· Possibilité d'effectuer des
procédés biotechnologiques à
des températures
élevées.
· Intérêt des composants
moléculaires, et notamment des enzymes
douées d'activité à des
températures nettement plus
élevées que les enzymes des
organismes conventionnels. De plus, les
enzymes thermophiles sont plus stables que les
enzymes mésophiles, même à des
températures modérées, ce qui
permet de prolonger leur durée de vie et de
mieux supporter l'action d'agents
dénaturants, de solvants et de
protéases.
Scientifiques et industriels en
conviennent, les
microorganismes des sources hydrothermales
détiennent des secrets qui laissent
rêveurs. Des
secrets aux enjeux professionnels, médicaux
et scientifiques. On
estimait ainsi à plus de 17 milliards de
dollars (en 1999), le marché potentiel
mondial des enzymes et des composés
organiques issus des extrêmophiles
Les études sur les
archaebactéries extrêmophiles sont
donc allées croissant. Étant donné que les
virologues savent bien que les génomes microbiens des
archaebactéries extrêmophiles
terrestres évoluent en grande partie
grâce à un flux de gènes
(acquisition, perte et réarrangements) dont
les plasmides et les virus sont à la fois
l'immense réservoir mais aussi les vecteurs
naturels, ils ont donc eu l'idée de voir
s'il n'en serait pas de même dans
l'environnement des archaebactéries
océaniques des profondeurs. Ils se sont ainsi
intéressés aux virus susceptibles de
les infecter et plus spécifiquement aux
bactériophages qui ont le pouvoir d'intégrer
leur génome dans le génome
cellulaire.
Ils ont recueilli un grand
nombre d'échantillons et de données
qui vont, ils l'espèrent, leur
permettre de
démontrer que:
· En facilitant les échanges et les
transferts génétiques
latéraux, ces éléments
extrachromosomiques (ECE) que sont les
génomes viraux participent activement
à l'adaptation des communautés
microbiennes à leur environnement et,
à long terme, à leur diversification
et leur évolution.
· Le séquençage des
génomes viraux intégrés dans
les archaebactéries pourra démontrer
qu'une grande proportion des séquences
obtenues seront totalement nouvelles. Il devrait
s'agir de génomes viraux aux fonctions
inconnues à ce jour.
On le voit, il appert de plus en
plus que, quels que
soient les biotopes, .les virus constituent la
composante majeure de la biosphère et
l'ensemble des organismes cellulaires est
littéralement plongé dans un
océan viral.
Référence - Shannon J Williamson, … and K Eric
Wommack. Lysogenic virus-host interactions
predominate at deep-sea diffuse-flow hydrothermal
vents. The ISME Journal advance online publication,
21 August 2008
Avancées dans la
compréhension du mécanisme de
résistance au virus de la
dengue
Sur les deux milliards
d'individus vivant dans les régions infestées par Aedes
aegypti, le
moustique vecteur de la
dengue, plus de 100 millions sont affectés
chaque année par cette
maladie, devenue la
principale virose émergente à
transmission vectorielle des régions
tropicales et sub-tropicales en Asie du Sud-Est et
en Amérique Latine, y compris dans les
DOM-TOM français comme les Antilles, la
Guyane et la Polynésie française. En
France métropolitaine, la dengue est une
maladie à déclaration obligatoire
depuis 2006.
S'il est de plus en plus
fréquemment observé que les individus
infectés par ce virus développent un
syndrome
hémorragique qui
s'avère mortel, surtout chez les enfants
pendant les périodes
épidémiques, il faut savoir que
dans une majorité
des cas, la dengue demeure une infection virale
plutôt bénigne, voire
asymptomatique.
Une explication de ce
phénomène
vient d'être proposée par des
chercheurs français et américains qui
viennent de publier leurs travaux dans la revue
PloS NTD. La mise en
évidence d'un nouveau mécanisme de
résistance au virus de la
dengue pourrait
être à la base de nouvelles
stratégies de prévention contre la
dengue.
