Les virus à la limite du vivant

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1 Les virus à la limite du vivant 1 PRÉSENTATION virus (biologie), micro-organisme constitué essentiellement d un acide nucléique entouré d une coque protéique, parasite intracellulaire obligatoire, souvent agent de maladies, bénignes ou graves. Actuellement, plusieurs milliers de virus ont été recensés. La virologie est le domaine de la microbiologie qui s intéresse aux virus. Bactériophage T4 Sur cette électronographie (représentation obtenue grâce à un microscope électronique), on distingue deux bactériophages T4, virus infectant les bactéries telles que Escherichia coli. Les bactériophages sont présents partout, mais en quantité plus importante dans les excréments, le sol et les eaux d'égout. 2 CARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES La principale caractéristique d un virus est liée à son incapacité à se reproduire seul : obligé d infecter des cellules, il utilise le matériel de transcription et de traduction de la cellule hôte pour ses propres besoins. Il doit en effet synthétiser des protéines dont le code est contenu dans son propre matériel génétique. Ces protéines jouent un rôle dans la construction des nouveaux virus auxquels il donnera naissance ou permettent la réplication de l acide nucléique viral. Les virus sont donc des parasites intracellulaires obligatoires. Les virus sont composés soit d acide ribonucléique (ARN), soit d acide désoxyribonucléique (ADN) jamais les deux simultanément, d une coque protectrice appelée capside, constituée de protéines seules ou combinées à des glucides, et parfois entourés d une

2 membrane plasmique provenant d une cellule hôte dont le virus est sorti, assemblage de phospholipides et de protéines. L acide nucléique est généralement constitué d une seule molécule, soit à simple brin, soit à double brin qui, chez certains virus, peut être segmentée en deux ou trois morceaux. Virus de la grippe et bactériophage T4 (structure) Le bactériophage (virus qui parasite les bactéries) représenté à gauche est constitué de cinq protéines qui forment respectivement la tête, le cou, la plaque, la queue et son extrémité fibreuse. Le virus de la grippe (à droite) comprend une enveloppe lipidique qui entoure une capside protéique, laquelle enferme le matériel génétique. Deux sortes d'excroissances protéiques déterminent les propriétés infectieuses du virus. En raison du taux élevé de mutations du virus de la grippe, les organismes doivent, pour chaque nouvelle variété, constituer une nouvelle protection immunitaire. 3 Contamination Les diverses modalités de la contamination dépendent à la fois du virus et de l hôte. Les virus végétaux se transmettent le plus souvent par des insectes, parfois par le frottement des feuilles, la plante contaminée infectant l autre de proche en proche. La plupart des contaminations virales chez l homme et chez les animaux proviennent des voies respiratoires (virus de la grippe ou de la rougeole) ou sexuelles, ou se produisent par transmission du virus de la mère à l embryon à travers la barrière placentaire. Un grand nombre d infections (la rage, par exemple) sont consécutives à des morsures d animaux ou à des piqûres d insectes (virus de la fièvre jaune). Le mode de contamination par contact, rare, ne concerne guère que les papillomavirus. Une fois l hôte infecté, le virus peut pénétrer à l intérieur des cellules. Des modes de reconnaissance spécifiques faisant intervenir à la fois la capside virale et la membrane cellulaire sont indispensables à la contamination. Cela explique pourquoi chaque virus n envahit qu un type particulier de cellules, spécifique. Par exemple, le VIH infecte les lymphocytes T4 grâce aux récepteurs CD4 situés à la surface de ces derniers.

3 Modes de contamination du virus Ebola Le virus Ebola se transmet par des aiguilles et autres matériels médicaux non ou mal stérilisés et par contact avec les liquides physiologiques (sang, salive, urine, selles, vomissures) et sécrétions corporelles (sécrétions génitales et peutêtre sueur) d'une personne infectée, ce qui explique son haut potentiel épidémique. Une fois dans l'organisme, le virus ne tarde pas à envahir le sang et les cellules du foie (1). La progression de la maladie s'accompagne de l'atteinte d organes vitaux tels le foie, la rate et les reins (2), pouvant provoquer des hémorragies internes (3) la fièvre Ebola appartient au groupe des fièvres hémorragiques. Au cours de la deuxième semaine suivant l'apparition des premiers symptômes, la fièvre Ebola peut évoluer vers la guérison ou (dans 50 à 90 p. 100 des cas selon le sous-type viral impliqué), vers la mort, qui survient en quelques jours. 4 Libération À la suite de l assemblage de leurs composants, les virus s agglomèrent dans le cytoplasme, sous la surface de la membrane cellulaire. Pour certains, le processus de libération s accompagne d une destruction de la cellule infectée. C est le cas des bactériophages, dont la sortie provoque la lyse des bactéries infectées. Pour d autres, des bourgeons se forment sur la membrane cellulaire sans détruire la cellule, et les virus sortent, emportant le bout de membrane plasmique qui les entoure. L infection peut alors être silencieuse c est-à-dire que les virus se répliquent à l intérieur de la cellule sans l endommager. Cependant, même lorsque la sortie des virus a lieu par bourgeonnement, il peut s ensuivre une destruction cellulaire (par exemple, lorsque les copies virales, trop nombreuses, provoquent une multitude de perforations dans la membrane cellulaire qui n a pas le temps de se régénérer).

