LES VIRUS Structure et classification Multiplication Eléments du diagnostic Hôpitaux Universitaires Pitié-Salpêtrière Charles Foix Assistance Publique- Hôpitaux de Paris Vincent THIBAULT Laboratoire de Virologie V.Thibault_Fev.-15 1 Cours de virologie Intitulés des cours Dates & heures Intervenants Généralité Structure et classification des virus Multiplication des virus Virus des hépatites Infections respiratoires virales Mardi 10 février 14 h -16 h Mardi 24 février 14 h 16 h Mercredi 25 février 14 h 16 h Dr. V. THIBAULT Dr. V. THIBAULT Pr. A. VABRET Retroviridae Diarrhées virales Infections virales sexuellement transmissibles Eruptions virales vésiculeuses et maculopapuleuses Herpès virus lymphotropes Mécanismes d action des antiviraux Infections virales Mère-Enfant Méningites et encéphalites virales Mercredi 4 mars 16 h 15 18 h 15 Mercredi 11 mars 14 h 16 h Mercredi 18 mars 16 h 15 18 h 15 Mercredi 25 mars 14 h 16 h Mardi 31 mars 14 h 16 h Mardi 7 avril 14 h 16 h Dr. A. MAILLARD Pr. A. VABRET Dr. J. DINA Dr. J. DINA Dr. V. THIBAULT Dr. J. DINA V.Thibault_Fev.-15 2
HISTORIQUE DÉFINITION V.Thibault_Fev.-15 3 Les prémices de la virologie Edward Jenner (1749-1823) V.Thibault_Fev.-15 4
La notion d'ultra-filtrat Chamberland Candles (ultra-filters) development of the Chamberland-Pasteur unglazed porcelain ultra-filter V.Thibault_Fev.-15 5 Quelques dates clé 1796 : Tâtonnements salvateurs Jenner : Variole et cowpox Pasteur : la rage (1885) 19e siècle : définition sur des caractères négatifs invisibles en microscopie non cultivables ( bactéries) non arrêtés par les filtres ( bactéries) 1898 : notion de virus filtrants "principe filtrant" : sève de tabac malade découverte du virus de la mosaïque du tabac (VMT/TMV) 1892 : Ivanovski Virus Mosaïque du Tabac Beijerinck : Contagium vivum fluidum premiers virus : animal : virus de la fièvre aphteuse 1901 : Reed (YFV) humain : virus de la fièvre jaune bactérien : bactériophage Années 1930 : de l'invisible au moléculaire apport de la biochimie : VMT "cristal protéique infectieux", puis riboprotéine (ARN) apport de la cristallographie : VMT en bâtonnet apport de la microscopie électronique (années 40) : le virus se voit! le phage du colibacille contient de l'adn Années 1950 : les cultures cellulaires culture des virus premiers vaccins 1917 : Twort, D'Herelle (virus de bactérie) 1953 : Lwoff Phage et prophage coloration négative en microscopie électronique : capsides à symétrie hélicoïdale ou cubique V.Thibault_Fev.-15 6
Définition "Les virus sont les virus" A. Lwoff [1902-1994] En 1957, André Lwoff donne une définition claire et moderne des virus Les virus sont infectieux et potentiellement pathogènes entités nucléo-protéiques possédant un seul type d'acide nucléique (ARN ou ADN) ils sont reproduits (par la cellule) à partir de leur matériel génétique ils sont incapables de croître et de se diviser ils sont dépourvus de système de Lipmann Selon le dictionnaire latin-français Gaffiot, le mot virus désigne à la fois la semence animale, le venin ou poison et l'amertume ou âcreté A transmission electron micrograph of a thin section of Escherichia coli K-12 infected with Bacteriophage T4. Dark viruses on the outside are ones that did not eject their DNA into the bacterial host. Image courtesy of John Wertz. V.Thibault_Fev.-15 7 Entité biologique simple Structure spécifique Définitions de base génome : un acide nucléique et un seul capside : ensemble de protéines associées au génome consistant en de multiples copies d'un nombre réduit de protéines enveloppe ou peplos (pour les virus enveloppés) : couche lipidique de surface dérivée des membranes cellulaires et porteuse de protéines codées par le génome viral Fonctionnement spécifique parasite intracellulaire absolu : la cellule fournit l'ensemble des précurseurs moléculaires, de la machinerie de synthèse et des sources d'énergie multiplication par un processus de réplication : l'ensemble des composants viraux est synthétisé de novo à partir du seul message génétique viral sans croissance et sans division V.Thibault_Fev.-15 8