Rappelons qu'une question
importante pour la compréhension de la
pathogenèse de la dengue concernait
l'identité des
cellules immunes impliquées dans le
contrôle de l'infection par ce virus au site
de la piqûre du moustique. Il semblait que l'infection des cellules dendritiques
immatures joue un rôle crucial dans la
pathogenèse de la Dengue et que l'interaction entre la
glycoprotéine E de l'enveloppe virale et
CD209/DC-SIGN soit un élément
clé pour leur infection productive.
Les chercheurs viennent hors de
tout doute établir le
phénomène montrant que, parmi les
cellules du système immunitaire,
les cellules dendritiques
de la peau sont les premières cibles
cellulaires du virus de la dengue au site
d'inoculation par le moustique
vecteur. L'interaction entre la
glycoprotéine de l'enveloppe virale et la
molécule de surface "CD209/DC-SIGN des
cellules dendritiques du derme, est donc
l'évènement majeur pour l'infection
de ces cellules puis la dissémination du
virus de la dengue chez l'individu
infecté.
Or ces chercheurs ont
observé que les
macrophages du derme humain, c'est-à-dire
les cellules de la réponse immunitaire
impliquées dans le contrôle de
l'infection des agents pathogènes, qui
expriment la molécule de surface sont
capables d'internaliser le virus, mais aucune
production virale n'est détectée dans
les cellules infectées.
L'incapacité du virus
à se reproduire dans les cellules a pu
être attribuée à l'accumulation
du virus internalisé dans des phagosomes peu
acides. Un tel
mécanisme présenterait un moyen
nouveau de contenir l'infection des virus
enveloppés et pourrait constituer un
système de défense important pour
empêcher la dissémination du virus de
la Dengue juste après la piqûre du
moustique.
Référence - Kwan et al. 2008. Dermal-Type
Macrophages Expressing CD209/DC-SIGN Show Inherent
Resistance to Dengue Virus Growth. PLoS Neglected
Tropical Diseases 2(10): e311
doi:10.1371/journal.pntd.0000311
Premières données sur sur
l'évolution des mécanismes de
défense immunitaire antivirale "
TLR-indépendants"
Jusque récemment,
l'immunité
adaptative, et plus
particulièrement les cellules T cytotoxiques, étaient
considérées comme les seuls éléments essentiels
dans la défense de l'hôte contre les
infections virales. Des
données récentes, qui ne remettent toutefois pas en cause le
rôle crucial de ces cellules dans ces
mécanismes, ont également mis en
lumière les fonctions primordiales des
cellules de l'immunité
innée,
macrophages, cellules dendritiques et cellules
natural killer (NK),
dans la lutte antivirale. Le système
immunitaire inné constitue la
première ligne de défense de
l'hôte et joue un rôle primordial
contre l'invasion par les pathogènes. Ces
dernières années, plusieurs travaux
ont démontré que la détection de motifs microbiens
est principalement assurée par des
récepteurs de reconnaissance appelés
" Toll-like receptors " (TLR). À ce jour, 10 TLRs (TLR1-TLR10) ont
été clonés à partir du
génome humain.
L'engagement de ces récepteurs active alors
plusieurs cascades de
signalisation qui aboutissent à la mise en
place extrêmement rapide de systèmes
de défense très
efficaces. Par ailleurs,
les cytokines synthétisées et
libérées au cours de cette
première phase de la réponse
immunitaire sont essentielles à l'activation
des cellules de l'immunité adaptative, qui
permettront une lutte spécifique et
l'établissement d'une mémoire
immu-nologique contre l'agresseur.
