V i r o 1 : H E R P E S V I R I D A E

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1 V i r o 1 : H E R P E S V I R I D A E I) Généralités 1) Structure 2) Génome viral 3) Réplication 4) Caractères généraux communs 5) Expression clinique 6) Les 3 sous-familles d Herpes Viridae II) Herpes Simplex I et II 1) Généralités 2) Physiopathologie 3) Epidémiologie 4) Manifestations cliniques 5) Formes cliniques 6) Diagnostic virologique 7) Traitement III) Cytomegalovirus 1) Généralités 2) Epidémiologie 3) Physiopathologie Il est prévu qu un polycopié de rappels de virologie soit distribué lors des TP. La suite du CMV fait partie du 2 ème ronéo de virologie.

2 I : Généralités : Famille de plus de 100 virus. Seulement 8 peuvent infecter les êtres humains. Ces virus sont classés en 3 sous-familles : α-herpesvirinae : simplex 1 et 2 (HSV 1 et 2), et virus varicelle-zona (VZV) β-herpesvirinae : cytomégalovirus (CMV), et virus HHV 6 et 7 γ-herpesvirinae : virus Epstein-Barr (EBV), et HHV 8 Nous allons étudier ces différents virus en nous attachant plus particulièrement à ceux rencontrés le plus souvent en pathologie humaine : HSV 1 et 2, CMV, VZV et EBV. 1 - Structure : Au minimum un génome viral (ADN ou ARN), et des protéines s organisant en une capside (coque protectrice), l ensemble des deux formant la nucléocapside. = Virus nus. Herpesviridae n est pas nu : il comprend les deux éléments essentiels (génome viral (ADN uniquement) et la capside (en icosaèdre)), mais aussi une membrane, bicouche lipidique, acquise lors de la formation des nouvelles particules virales (ou néovirions) dans la cellule infiltrée (par détournement de la machinerie cellulaire) ; cette bicouche lipidique provient de la membrane nucléaire dans le cadre des herpesviridae, mais dans d autres cas, peut provenir de la membrane de l appareil de Golgi, de la membrane cellulaire, etc. Il y a de plus des glycoprotéines ancrées dans cette bicouche lipidique, qui n est pas un élément de solidité supplémentaire pour les particules virales (car elle peut être facilement détruite par les changements de température, la dessiccation, des solvants ), mais se révèle être au contraire un élément de fragilité ; cette bicouche, par le biais des glycoprotéines, a pour rôle la reconnaissance des récepteurs des cellules cibles, pour permettre au virus de se multiplier (ce rôle est assuré par des protéines de capside dans le cas des virus nus). Dans le cadre des herpesviridae, se trouvent en plus des protéines de matrice (structure entre la capside icosaèdre et la bicouche lipidique) qui ont un effet antigénique important (notamment utilisées dans le cadre du CMV pour réaliser des tests diagnostiques). 2 : génome viral : Il s agit d ADN double brin dans le cadre des herpesviridae. Mais l organisation du génome diffère selon les virus de cette famille, bien que ces virus présentent des séquences répétées communes.

3 3 : réplication : Mécanisme qui va se développer dans une cellule dite permissive (capable de reconnaître la particule virale) pour permettre de synthétiser un grand nombre de particules virales identiques à celle qui est rentrée dans la cellule initialement, qui vont pouvoir infecter d autres cellules permissives à ce virus. Cette réplication peut être grossièrement divisée en 3 étapes : Interaction entre la particule virale et une cellule dite permissive, Internalisation de tout ou partie de cette même particule, puis multiplication du virus. Il existe différents modes de réplication selon le type de virus. La réplication de la famille des herpesviridae, se décompose en : fixation de glycoprotéines virales sur les récepteurs cellulaires de la cellule permissive attaquée fusion des deux bicouches lipidiques et lyse de ces bicouches qui induisent la présence dans le cytoplasme cellulaire de la nucléocapside virale et des protéines de matrice. pénétration de la nucléocapside et des protéines matricielles dans le noyau par les pores nucléaires Circularisation de l ADN viral qui va, grâce aux protéines matricielles, stimuler des gènes très précoces α, qui vont être transcrits puis traduits dans le cytoplasme en protéines dites très précoces. Activation de gènes β par les protéines très précoces, formation de protéines dites précoces (comme l ADN polymérase) responsables de la réplication au sens moléculaire du terme, c est-à-dire de la fabrication d un grand nombre de copies exactes du génome viral. Activation des gènes γ par les protéines précoces, formation de protéines dites tardives qui sont les protéines de structure, qui vont permettre en particulier la synthèse des protéines de capside. Assemblage dans le noyau des nouveaux virus, formés de l ADN viral répliqué et des protéines de capside pour former une nouvelle nucléocapside Acquisition d une partie de la membrane nucléaire, contenant des glycoprotéines qui vont servir lors d une future reconnaissance avec une cellule permissive, membrane qui va se placer autour de la nucléocapside pour former l enveloppe virale. Externalisation des particules virales