Structure des virions Glycoprotéines de l enveloppe Enveloppe Capside Virus nu Génome viral Virus enveloppé V.Thibault_Fev.-15 9 Relation structure/épidémiologie Virus nus : résistant bien dans le milieu extérieur transmis par voie interhumaine directe ou par voie indirecte pas de prédominance saisonnière particulière Virus enveloppés (sauf exceptions) fragiles et rapidement inactivés dans le milieu extérieur transmis essentiellement par voie interhumaine directe transmis préférentiellement pendant les saisons froides (virus respiratoires par exemple) V.Thibault_Fev.-15 10
*Enveloppé Nu Kramer et al. BMC Inf. Dis. 2006, 6:130 V.Thibault_Fev.-15 Type de virus Adenovirus Astrovirus *Coronavirus *SARS associated virus Coxsackie virus *Cytomegalovirus *Echovirus HAV *HBV *HIV *Herpes simplex virus, type 1 and 2 *Influenza virus Norovirus and feline calicivirus (FCV) Papillomavirus 16 *Papovavirus Parvovirus Poliovirus type 1 Poliovirus type 2 *Pseudorabies virus *Respiratory syncytial virus Rhinovirus Rotavirus *Vacciniavirus Persistance (extrêmes) 7 days 3 months 7 90 days 3 hours 72 96 hours > 2 weeks 8 hours 7 days 2 hours 60 days > 1 week > 7 days 4.5 hours 8 weeks 1 2 days 8 hours 7 days > 7 days 8 days > 1 year 4 hours < 8 days 1 day 8 weeks 7 days up to 6 hours 2 hours 7 days 6 60 days 3 weeks > 20 weeks 11 Des structures différentes Unité structurale : 2 éléments constants Génome: ARN ou ADN sous toutes leurs formes, monocaténaire ou bicaténaire, linéaire ou circularisé Petit 3 à 300kb (génomes et cdna infectieux) Compactage : Polyprotéine, Phases de lecture, Épissage Capside: Hélicoïdale, Tubulaire ou Icosaédrique Capacité de codage limitée Assemblage symétrique Capsomères+ Génome NUCLÉOCAPSIDE Enveloppe (fragilité, transport) Protéines enzymatiques (impliquées dans la réplication) V.Thibault_Fev.-15 12
Structure Glycoprotéine (surface) Génome : ADN, ARN SS ou DS Linéaire ou Segmenté Capside Enveloppe Génome Protéine Bactériophage Capside Virus de la mosaïque du tabac V.Thibault_Fev.-15 13 L'icosaèdre = 20 triangles équilatéraux herpèsvirus Un icosaèdre régulier contient 12 sommets, 30 arêtes et 20 faces T = nombre de triangulation (nombre de subdivisions de chaque face de l'icosaèdre en petits triangles) Adénovirus V.Thibault_Fev.-15 14
Enveloppe virale ou peplos Peplos = manteau en grec, peplum = bouclier dérivée des membranes cellulaires : bourgeonnement de la cellule hôte (mb. cytoplasmique ou nucléaire) ou mb. intracytoplasmiques (Golgi, rét. endo.) Constituée d une bicouche lipidique et de protéines virales glycosylées ou non PÉPLOMÈRES Pour certains virus, l'enveloppe est tapissée d'une couche protéique virale : la matrice (grippe, rage, HIV ) Acquisition de l enveloppe au cours de la dernière phase de l assemblage Sensibilité aux solvants = virus + fragile Dégradation dans le milieu extérieur ou digestif Chaleur; dessiccation, Dégradation par la barrière digestive Protéines de l enveloppe: propriétés différentes Protéines d attachement, Hémagglutinines Morphologie Antigènes : Vaccin, Ac Neutralisants protecteurs Propriétés Enzymatiques V.Thibault_Fev.