En savoir plus sur les virus

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1 En savoir plus sur les virus On connaît des dizaines de milliers de virus différents qui infectent les plantes, les animaux, ou même les bactéries. Ce dossier vous permettra d'en savoir plus, sur leur mutation, leur taille, leur contamination. soni_intro.jpg Maquette du virus de la grippe - copyright M. Depardieu Quelle est la taille d un virus? Les virus ont une taille qui les situe tout en bas de l échelle des dimensions. En moyenne, la taille d un virus n est qu un millième de celle d une bactérie, ce sont les plus petits micro-organismes. soni_1.jpg Cytomegalovirus (CMV)- copyright : PL. Guillevin Si l on prend pour ECHELLE de référence : UN MICRON soit un millionième de mètre - Une cellule humaine ordinaire a un diamètre de dix microns. Elle est donc pratiquement invisible sans microscope. - Un globule rouge a un diamètre de 7 microns. - Une bactérie typique, celle par exemple en forme de bâtonnet, a une longueur d environ deux microns ; - Les petites bactéries sphériques ont un diamètre à peine supérieur à 4/10 de microns. - Le virus de la fièvre jaune a un diamètre de 2/100 de microns. Un virus doit-il être considéré comme un objet inerte ou comme un être vivant? Pendant très longtemps, la nature exacte des virus est restée pour les biologistes un véritable mystère. Et la question de savoir s ils doivent être considérés comme des objets inertes ou des êtres vivants reste posée. On les considère comme vivants à l intérieur de la cellule, et inertes à l extérieur. Ils ne se multiplient en effet, qu à l intérieur de la cellule, tandis qu à l extérieur ils sont presque inertes et ne réalisent parfois que quelques réactions chimiques. Biochimiquement, cependant tous les virus, contiennent soit de l ADN, soit de l ARN. Les genomes viraux sont donc constitues des memes composants que les genomes cellulaires. Quelle est la structure d un virus? Un virus est généralement composé d au moins deux composants essentiels : - une ou plusieurs molécules d ADN ou ARN, avec ou sans protéines associées.c est le génome viral. - une coque de protéines entourant les molécules d ADN ou d ARN. soni_2.jpg Maquette du virus de la rage - copyright M. Depardieu

2 Chez un virus, l ADN est de petite taille. Alors que dans la cellule humaine, cette molécule est bien plus longue (déroulée, elle mesure environ 1 m 50). Certains virus, peuvent avoir une enveloppe supplémentaire (constituée de lipides et de protéines), qui entoure la coque de protéines : on les appelle virus enveloppés, et on les différencie ainsi des virus nus. Qu est-ce qui fait qu un virus est dépendant de la cellule? La cellule représente pour le virus l environnement indispensable à sa survie. Nous pouvons nous représenter les virus comme des hors-la-loi, qui prennent à leur compte la chimie de la cellule. Le virus apporte ses propres gènes, modifiant ainsi les caractéristiques de la cellule. Un virus emporte parfois avec lui de l ADN de la cellule infectée et le transporte dans une autre cellule qu il infecte. soni_3.jpg cellule infectée (située en arrière plan) par le virus HIV responsable du SIDA entrain de fusionner avec une cellule non infectée, qui le devient alors) copyright J.C. Chermann Quelle est la différence entre un virus et une bactérie? Une bactérie est beaucoup plus grosse et plus autonome qu un virus. C est un organisme, formé d une cellule, qui n est considéré ni comme un animal ni comme une plante. Contrairement aux virus, les bactéries n ont pas nécessairement besoin d une cellule pour survivre ou se multiplier. De formes très variées elles peuvent vivre dans l eau, le sol, les organismes vivants ou comme parasites de l homme, des animaux et des plantes. Notre organisme en compte beaucoup. Rien que notre intestin en comprend déjà plusieurs milliards. Toutes les bactéries ne sont pas susceptibles de déclencher une maladie. Celles de l intestin par exemple, sont indispensables à notre digestion. D autres, au contraire, peuvent envahir nos organes et y provoquer des infections. C est le cas notamment des abcès, des angines, des pneumonies ou des septicémies. soni_4.jpg Escherichia Coli, entérobactérie - hôte normal du tube digestif - copyright M. Gauthier 2 ) Combien y a-t-il de virus différents? On connaît des dizaines de milliers de virus différents qui infectent les plantes, les animaux, ou même les bactéries. Il est probable qu il en existe beaucoup plus. Dans le passé les chercheurs ont tenté de les classer : - en fonction de la nature de leur matériel génétique (les virus à ADN et les virus à ARN) - de leur hôte (les virus de plantes, d animaux ou de bactéries) - de leur forme. Aujourd hui, on en vient à une vision plus généalogique en les regroupant en familles ou sous-familles. Par exemple, les virus du SIDA de l homme, du singe et du chat sont regroupés dans une même famille car ils sont très similaires. On a ainsi un très grand nombre de familles différentes de virus.