Cependant, de nouvelles molécules,
impliquées dans des mécanismes de défense
immunitaire antivirale " TLR-indépendants
", ont été
mises en évidence très
récemment et font l'objet d'études
approfondies. Cette
nouvelle voie de signalisation, qui détecte
des molécules d'origine virale comme l'ARN
double brin, fait intervenir des récepteurs intracellulaires
à domaine hélicase, comme les protéines RIG-I (retinoic acid
inducible gene) et MDA-5 (melanoma
differentiation-associated gene 5) , et culmine avec la production d'interférons de type
I.
Les facteurs de la
réponse antivirale TLR-indépendante
souffrent encore d'une description
insuffisante.
Étant donné que les ARN hélicases RIG-I et MDA5
partagent la même structure : un domaine hélicase en
carboxy-terminal de type DExD/H, requis pour la
détection des acides nucléiques, et
deux domaines CARD (caspase recruitment domain)
à l'extrémité amino-terminale,
indispensable pour la signalisation, une
équipe de recherche a pensé
qu'elles pourraient
partager une évolution
commune. Les chercheurs
se sont appliqués à la
démontrer.
Les résultats
démontrent que le
gène MDA-5 est apparu avant RIG-1 et que
l'évolution commune des deux gènes
s'est faite ensuite spécifiquement chez les
mammifères par des mécanismes de
duplication et réassortiment de segments de
gène (gene shuffling) . De surcroit, l'équipe a pu
identifier le promoteur qui contrôle
l'expression de MDA-5 et RIG-I.
Ces résultats sont les
premiers a jeté un
éclairage sur l'évolution des
mécanismes de défense immunitaire
antivirale " TLR-indépendants
".
Source - Researchers
examine evolution of genes that trigger the body's
immune response to viral infection
http://www.physorg.com/news143805921.html
Nouvel
éclairage sur le mécanisme du
changement conformationel de la protéine
fusogénique E des flavivirus
Les encéphalites à
tiques sont dues
à des virus neurotropes transmis par morsure
de tiques. En Europe, elles sont dues aux
virus de
l'encéphalite à tiques (tick-borne
encephalitis virus, TBEV), et comprennent l'encéphalite
verno-estivale russe, l'encéphalite d'Europe
centrale, l'encéphalite Louping Ill et
autres maladies liées. L'encéphalite
de Powassan est plus spécifique à
l'Amérique du Nord et à la Russie ;
elle est due au virus de Powassan.
Une équipe de recherche
vient de préciser le mécanisme moléculaire
d'entrée du virus TBEV dans les cellules
hôtes.
On savait déjà que
ce virus, comme tous les autres flavivirus, gagne
accès à
l'intérieur de la cellule par fusion de son
enveloppe virale avec la membrane
cellulaire. Plus
précisément, des trois
protéines structurales sont associées
aux virions ( la capside et deux protéines
membranaires, une petite protéine M non
glycosylée et la protéine majeure de
surface E, qui, elle, est souvent
glycosylée), la
protéine E est celle qui joue un rôle
dans l'entrée du virus dans la
cellule. Pour ce faire,
elle interagit avec le ou
les récepteurs de surface, qui ne sont pas encore clairement
identifiés, et fusionne les membranes virales et
cellulaires à pH acide. En effet, ce dernier provoque un
changement
conformationnel de E (structure en épingle
à cheveux ) qui peut alors aggripper la
membrane des endosomes et la fusionner avec la
membrane virale.
Une équipe de recherche
vient de montrer que le
domaine de fusion (partie de E qui assure la
fusion) de tous les flavivirus est
caractérisé par une séquence
commune de 5 résidus
histidine. Les
chercheurs ont pu montrer que la mutation du résidu histidine
His23 suffisait à elle-seule à abolir
la fusion, alors que la mutation des 4 autres
résidus restait sans effet.
Il reste maintenant aux
scientifiques à comprendre pourquoi His23 joue un rôle aussi
déterminant dans le changement de
conformation du peptide de fusion.
Référence -
Fritz et al. Identification
of specific histidines as pH sensors in flavivirus
membrane fusion. The Journal of Cell Biology, 2008;
183 (2): 353-61
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