4 Cycles lytique et lysogénie Tous les virus bactériophages ont un cycle lytique (infectieux) pendant lequel le virus, incapable de se reproduire par ses propres moyens, injecte son matériel génétique dans la bactérie. Grâce aux enzymes et aux ribosomes de l'hôte, le virus peut être répliqué à plus de cent exemplaires avant que l'hôte n'éclate. Mais parfois, certains bactériophages se comportent autrement. Leur matériel génétique s'intègre au chromosome de la bactérie qui le transmet à ses descendants (lysogénie). Dans un cas pour cent mille, l'adn viral est activé et entame un cycle lytique. 5 VIRUS ET SANTÉ Il existe des centaines de virus qui peuvent provoquer des maladies très diverses chez toutes les espèces vivantes (Voir aussi maladies animales). Chaque virus est spécifique d une ou de plusieurs espèces proches. La majorité des infections virales se traduit simplement par une légère fatigue ; ainsi, le rhume est une infection virale qui affecte chaque année des millions de personnes. D autres infections entraînent des complications plus ou moins graves dues au virus lui-même ou à une infection bactérienne opportuniste. C est le cas des virus de la grippe, de la rougeole, des oreillons, des boutons de fièvre (ou herpès), de la varicelle, du zona, des verrues et des hépatites. Enfin, certaines contaminations posent un problème très grave, car elles sont mortelles à court terme ; c est le cas de la rage, des fièvres hémorragiques, de l encéphalite, de la poliomyélite et de la fièvre jaune. Des virus et des cytomégalovirus peuvent être à l origine de malformations congénitales ou provoquer la mort du fœtus. Le virus de la rubéole, par exemple, le plus souvent bénin, peut passer totalement inaperçu ; en revanche, il provoque de graves malformations chez l enfant s il touche une femme enceinte. C est la raison pour laquelle la vaccination antirubéolique des fillettes est indispensable. Le sida est provoqué par un rétrovirus. Il existe également des virus liés aux cancers humains comme le HTLV, mais le virus de l hépatite B (VBH) peut également être responsable de cancers du foie, de même que certaines formes de papillomavirus pourraient jouer un rôle dans la cancérogenèse. La recherche contemporaine découvre les effets d autres virus sur l apparition de certains types de cancer et de maladies chroniques comme la sclérose en plaques et d autres maladies dégénératives.

5 7 VIRUS ET RECHERCHE La recherche sur les virus s intéresse, d une part, à leur mécanisme de réplication, dans le but de pouvoir stopper leur développement et d éliminer ainsi les maladies virales, et, d autre part, à comprendre comment les virus reconnaissent les cellules qu ils infectent afin d éviter cette infection. L étude des maladies virales a également permis de mieux appréhender la réponse immunitaire face aux agents infectieux. Les virus peuvent être utilisés pour injecter dans les cellules de nouveaux gènes que ces dernières ne possédaient pas. Ainsi, en construisant des virus chimères contenant à la fois une partie du matériel génétique viral, mais non pathogène, et un gène extérieur, on peut transformer des cellules, voire des organismes entiers, si les cellules infectées sont des cellules embryonnaires (voir organismes génétiquement modifiés). Cette technique a été utilisée pour modifier des plants de tabac en les infectant avec un virus de la mosaïque du tabac chimère, ou des bactéries avec le bactériophage lambda. Elle pourrait également être mise en œuvre dans le cadre de la thérapie génique, qui vise à introduire un gène dans des cellules pour traiter une maladie due au déficit ou au dysfonctionnement d un gène essentiel. En effet, en utilisant un virus chimère qui infecterait ces cellules, on pourrait y introduire un exemplaire fonctionnel du gène voulu. Pour certains cancers du poumon, cette méthode est au stade des essais cliniques. Malgré des résultats encourageants, publiés en septembre 1996, la méthode n est encore ni utilisable à grande échelle ni généralisable. Il n est pas exclu, par exemple, qu un virus rendu totalement inoffensif puisse redevenir pathogène à la suite d une série de mutations.