3 A quoi ressemblent les virus? Un microscope classique ne permet pas de voir les virus. Il fallut attendre le premier microscope électronique mis au point dans les années trente et qui entre-temps s est, bien sûr, considérablement perfectionné. Il permet aujourd hui de distinguer des objets en trois dimensions dont le diamètre est de l ordre du nanomètre soit du millième de micron. Grâce à ces outils très performants on a pu mettre en évidence des virus aux formes les plus variées. Tous sont avant tout des sortes de petites boîtes qui entourent un morceau d ADN ou d ARN. Si certains peuvent simplement former une sphère ou ressembler à un tonneau ou un bâtonnet, d autres peuvent avoir des allures d extraterrestres. soni_5.jpg SIDA soni_6.jpg Ebola Où se cachent-ils? Il y a des virus partout où il y a des cellules. On pense qu il existe des virus chez tous les organismes vivants. Le nombre de ceux qui infectent l homme s élève à quelques centaines. Mais tous ne sont pas susceptibles de déclencher une maladie. Et il est probable que la faune et la flore hébergent des dizaines de milliers d espèces virales différentes. En général, nous n avons pas grand-chose à craindre de celles spécifiques aux plantes par exemple. La source principale de virus pathogènes pour l homme est essentiellement l homme mais pas uniquement! Dans les laboratoires les chercheurs étudient surtout ceux qui nuisent à notre santé ou à celle de notre environnement direct, à savoir les plantes cultivées et les animaux domestiques. Ils ont pu ainsi en isoler environ Il y a de fortes chances pour que l on trouve des virus dans presque toutes nos cellules. Nous en avons par exemple en permanence sur les muqueuses respiratoires (nez, bronches, poumons) et digestives (bouche, intestin). Ceux-ci sont généralement bien supportés. Comment nous contaminent-ils? Pour nous contaminer un virus doit pénétrer dans l une de nos cellules. Celle-ci se présente un peu comme une petite bulle de savon dont la membrane est faite de graisse. Le virus commence par s y coller, pour ensuite pénétrer dans la cellule de manière différente suivant les cas. Soit il fait un trou, soit il fusionne avec la membrane, soit il se fait gober par la cellule elle-même. Dans tous les cas, il libère ses constituants à l intérieur de la cellule. Comment un virus passe-t-il d un individu à l autre? Les virus peuvent être transmis de nombreuses façons : par voie aérienne, par l eau ou les aliments, par contact direct entre personnes, par des insectes ou par certains objets. Il est par exemple recommandé d éviter d échanger les bâtons de rouge à lèvres car ils sont des voies de transmission privilégiées pour le virus de l herpès. La capacité à être transmis d une personne à l autre dépend