-15 15 ADN: stable biochimiquement Le génome viral stable génétiquement car répliqué par des systèmes enzymatiques capables de corriger les erreurs de recopiage peut permettre le maintien de génomes viraux longs et d'un seul tenant ne nécessite pas obligatoirement des enzymes de réplication spécifiquement virales (ADN polymérases cellulaires) spécifiquement virales (ADN polymérases cellulaires) ARN: peu stable biochimiquement (sauf si bicaténaire) car très sensible aux hydrolyses chimiques et enzymatiques peu stable génétiquement car répliqué par des systèmes enzymatiques incapables de corriger les erreurs de recopiage ne tolère que des génomes courts et/ou fragmentés (possibilité de complémentation en cas de mutation létale) nécessite obligatoirement des enzymes de réplication spécifiquement virales (pas d'enzymes cellulaires) V.Thibault_Fev.-15 16
Structure d'un virus ARN ( ) : la grippe V.Thibault_Fev.-15 17 CLASSIFICATION V.Thibault_Fev.-15 18
Origine et évolution Origine hypothétique : (pas de virus fossiles) Apparition avant ou pendant la genèse cellulaire Evolution rétrograde à partir d autres organismes Evolution polyphylétique : (absence d'ancêtres communs) Virus ARN ; virus ADN ; Rétrovirus Potentiel évolutif important Temps de génération court & nombreux virions produits Taux élevé de mutations (polymérases virales) Variabilité Génétique des virus & quasi-espèce Problèmes diagnostiques (génomes & antigènes) Problèmes thérapeutiques (résistance) Problèmes vaccinaux (échappement) V.Thibault_Fev.-15 19 Classification des virus : critères de classification (I) Classification essentiellement fondée sur des critères structuraux (et de plus en plus la séquence nucléotidique) laissant au second plan les propriétés biologiques (en particulier la pathologie) Critères structuraux majeurs : nature de l'acide nucléique : ADN ou ARN symétrie de la capside : cubique, hélicoïdale ou complexe présence d'une enveloppe nombre de capsomères (symétrie cubique) ou diamètre de la nucléocapside (symétrie hélicoïdale) V.Thibault_Fev.-15 20
Classification des virus : critères de classification (II) Autres critères structuraux : taille du virus : de 20 à 1000 nm taille du génome viral : de 1,7 kb à 280 kb nombre de brins de l'acide nucléique génomique : 1 ou 2 séquence nucléotidique propriétés physicochimiques : densité coefficient de sédimentation sensibilité à l'éther, aux acides, aux bases, à la chaleur, aux rayonnements ionisants Critères fonctionnels polarité du génome : ARN positif, négatif ou ambisens nombre, fonction, séquence des protéines virales localisation des gènes sur le génome stratégie d'expression et de réplication du génome Propriétés biologiques réactivité antigénique tropisme cellulaire ou tissulaire épidémiologie pouvoir pathogène V.Thibault_Fev.-15 21 Classification des virus 1. Ordre : - virales (7 : Caudovirales; Herpesvirales; Ligamenvirales; Mononegavirales; Nidovirales; Picornavirales; Tymovirales) 2. Famille : - viridae (97 familles) 3. Sous-famille : - virinae (seules quatre familles ont des sous-familles) 4. Genre : - virus 5. Espèce : nom courant du virus (+ de 2800 reconnus en 2011!) 6. Type : déterminé par la sérologie (sérotype) ou par l'analyse génétique (génotype) 7. Variant intratypique : reconnu par la sérologie ou par l'analyse génétique 8. Souche : population virale homogène obtenue à partir d'un isolat Ordre, Famille, Sous-famille, Genre : en italique, 1 ère lettre majuscule Espèces : en caractère droit, sans majuscule! http://ictvonline.org/virustaxonomy.asp V.Thibault_Fev.-15 22