4 4 : caractères généraux communs : Les herpes Virus sont : ubiquitaires : que l on retrouve partout. qui entraînent des infections qui sont très fréquentes. fragiles du fait de la présence de cette bicouche lipidique. Cela a des conséquences quant aux prélèvements pour réaliser le diagnostic, mais aussi quant à la transmission, qui se fait lors de contact interhumains très étroits (contact cutané, muqueux, par la salive, les rapports sexuels, mais aussi transmission mère-enfant, la transfusion sanguine ou la greffe) qui engendrent un phénomène de latence-réactivation : Latence : Persistance à vie, dans un endroit précis de l organisme, de l information génétique après la primo-infection. L expression est alors limitée à quelques gènes dits de latence, et il n y a pas de réplication d ADN ni de fabrication de particules virales. Cette phase permet au virus d échapper aux antiviraux actuellement disponibles, qui sont des virostatiques qui détruisent les particules virales qui se répliquent. Dès lors, quand on traite les personnes touchées par un virus de cette famille, on ne peut qu arrêter la crise, mais ces malades, du fait de la conservation du virus dans leur organisme, pourront à un moment donné subir une réactivation de ce virus. Réactivation : correspond à la reprise de la réplication virale, à la production de virus. L excrétion peut être intermittente. Cette réactivation est surtout présente chez des patients immunodéprimés (VIH, post-greffe, maladie hématologique, traitement immunosuppresseur). Il existe un lien entre latence et la réactivation. On peut passer d une phase à l autre. 5 : expression clinique : L expression clinique de ces virus dépend de plusieurs facteurs : - la nature du virus - le stade de l infection (primo ou réactivation) - l âge du patient - l état des défenses immunitaires Il s établit un équilibre entre le sujet infecté et le virus. Ainsi, si le système immun est capable de gérer l infection, on sera dans un contexte de latence, et lorsqu il y aura réactivation, celle-ci sera asymptomatique. Inversement, lors d une immunodépression, le virus prend l avantage et va se manifester cliniquement.

5 6 - les 3 sous-familles d herpesviridae : α-herpesvirinae : HSV 1 et 2, et VZV Virus infectant surtout les fibroblastes (que l on utilise en culture pour identifier ces virus). Ce sont des virus lytiques, qui vont rapidement détruire les cellules qu ils infectent. latence : ganglions sensitifs. β-herpesvirinae : CMV et HHV 6 cycle lent, spécificité cellulaire (exemple : in vitro, le CMV ne se cultive que dans les fibroblastes humains, aucune autre lignée cellulaire n est permissive). infections asymptomatiques fréquentes chez l immunocompétent latence : tissu lymphoïde, réticulo-endothélial, rénal, et des glandes sécrétoires. γ-herpesvirinae : EBV, HHV 8 spécificité cellulaire étroite pour les lymphocytes en culture. latence : dans les lymphocytes, certaines cellules épithéliales et endothéliales. virus associés à des affections malignes et des lymphoproliférations. (activation clonale des lymphocytes infectés, ce qui permet le développement de tumeurs).