4 du nombre de virus produits dans le premier organisme, et de leur localisation. Par exemple, un virus présent en faible quantité dans les ganglions, le sang et les sécrétions comme dans le cas du virus du SIDA, nécessite un contact sexuel. Il sera donc transmis moins facilement qu un virus présent en abondance dans la muqueuse nasale comme celui de la grippe. Dans ce cas, une personne contaminée, en éternuant, projette le virus dans l air et sur les doigts. Celui-ci pénètre chez la personne qui, à proximité, le respire par le nez ou la bouche. Il se fixe ensuite sur les cellules des voies respiratoires dans lesquelles il pénètre et se multiplie. image.tiff Pasted Graphic 1.tiff Particules herpétiques dans le noyau de la cellule - copyright J.G. Fournier Une fois qu un virus a pénétré dans l une de nos cellules, comment se répand-il dans notre organisme? Il se multiplie dans la première cellule à très grande vitesse pour aboutir à la production de milliers de virus. Ceux-ci vont à leur tour attaquer les cellules voisines puis d autres, plus distantes, en voyageant à l intérieur de l organisme par la voie sanguine, la voie digestive, la voie nerveuse, etc. Dans le cas du virus de la grippe, une fois qu il s est multiplié au sein de la première cellule, celle-ci meurt tout en sécrétant d autres particules virales qui gagnent de nouvelles cellules des voies respiratoires. Les virus de la grippe se répandent alors dans tout l organisme. Ils peuvent ensuite attaquer les poumons et les muscles, d où souvent, des sensations de courbatures. Quel est le mécanisme de multiplication d un virus? Le cycle normal de multiplication d'un virus peut être divisé en trois grandes phases : Première phase : l'entrée du virus dans la cellule Deuxième phase : la production en grande quantité des éléments constitutifs du virus. Pour cela son génome se multiplie et l'information génétique qu il contient est décodée par la cellule pour synthétiser les protéines virales. Troisième phase : les éléments nouvellement produits, génomes et protéines, s'assemblent avec précision pour former de nouveaux virus qui sortent de la cellule pour entamer un nouveau cycle. La durée du cycle viral est très variable. En fonction des virus elle va de six heures pour les virus les plus simples (comme le virus de la polio), à plus de 72 heures pour les virus les plus complexes comme certains virus de la famille de l herpès. Pourquoi y a-t-il des virus plus contagieux que d autres? La capacité à être transmis d une personne à l autre dépend du nombre de virus produits dans le premier organisme, et de leur localisation. Par exemple, un virus présent en abondance dans la muqueuse nasale sera transmis beaucoup plus facilement, à la faveur d un éternuement (cas du virus de la grippe) qu un

5 virus présent en faible quantité dans les ganglions, le sang et les sécrétions (cas du virus du SIDA), qui nécessite un contact sexuel. 1 #$!@%!# image.tiff Pasted Graphic 2.tiff Cellule produtrice du virus HIV responsable du sida - copyright J.C. Chermann La grippe doit son extrême contagiosité à sa capacité d'être transmise par un aérosol, un ensemble de micro gouttelettes liquides, en suspension dans l'air. Ces aérosols formés lors de la toux ou des éternuements sont très riches en particules virales car le virus se réplique dans les voies respiratoires. Les épidémies diffusent d'autant plus rapidement. Bien sûr la contagion par un contact plus direct est aussi possible. Pourquoi les hommes n'attrapent pas les virus des animaux? Faux : tout dépend du virus. Certains peuvent très bien infecter l'homme. C'est le cas de la grippe des oiseaux par exemple. Si certains virus animaux n'infectent pas l'homme, c est parce qu ils sont adaptés à l'environnement spécifique d un organisme animal et ne peuvent en changer. Ils se trouvent un peu dans la situation d un animal marin qui aurait beaucoup de difficultés à s'adapter à un environnement désertique. Pour pouvoir infecter un organisme humain, les virus animaux doivent donc «muter». On dit d un animal ou d un végétal qu il est «mutant» lorsqu il présente des caractères nouveaux par rapport à ses ascendants. Dans le cas d un virus, on parle de mutation lorsqu il y a transformation, même infime, du morceau d ADN ou d ARN qu il porte. Dans certains cas, l adaptation est simple et nécessite un changement mineur. Tel est le cas notamment de la grippe des oiseaux ou du SIDA du singe, qui peuvent être transmis à l homme. Mais parfois, le changement nécessaire est trop important et l adaptation trop difficile pour qu elle se réalise. Tel est le cas du SIDA du chat ou de la leucémie des souris, qui ne sont pas transmissible à l homme. Cette caractéristique dite de «variabilité» est bien connue des chercheurs. Par exemple les virus ARN mutent en général plus facilement que les virus ADN. Les chercheurs ont pu constater qu en introduisant un virus dans un animal ils favorisent l émergence de mutants dont on ne peut pas toujours prévoir les propriétés. Un certain nombre de maladies comme le SIDA ou certaines fièvres hémorragiques sont soupçonnées d être le résultat d une transmission accidentelle d un virus animal à l homme. 2 #$!@%!# image.tiff Pasted Graphic 3.tiff Virus HIV-1 -copyright G. Torpier Comment savoir si l on est infecté par un virus? Par la détection de deux formes d indices : - des indices cliniques. Ce sont les premiers symptômes d une maladie virale. Exemple : une toux sèche peut correspondre à une atteinte virale, tandis qu une toux grasse est généralement causée par une atteinte bactérienne.