Classification des virus TAXONOMIE et TERMINAISONS: Famille: -viridae ex: Herpesviridae Sous-famille: -virinae ex: Herpesvirinae Genre et espèce: -virus ex: Herpesvirus PHYLOGÉNIE DES VIRUS: Différenciation entre types, entre sous-types Distances phylogénétiques et homologie: Arbre phylogénétique QUASIESPECE: Ensemble de clones constituant l isolat viral Complexité et Diversité http://ictvonline.org/virustaxonomy.asp V.Thibault_Fev.-15 23 Classification des virus (I) ARN monocaténaire Capside icosaédrique à symétrie cubique Virus nus Picornaviridae (+) Enterovirus poliovirus coxsackie virus échovirus Hépatovirus virus de l'hépatite A Paréchovirus paréchovirus 1 & 2 Astroviridae (+) Astrovirus Astrovirus humain 1-8 Caliciviridae (+) Norovirus v. Norwalk Sapovirus v. Sapporo Hepeviridae (+) Hepevirus virus de l'hépatite E Virus enveloppés Togaviridae (+) Alphavirus v. du chikungunya Rubivirus virus de la rubéole Flaviviridae (+) Flavivirus v. de la dengue v. de la fièvre jaune Hépacivirus virus de l'hépatite C V.Thibault_Fev.-15 24
ARN monocaténaire Classification des virus (II) Capside tubulaire à symétrie hélicoïdale Virus enveloppés Coronaviridae (+) Coronavirus coronavirus humain 229 E MERS coronavirus SARS coronavirus Filoviridae (-) Marburg virus virus Marburg Ebolavirus virus Ebola Rhabdoviridae (-) Lyssavirus v. de la rage Paramyxoviridae (-) Paramyxovirinae Respirovirus v. parainfluenza 1&3 Rubulavirus v. des oreillons v. parainfluenza 2&4 Morbilivirus v. de la rougeole SARS coronavirus virus Ebola v. parainfluenza 1&3 Pneumovirinae Pneumovirus v. respiratoire syncitial V.Thibault_Fev.-15 25 ARN monocaténaire segmenté Classification des virus (III) Capside tubulaire à symétrie hélicoïdale Virus enveloppés Orthomyxoviridae (-) Influenzavirus A virus de la grippe A Influenzavirus B virus de la grippe B Influenzavirus C virus de la grippe C Bunyaviridae (-,+/-) Bunyavirus v. de l'encéphalite de Californie v. de la fièvre de la vallée du Rift v. de la FH de Crimée-Congo Hantavirus virus hantaan Arenaviridae (+/-) Arenavirus v. Lassa V.Thibault_Fev.-15 26
ARN monocaténaire diploïde Classification des virus (IV) Capside complexe Virus enveloppés Retroviridae (+) Alpharetrovirus Betaretrovirus Gammaretrovirus Deltaretrovirus v. des leucémies et lymphomes T humains (HTLV) Epsilonretrovirus v. de l'immunodéficience humaine (HIV) Spumavirus spumavirus humain ARN bicaténaire segmenté Capside icosaédrique, à symétrie cubique Virus nus ARN monocaténaire Reoviridae (+) Orthoreovirus reovirus 1-3 Rotavirus rotavirus humains A et B Deltavirus (-) Capside non caractérisée Virus enveloppé v. de l'hépatite delta (Viroïde) V.Thibault_Fev.-15 27 ADN bicaténaire Classification des virus (V) Capside icosaédrique à symétrie cubique Virus nus Virus enveloppés Adenoviridae Mastadenovirus adénovirus humains Aviadénovirus Papillomaviridae Papillomavirus papillomavirus humains (HPV) Polyomaviridae Polyomavirus virus BK (BKV) virus JC (JCV) Herpesviridae Alphaherpesvirinae Simplexvirus HSV-1; HSV2 Varicellovirus VZV Betaherpesvirinae Cytomegalovirus HCMV Roseolovirus HHV6; HHV7 Gammaherpesvirinae Lymphocryptovirus EBV Rhadinovirus HHV8 Hepadnaviridae Orthohepadnavirus virus de l'hépatite B V.Thibault_Fev.-15 28
Classification des virus (VI) ADN bicaténaire ADN monocaténaire Capside icosaédrique à symétrie complexe Capside icosaédrique à symétrie cubique Virus enveloppés Virus nus Poxviridae Chordopoxvirinae Orthopoxvirus v. de la variole v. du cowpox v. de la vaccine v. du monkeypox Parapoxvirus v. de l'orf v. du cowpox v. du nodule des trayeurs Molluscipoxvirus v. du molluscum contagiosum Entomopoxvirinae Parvoviridae Parvovirinae Parvovirus Erythrovirus parvovirus B19 Dependovirus v. satellites des AdV 1-6 Densovirinae V.Thibault_Fev.-15 29 Vision globale: virus à ARN V.Thibault_Fev.-15 30