6 II : herpès simplex 1 et 2 : 1 - généralités : La structure des HSV 1 et 2 correspond à celle des virus herpesviridae : Nucléocapside entourée d une bicouche lipidique contenant des glycoprotéines (rôle dans l attachement, la fusion, la réponse immune cellulaire et humorale). 152 kilobases. code pour 84 protéines. séquences répétées (longues et courtes) aux extrémités et au milieu de l ADN. 50 % d homologie nucléotidique entre HSV 1 et 2 bien qu ils soient différents. De ce fait, il existe une immunité partielle de l un vis-à-vis de l autre : lorsque l on a fait une primo-infection à HSV 1, on est partiellement protégé contre HSV 2 et la symptomatologie clinique peut-être atténuée. In vivo : Cellules permissives aux HSV 1 et 2 : cellules épithéliales. Cycle lytique rapide, ce qui a pour conséquence qu une culture cellulaire in vitro infectée par HSV 1 et 2 va être détruite, et ce de manière totale si la charge virale est importante ou si le temps d attente est long. De plus, la mort cellulaire est atteinte en une dizaine d heures, d où le qualificatif de rapide. La conséquence de ce cycle lytique rapide in vivo est la destruction de cellules infectées par l herpès simplex (important pour l encéphalite virale à herpès simplex, avec destruction des cellules du SNC et donc conséquences dramatiques). 2 : physiopathologie : a - primo-infection : Premier contact avec le virus, au niveau de la peau ou des muqueuses. Ce dernier va se multiplier, et les nucléocapsides, débarrassées de leur membrane lipidique vont, par un transport axonal rapide, se déplacer jusqu aux ganglions : Ganglions sensitifs trigéminés (dit de Gasser) pour le HSV 1. Ganglions sacrés pour HSV 2. b - latence : Persiste indéfiniment dans ces ganglions sensitifs, sous forme d ADN circulaire ou épisomal, et d ARN de latence. Il n y pas de particule virale, de protéine ni d ARN messager présents lors de la phase de latence, qui est silencieuse. c - réactivation : Sous l effet d une infection, un stress, une immunodépression, des UV, des facteurs hormonaux, reprise de la réplication virale et synthèse de particules virales qui vont migrer le long des axones en sens inverse pour regagner le site cutané ou muqueux initial. La présence de ce virus au niveau cutanéo-muqueux favorise la dissémination du virus surtout si cette réactivation ne s accompagne pas de signe clinique. Réactivation pour 50 % des sujets infectés.

7 3 : épidémiologie : On est infecté par un autre individu infecté lui-même, surtout lors d une réactivation du virus chez celui-ci, avec une excrétion asymptomatique intermittente. Il s agit de virus fragiles, d où le fait qu il faut des contacts interhumains étroits pour s infecter (contacts cutanéomuqueux, transmission sexuelle ou néo-natale). La séroprévalence (nombre de personnes dans une population qui présentent des anticorps dirigés contre le HSV 1 et 2) permet d avoir une idée du nombre de sujets ayant été en contact avec le virus (cela ne veut pas dire que la personne est en train de faire une infection active), mais ne donne pas d information quant au moment où le sujet a rencontré ce virus. Dès lors, si l on veut faire un diagnostic d une infection active à HSV, ce n est pas la sérologie qui va nous aider (sauf chez un enfant susceptible de n avoir jamais rencontré le virus). Cette séroprévalence est variable (elle dépend notamment des conditions socio-économiques des sujets comptabilisés, et notamment de l hygiène): HSV 1 : atteintes oculaires et de l oropharynx : 50 à 95 % HSV 2 : atteintes génitales : 10 à 60 % La latence est assurée dans les ganglions de Gasser ou les ganglions sacrés, selon que le type HSV. 4 : manifestations cliniques : dépendent de : l âge, statut immunitaire Il existe des formes communes, et des formes graves. stade de l infection type de virus La lésion élémentaire typique de l herpès simplex est la vésicule : souvent présente au sein d un bouquet, dans laquelle réside un liquide très riche en particules virales. Quand on peut faire une aspiration à l aiguille de ce type de liquide, on a le prélèvement idéal pour faire le diagnostic d une infection à HSV. La majeure partie du temps, on rencontre des lésions érosives ou ulcérées car les vésicules éclatent, ce qui permet la dissémination du virus.

8 5 : formes cliniques : a : herpès oral : Forme clinique commune, plus due à HSV1 qu au 2. La primo- infection touche surtout l enfant, car celui-ci a plus de chance de n avoir jamais rencontré le virus auparavant. Le plus souvent, l herpès oral est asymptomatique, avec présence du virus dans la cavité buccale, multiplication des particules virales, mais pas de manifestation. Cependant, dans certains cas, on peut avoir une atteinte de la muqueuse buccale : une gingivostomatite, à cause de laquelle la bouche du patient est très enflammée, rouge, remplie de vésicules, parfois ulcérées ou affaissées, ce qui est extrêmement douloureux, et entraîne une dysphagie (avec impossibilité de s alimenter), une fièvre et des adénopathies. Latence dans le ganglion de Gasser. Une réactivation peut arriver, sous forme de bouton de fièvre : l herpès labial, mais peut également être asymptomatique (excrétion du virus sans manifestation clinique). L herpès labial se dispose généralement à la jonction cutanéo-muqueuse des lèvres, de manière unilatérale. Il commence par une sensation désagréable de brûlure, puis des vésicules apparaissent, et évoluent pour disparaître en une quinzaine de jours. Cependant, il peut y avoir des localisations atypiques, par exemple au niveau de la peau du menton. b : herpès génital : Forme clinique commune, plus due à HSV 2 qu au 1. Primo- infection symptomatique dans un tiers des cas. Les vésicules vont atteindre le gland, le prépuce, la vulve, le vagin et le col de l utérus. L infection s accompagne de fièvre, d adénopathies douloureuses, de dysurie, et possiblement d une réaction méningée bénigne. Si la personne a déjà rencontré précédemment le HSV 1, les lésions peuvent être atténuées. Latence dans les ganglions sacrés. Les réactivations, de fréquence variable (1 fois durant la vie à plusieurs fois par an) vont aussi atteindre l appareil génital, mais peuvent être complètement asymptomatiques, ce qui facilite la transmission par voie sexuelle. Les herpès oral et génital sont des formes tellement typiques que le médecin peut faire le diagnostic sans avoir besoin du laboratoire. c : formes particulières : Herpès digital. Méningite récurrente bénigne de Mollaret (à HSV 2). l érythème polymorphe. Certaines paralysies faciales.