6 - des indices biologiques que l on peut détecter soit par des prises de sang, soit par d autres prélèvements comme une ponction lombaire ou une biopsie. Grâce à quoi on aboutit à deux types de déductions : La déduction indirecte de l infection : dans ce cas on compte par exemple le nombre d enzymes relâchés par le foie lorsqu il est altéré ou alors les anticorps fabriqués par les défenses immunitaires La déduction directe : On cherche à compter directement le nombre de virus. C est ce que l on appelle : mesurer la «charge virale». Pourquoi ne peut-on pas attraper deux fois certaines maladies virales comme la rougeole ou la varicelle? Quand nous sommes contaminés par un virus, certains globules blancs les «dévorent». La présence du virus va provoquer la multipplication des globules blancs...", les globules blancs se multiplient abondamment jusqu à devenir très nombreux. Lorsque le virus pathogène tente de pénétrer une deuxième fois dans l organisme, les globules blancs qui lui correspondent sont plus nombreux et l éliminent. C est le principe même du vaccin. Si cette forme d immunité marche naturellement pour certaines maladies virales et non pour d autres c est parce qu il y a des virus plus ou moins faciles à détruire pour les cellules. Il existe des maladies de l enfance très fréquentes dans nos régions, et totalement absentes dans d autres comme la varicelle, les oreillons ou la rougeole. 3 #$!@%!# image.tiff Pasted Graphic 4.tiff Bourgeonnement des particules de virus de la rougeole à partir de la membrane de cellules dentritiques infectées copyright Kaiserlian D.DR. Les esquimaux, par exemple, n ont jamais attrapé la rougeole. On dit qu il est mieux de les attraper dans l enfance peut ainsi en être protégé durant de longues années. Mais il est toujours mieux de se protéger par la vaccination plutôt que de tomber malade. Est-ce qu'un gène viral tapi dans nos cellules peut se réveiller? Si oui dans quelles conditions? C'est le cas du virus de l'herpès par exemple. Il peut rester tapi dans nos cellules sans pour autant se manifester des années durant. Mais attention il peut se réveiller lors d'une poussée de fièvre ou d'une exposition au soleil. On ignore toujours par quel mécanisme. 4 #$!@%!# image.tiff Pasted Graphic 5.tiff Maquette du virus de l'herpès - copyright M. Depardieu Les chercheurs s en servent aujourd hui comme d un outil pour certaines thérapies? Oui, depuis quelques années les chercheurs ont eu l idée d utiliser la capacité des virus à pénétrer à l intérieur d une cellule pour remplacer un gène défectueux par un gène sain. (voir «la thérapie génique» Platypus Press). Dans ce cas on donne au virus, transporteur du gène, le nom de «vecteur». La mise

7 au point de ces vecteurs fait aujourd hui l objet de nombreuses recherches dans le monde entier. Elles participent à l élaboration de ce que l on appelle «la thérapie génique», qui pourrait nous permettre un jour de guérir des maladies considérées jusqu ici comme incurables. Il va de soi que, pour éviter toute prolifération accidentelle, la fabrication de ces virus fait l objet de surveillances extrêmement sévères. Il s agit là d un tournant très important dans l histoire de la médecine. Des virus artificiellement modifiés pourraient aussi permettre la mise au point de nouveaux vaccins. Par ailleurs on s est aperçu que des virus (les parvovirus) étaient capables de faire régresser les tumeurs cancéreuses. Ces virus peuvent infecter toutes les cellules de l organisme, mais curieusement ils ne peuvent se multiplier que dans les cellules tumorales ce qui a pour avantage d entraîner leur destruction. Forts de ce constat, des chercheurs tentent actuellement d utiliser la spécificité de ces virus pour la mise au point de médicaments antimoraux.