Vision globale: virus à ADN V.Thibault_Fev.-15 31 RÉPLICATION VIRALE V.Thibault_Fev.-15 32
Réplication virale Le virus est un Parasite cellulaire obligatoire Spectre d hôte Cellules sensibles : infection possible Cellules non permissives : infection abortive Cellules permissives : infection productive Cycle viral permissif Cycle permissif Infection aigüe Infection persistante : chronicité et latence Rétrovirus, Herpesvirus, Virus des hépatites Transformation cellulaire : intégration, oncogénèse Rétrovirus, EBV, HPV, Virus des Hépatites B et C V.Thibault_Fev.-15 33 Les étapes principales de la réplication virale Pénétration Libération Réplication Fixation Transcription & Traduction Maturationassemblage Production V.Thibault_Fev.-15 34
Réplication virale Le virus est un parasite cellulaire obligatoire! 1- Attachement : ± via un récepteur cellulaire : gp120vih / CD4 2- Entrée : différente selon les virus Virus nus : endocytose Virus enveloppés : fusion membranaire 3- Décapsidation: libération de l acide nucléique 4- Réplication: transcription, traduction et réplication du génome 5- Assemblage: Assemblage du génome et des protéines structurales FORMATION DES NUCLÉOCAPSIDES 6- Libération des particules virales néoformées Virus nus : souvent par lyse cellulaire Virus enveloppés : bourgeonnement membranaire et formation de l enveloppe avec les péplomères V.Thibault_Fev.-15 35 L'étape d'entrée : VHC Bartenschlager J Hepatology 2010 53: 583 585 1- interaction aspécifique 2- spécificité des récepteurs Moradpour et al. Nature Reviews Microbiology 5, 453-463 (June 2007) V.Thibault_Fev.-15 36
Mécanismes impliqués dans l'entrée et la libération des composants viraux Fusion Mb. Cellulaire virus enveloppé Attachement Récepteur Endocytose (récepteur) Clathrine Cavéoline Macropinocytose virus nu Entrée par pore génome non encapsidé Transfert de cellule à cellule Quelques exemples Endocytose médiée par récepteur : Influenzavirus adénovirus Translocation directe à travers la membrane plasmique : Poliovirus Fusion entre enveloppe virale et membrane plasmique : Paramyxovirus, Herpèsvirus HIV Transcription réplication Fusion Mb. endosome Lyse Perméabilisation génome viral cytoplasmique Transport intra-cell. Actine Microtubule Transcription réplication Entrée Noyau Intégration chromosomique V.Thibault_Fev.-15 37 Réplication virale : Herpesvirus 1. attachement et entrée du virus 2. libération de la capside dans le cytoplasme 3. libération du génome dans le noyau 4. circularisation du génome 5. transcription et traduction des trois classes de gènes Immediate early (IE) Early (impliqués dans la réplication) Late impliqués dans l'assemblage de la capside 6. enveloppement dans l'espace périnucléaire 7. dé- & ré-enveloppement dans des vésicules d'exocytose 8. libération en dehors de la cellule d'après Coen & Schaffer Nature Rev Drug Disc 2003 V.Thibault_Fev.-15 38
Cycle de multiplication du VHA en culture de cellules Attachement Libération du génome Réplication Espace de Disse + - Traduction Synthèse de la polyprotéine + - P1 P2 P3 Maturation Empaquetage Réticulum endoplasmique Relargage Canalicule biliaire V.Thibault_Fev.-15 39 REPLICATION D UN GENOME ARN - 5 (-) 5 3 (+) (-) 5 (+) (+) 3 Brin (-) parental Synthèse du brin (+) (Etape 1) SYNTHESE PROTEIQUE 3 3 (+) 5 Synthèse des brin (-) (Etape 2) (-) (-) Brins (-) néoformés V.Thibault_Fev.-15 40