9 d - herpès néonatal : Forme grave d infection à herpès simplex, qui concerne 1 à 5/ naissances. L infection n a pas lieu in utero, mais lors du passage dans la filière génitale au cours de l accouchement. Ainsi, si une mère présente une excrétion virale au moment de l accouchement, l enfant risque de s infecter et donc de présenter une forme grave d infection à herpès simplex. Cet herpès néo-natal est toujours symptomatique. Il se présente rarement au niveau de la peau, de la cavité buccale ou de l œil, mais plutôt de manière disséminée sous forme de purpura, d atteintes hépatiques et pulmonaires, et de méningo-encéphalites. Il existe aussi une forme d herpès néo-natal localisée uniquement au niveau du SNC avec 50 % de mortalité. En cas de survie, de lourdes séquelles sont généralement présentes. Il est donc capital de prévenir ou de guérir ces infections. Il peut aussi y avoir des contaminations post-natales, par le biais du personnel soignant, ou des membres de la famille (par exemple: en embrassant le nouveau-né alors qu on a un herpes labial). primo-infection avec présence de lésions : 50 % des cas l enfant est atteint. Lésions dues à une réactivation : 2 % des cas l enfant est atteint. Personne avec ATCD d herpes mais sans lésion : 0,1 %. Personne sans ATCD ni lésion : 0,01 % de chances de contaminer un tiers. (cette probabilité est non nulle car la contamination peut se faire de manière asymptomatique). e : encéphalite herpétique : forme extrêmement grave urgence : mais est relativement rare (100 cas par an en France), même si il s agit de la première cause d encéphalite virale. Cette infection est plus souvent due au HSV 1 car il s agit d une infection du haut du corps, et concerne les réactivations et non les primo-infections. encéphalite aigue hémorragique céphalées troubles du comportement nécrosante (elle détruit les cellules du SNC) pyrexie convulsions troubles de la conscience L imagerie : peut-être normale si elle est faite tôt, typiquement : atteinte unilatérale temporale ou temporo-frontale avec LCR lymphocytaire. Il faut faire attention aux diagnostics différentiels. Sans traitement (Aciclovir par voie IV) : 70 % de mortalité. Et quand le patient ne décède pas, il reste de très lourdes séquelles. Molécule très efficace, quasiment sans effet secondaire ni contre-indication (sauf insuffisance rénale, auquel cas il faut adapter la dose)