Réplication généralement nucléaire Réplication généralement cytoplasmique V.Thibault_Fev.-15 42 ADN db Adéno / Hépadna Herpes / Papilloma Comparaison de styles ARN pol cellulaire ARNm ADN db Protéines Assemblage ADN sb Parvo ADN db ARNm ADN db Protéines Assemblage ARN db Rota / Réo RdRP ARNm Protéines Assemblage ARN db ARN sb+ Polyprotéine Picorna / Calici Flavi / Toga ARN - protéines ARN + Assemblage ARN sb- Rhabdo / Param Orthom / Arena RdRP ARN+ Protéines ARN- Assemblage TI ARN sb ADN db intégration ARN Protéines Assemblage V.Thibault_Fev.-15 43
Synthèse des ARNm ARN + Rétro Transcriptase inverse ADN polarn dép. ADN db Adéno / Hépadna Herpes / Papilloma ADN db ADN pol cellulaire ADN sb Parvo ADN db Pox ARN pol cellulaire Transcriptase virale ARN + Picorna Flavi ARNm Transcriptase ARN polarn dép. ARN sb+ et - Arena Transcriptase ARN polarn dép. ARN sb- Rhabdo / Myxo ARN db Réo V.Thibault_Fev.-15 44 Réplication: v. de la grippe Neumann et al., Nature 459, 931-939 V.Thibault_Fev.-15 45
La variabilité génétique Taux de mutation plus élevé pour les virus que pour les organismes cellulaires Polymérase virale souvent dépourvue d'action correctrice Production de nombreux virus défectifs mais possibilité de sélection naturelle beaucoup plus efficace V.Thibault_Fev.-15 48 Réplication, génotypes et diversité génétique 4 6 HIV 1 5 0.05 HIV : 10667 nt. HCV 3 A E C D B HBV G 7 H 0.05 F HBV : 3258 nt. 0.05 2 HCV : 9805 nt. V.Thibault_Fev.-15 49
PATHOGÉNÈSE DES INFECTIONS VIRALES V.Thibault_Fev.-15 50 Pathogénèse des viroses Pathogénèse virale: processus par lequel le virus induit l infection et la maladie Virulence: capacité d un virus à produire une maladie Sous la dépendance : Facteurs viraux: dose infectieuse, porte d entrée Facteurs de l hôte: âge, statut immunitaire, fond génétique Comprendre la pathogénèse d un virus: C est savoir: Comment le virus pénètre dans la cellule Où se réalise sa réplication initiale Comment se propage-t-il? Quels sont les organes ou tissus qu il infecte? Rôle de la réponse immunitaire Comment se transmet-il? V.Thibault_Fev.-15 51
Variabilité de l'expression des infections virales Réponse cellulaire Réponse de l hôte Effet discernable Lyse cellulaire Formations d inclusions ou Transformation cellulaire ou Dysfonctionnement Mort de l organisme Maladie sévère Maladie d intensité modérée Effet non décelable visuellement Multiplication virale sans anomalies Exposition sans attachement ou entrée Infection sans signes cliniques Exposition sans infection V.Thibault_Fev.-15 52 Devenir de la cellule infectée 1. Mort de la cellule Synthèses cellulaires perturbées par le virus infection lytique. Virus humains dans des cellules permissives : effet cytopathique (ECP), Mort par nécrose ou apoptose: désorganisation de la structure cellulaire 2. Tolérance de l infection La cellule tolère l'infection compromis acceptable. (modus vivendi des herpesvirus) 3. Transformation cellulaire maligne Multiplication cellulaire anarchique : transformation cellulaire maligne Premier virus cancérigène connu (Rous), sarcomes (poulet). Rétrovirus codant un oncogène v-sarc. Autres rétrovirus oncogènes chez l animal (félins) Chez l'homme, cinq catégories de virus sont liées à un cancer : 1) HTLV-1 humain (human T lymphotropic virus type 1) leucémies et sarcomes à lymphocyte T de l'adulte (Caraïbe, Japon, Afrique) 2)Virus de l'hépatite B (VHB) cancer primitif du foie 3) Virus de l hépatite C (VHC) cancer primitif du foie 4)Papillomavirus humains (HPV) 16, 18 et 31 cancer du col utérin ; 5) Gammaherpesvirinae : virus Epstein-Barr ou EBV lymphome africain de Burkitt, carcinome nasopharyngé des Chinois de la région de Canton, lymphoproliférations de l immunodéprimé 8ème herpèsvirus humain ou HHV-8 sarcome de Kaposi V.Thibault_Fev.-15 53