10 f - herpès oculaire : Plus souvent par HSV 1 que par HSV 2. Donne des kératites superficielles ou profondes, pouvant récidiver. Ces récidives vont au fur et à mesure aboutir à une opacification de la cornée jusqu à la cécité. L herpès oculaire est la première cause de cécité dans les pays industrialisés. Plus rarement, : uvéites ; iridocyclites ; nécroses rétiniennes aigues. g - au cours d une immunodépression : On peut avoir à ce moment une excrétion, le plus souvent banale. Le risque est de présenter des lésions extensives, chroniques, avec ulcérations n arrivant pas à guérir, mais aussi la dissémination, avec une virémie (dissémination du virus par le sang) donnant des atteintes hépatiques, pulmonaires, ou des encéphalites. 6 : diagnostic virologique : Dans la majorité des cas, en exercice de médecine générale courante, on n a pas besoin du laboratoire pour avoir la preuve d une infection à herpès simplex. Les outils dont on dispose en laboratoire sont essentiellement utiles pour les patients qui présentent des formes graves, ou dans un contexte particulier (immunodépression). Un premier type d examen est l isolement viral : mise en culture du prélèvement pathologique sur des cellules in vitro. Il faut lors du prélèvement et de son transport (dans un milieu de transport viral) préserver l intégrité du virus, notamment son enveloppe, pour maintenir l infectiosité du virus. Il existe deux types de cultures : Soit la culture conventionnelle qui dure 48h : recherche de l effet cyto-pathogène (ECP) modifications des cellules infectées in vitro, visibles au microscope au bout d un certain temps). Soit la culture orientée qui dure 24 h : recherche par des Ac monoclonaux, la présence de protéines virales synthétisées au cours du cycle de réplication virale. La culture orientée respecte le principe suivant : on inocule le prélèvement, et après une incubation courte on rajoute des anticorps monoclonaux. On ajoute ensuite des anticorps dirigés contre les anticorps monoclonaux, qui sont marqués avec une enzyme, qui va, après ajout de substrat, se colorer, et être visible au microscope. Par cette technique, on ne verra pas les modifications des cellules, comme avec la culture lente ou conventionnelle, mais des amas colorés dans le cytoplasme des cellules infectées. La biologie moléculaire est aussi utilisée en particulier la PCR : que l on met en place obligatoirement dans les cas d encéphalite, à partir d un prélèvement de LCR (réalisée pour toute suspicion d encéphalite virale, quel que soit le virus). L immunocytodiagnostic est une autre possibilité. La sérologie n a pas d intérêt majeur pour le diagnostic d une infection aigue.

11 7 : traitements : Les formes graves d infections représentent des urgences thérapeutiques, en particulier l encéphalite herpétique et l herpès néo-natal. Les résistances aux traitements sont rares, les virus à ADN étant des virus qui mutent beaucoup moins que ceux à ARN. Du fait de l existence de la latence, on ne peut pas se débarrasser définitivement des HSV. Traitements virostatiques qui traitent des crises aigues, de primo-infection, ou de réactivation. l Aciclovir Zovirax (IV, peros, crème) : C est le plus ancien. Zelitrex : (per os) C est une prodrogue, car peu d Aciclovir atteint le site voulu. permet donc une meilleure biodisponibilité. Se donnent aussi bien en médecine de ville qu à l hôpital. Foscarnet ou Foscavir (en IV) : - réservé à l usage hospitalier - indiqué dans les cas de résistance à l Aciclovir (ce qui est très rare) - A une toxicité rénale. Il existe d autres molécules à usage hospitalier lorsque les précédentes n ont pas d effet. En revanche, il n y a pas de vaccin contre le HSV.

12 III - Cytomégalovirus : 1 : généralités : Structure identique à celle des herpesviridae. Il n existe qu un seul type de CMV. Spécificité d hôte in vitro (le CMV ne se multiplie que dans les fibroblastes humains). Cycle de réplication long. Sites de latence multiples : Monocytes sanguins, CSH, Génome complexe ; matrice riche en protéines. 2 : épidémiologie : virus endémique : il circule en permanence (pas de caractère saisonnier). Le réservoir de ce virus est l Humain. Conditions socio-économiques importantes sur la séroprévalence, qui est d environ 50 %. La primo-infection est le plus souvent asymptomatique ou avec des signes banals. L excrétion virale a lieu dans différents sites : salive, pharynx, larmes, urines, sécrétions cervico-vaginales, sperme. Transmission par contact direct (car il s agit d un virus fragile) : Via l aéropharynx, sexuelle, transfusion, greffe, transmission mère-enfant. 3 : physiopathologie : Contamination par transmission naturelle, lors de la primo-infection, au cours de laquelle il va y avoir une virémie (qui n est pas là lors de l infection par HSV), qui va participer à la diffusion du virus dans l organisme. La primo-infection est le plus souvent asymptomatique. La latence s établit dans les leucocytes, ou des organes, potentiellement greffons par la suite. D où l autre possibilité de transmission, iatrogène cette fois (transfusion ou greffe, sachant que désormais des méthodes existent pour faire disparaître la transmission par transfusion). Dès lors, une personne qui se fait greffer un organe contaminé par le CMV va soit subir une primo-infection, soit une réinfection (car il existe en réalité différentes souches de CMV, et l on peut se réinfecter avec une souche différente). Au cours d une réinfection, on a de nouveau une étape de virémie, etc. Un individu peut subir une réactivation sous l effet de facteurs déclenchant (exemple : immunodépression).

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