Modes de contamination Peau : barrière efficace sauf en cas de lésions Lésions mineures : Herpes simplex; Papillomavirus Piqures par arthropode : v. de la fièvre jaune; v. de la dengue Injection/toxicomanie : VIH, VHB, VHC Morsure par vertébré : v. de la rage Tractus respiratoire : transmission directe par contact rapproché avec un sujet infecté Symptômes locaux: rhinovirus, v. de la grippe, PIV, adénovirus, HSV, EBV Infections généralisées à point de départ respiratoire : v. de la rubéole, rougeole, oreillons Tractus digestif : par ingestion d'eau ou aliments contaminés rotavirus, entérovirus, VHA, VHE Muqueuse génitale : HSV-2, papillomavirus, HBV, HIV, Muqueuse oculaire : HSV-1, adénovirus Transmission mère-fœtus -enfant : "verticale" v. de la rubéole, CMV, VZV, HIV, HBV, HSV V.Thibault_Fev.-15 54 Transmission verticale Transmissionde la mère à l enfant (ou à l embryon ou au foetus). Trois moments clés des interactions mère-enfant sont propices à la transmission d une infection virale : 1. Transmission in utero : virus capables de traverser la barrière fœtoplacentaire (parfois par l intermédiaire d une infection du placenta) Infections congénitales par le CMV, le virus de la rubéole ou le virus B19. Virémie maternelle nécessaire à ce type de transmission : essentiellement primo-infections maternelles 2. Transmission per partum Accouchement = contact étroit entre la mère et l enfant Infections néonatales par l herpes simplex virus-1 et -2, le HIV et le virus de l hépatite B. 3. Transmission post-natale Maternage et allaitement : virus présents au niveau du lait maternel. VIH dans les pays en voie de développement V.Thibault_Fev.-15 55
Des entités différentes INFECTIONS LOCALISEES INFECTIONS GÉNÉRALISEES PORTE D ENTREE Muqueuse ou Peau Muqueuse ou Peau VIREMIE Absente ou brève Constante ORGANES CIBLES A la porte d entrée A distance de la porte d entrée INCUBATION Quelques jours Plusieurs semaines EFFICACITE DE LA VACCINATION EXEMPLES Nulle ou Faible Grippe, infections à parainfluenza virus ; VRS Gastroentérites à rotavirus et autres Bonne en générale (qd elle existe) Varicelle ; MNI Oreillons ; Rougeole Rubéole V.Thibault_Fev.-15 56 Effecteurs non spécifiques Défenses antivirales Premières barrières (peau; mucus; acidité gastrique) Les Interférons: cytokines ayant une action pléïotrope (antivirale; immunostimulante; antiproliférative) Effecteurs antiviraux spécifiques Réponse humorale: Anticorps neutralisants Anticorps + complément Anticorps + cellules phagocytaires Réponse cellulaire: Cellules NK Lymphocytes T cytotoxiques V.Thibault_Fev.-15 57
Les lignes de défense Peau et muqueuses surface de la peau : couche de kératinocytes morts = barrière efficace contre les infections virales sauf accident (piqûre, érosion, morsure [nosocomial ] Muqueuses : surface = cellules épithéliales vivantes oeil, arbre respiratoire, tube digestif, tractus génito-urinaire. Eléments protecteurs associés aux muqueuses : sécrétion de mucus, ph extrêmes (tube digestif, vagin), enzymes protéolytiques (larmes, tube digestif), tapis muco-ciliaire (bronches). Sensible et permissif vis à vis de nombreux virus : inhalation (grippe), ingestion (entérovirus) ou rapport sexuels (HIV, herpès génital). Immunité naturelle innée Non spécifique, distinguant le soi du non-soi. Eléments viraux ou PAMPS "pathogen associated molecular patterns", interactions avec des récepteurs de type PRR "pathogen recognition receptor" Déclenchement de l immunité naturelle innée (cytokines, cellules sentinelles, cellules NK) Les interférons Cellules présentatrices d antigènes : cellules dendritiques et macrophages Cellules NK Les cellules NK (natural killer) : activité antivirale directe, expriment à leur surface des récepteurs de type Toll Like (TLR) Le complément Fièvre : la plupart des virus ne se multiplient pas ou mal à 40 C V.Thibault_Fev.-15 58 Défense cellulaire antivirale V.Thibault_Fev.-15 59
Echappement aux défenses immunitaires Camouflage Variabilité génique ou antigénique : concerne surtout les virus à ARN, (grippe, virus de l'hépatite C, VIH ) Latence virale : après la primo-infection, le génome viral persiste dans la cellule, intégré ou non dans le génome cellulaire et n'exprime pas, ou n'exprime qu'une partie de son information génétique (herpèsvirus, polyomavirus, papillomavirus, VHB, rétrovirus). Le virus en phase de latence "survit en faisant le mort" Perturbation des processus de présentation antigénique Ex. les herpèsvirus : inhibition du processing des antigènes viraux et de leur transport à la surface des CPA ou de l expression des molécules du CMH (classe I ou II) Sabotage Destruction ou perturbation des mécanismes de la réponse immunitaire, innée ou adaptative. (CMV, VIH) Certains virus (adénovirus et herpèsvirus) sont capables d'inhiber l'apoptose V.Thibault_Fev.-15 64 DIAGNOSTIC VIROLOGIQUE V.Thibault_Fev.-15 65
Multiplication du virus dans l organisme Diagnostic direct si site accessible Entrée Multiplication primaire Recherche : du virus (culture) Des composants viraux Antigènes (immuno-enzymatique) Génome (PCR ) Développement de l infection Excrétion Persistance Contamination Inhibiteurs non spécifiques Réponse immune REPONSE DE L'HOTE Diagnostic indirect Recherche de marqueurs de la réponse de l'hôte à l'infection virale Anticorps Techniques immunoenzymatiques (ELISA) VIRUS VIRUS Temps V.Thibault_Fev.-15 66 Réponse immune Incubation Diagnostic direct Diagnostic indirect protection contre réinfection? IgG Réponse innée Réponse adaptative IgM VIRUS (chronicité) VIRUS (guérison) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 24 Temps V.Thibault_Fev.-15 67
Profils évolutifs des infections virales Anticorps Détection virale Signes cliniques Infection aiguë (ex : entérovirus) Infection chronique latente avec réactivations (ex : herpes simplex) Infection chronique persistante (ex : VIH, VHC) 0 Temps V.Thibault_Fev.-15 68 Indications des examens Notion de sévérité, impact de l'infection sur l'individu et/ou son entourage Mesures prophylactiques et contrôles des épidémies Donsde sang, organes et tissus Suivi biologique et thérapeutique Etudes épidémiologiques Diagnostic direct : Imputabilité du virus dans la pathologie observée Localisation? (site de prélèvement) Portage asymptomatique latence (génomes viraux) Diagnostic indirect : Statut immunitaire(épidémiologie) Vaccination / Protection Infection aiguë? IgM ou 2 sérologies successives Attention si immunodépression! V.Thibault_Fev.-15 69
Conditions de prélèvement (I) Succès de l'isolement viral : Collection des échantillons pendant la phase aiguë Collecte des cellules infectées intactes Transport rapide au laboratoire Utilisation d'un milieu de transport approprié Un résultat d'isolement viral n'a de valeur que positif Prélèvement : Le plus tôt possible Site approprié (lésions, multiplication ou dissémination) Sans désinfection préalable De cellules infectées sur les berges des lésions V.Thibault_Fev.-15 70 METHODES DIAGNOSTIQUES TECHNIQUES DE BIOLOGIE MOLECULAIRE PCR, bdna, Hybridation VIRUS CULTIVABLES VIRUS NON CULTIVABLES ISOLEMENT SUR CULTURE CELLULAIRE DIAGNOSTIC RAPIDE SUR LIQ. BIOLOGIQUE SERODIAGNOSTIC ECP/ Coloration Immunofluorescence Virémie; Virurie Immunofluorescence Agglutination passive (latex, GR, ) ELISA RFC; IHA Antigénémie Immunoblot TROD 73 V.Thibault_Fev.-15