Upload
hamlin-thierry
View
108
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Introduction à la virologieMICROBIOLOGIE DCEM-1
ANNEE UNIVERSITAIRE 2008-2009
Nicolas LEVEQUE
CHU Robert Debré-Laboratoire de virologie
Mail : [email protected]
Introduction à la virologie
• Qu’est-ce qu’un virus ?
• La réplication virale
• Modes de transmission des infections virales
Qu’est-ce qu’un virus ?
« Les virus sont les virus » A. Lwoff 1957
20 à 200 nm
Les virus
• Entités nucléo-protéiques (ARN ou ADN)• Comprennent toujours au moins deux éléments: le
génome et la capside (boite)• L’enveloppe dérive de la membrane cellulaire• Ne se multiplient pas de manière autonome
(réplication) parasites intra-cellulaires obligatoires
• Absence de croissance
Structure Schématique
Génome(ADN ou ARN)
Capsideprotéique(capsa)
+Nucléocapside
(core)
=
Virus nus
Enveloppe(péplos)
(bicouche lipidique)
+ =Virus
enveloppés
Nucléocapside(core)
Le génome viralUn virus = information génétique limitée
• ARN = fragile d’où une taille limitée- 7 kb pour les Picornaviridae et les Astroviridae à 30 kb pour les Coronaviridae - cas du virus de l’hépatite delta (1.7 kb)
• ADN = plus complexes- de 3 à 300 kpb- capacités de codage très différentes: de 4 gènes pour le VHB à plus de 80 pour HSV
• Structure protéique d’origine virale (une ou plusieurs protéines polymérisées)
• Protège le génome nucléocapside
• 3 organisations symétriques– hélicoïdale– cubique ou icosaédrique– complexe
La capside
De symétrie hélicoïdale
Virus de la mosaïque du tabac Paramyxovirus
De symétrie cubique
De symétries complexes
Symétrie cubique
Symétrie hélicoïdale
Certains bactériophages
L’enveloppe virale ou peplos
= Bicouche lipidique provenant du système membranaire cellulaire
+ Protéines /glycoprotéines virales
Elément de fragilité (température, dessiccation, sucs digestifs…)
Enveloppe cuirasse
= tendon d’Achille
L’enveloppe virale ou peplos
Impact sur l’épidémiologie
• Grippe : Transmission directe et rapprochée
Favorisée par l’air humide et froid hiver
• Poliovirus : transmission fécale-orale (mains sales, eau ou aliments souillés)
Classification des virus
Repose sur la structure des virus et non sur le pouvoir pathogène
• Nature de l’acide nucléique (ARN ou ADN)
• Conformation de la capside (tubulaire ou cubique)
• Présence ou absence d’une enveloppe
• Rencontre virus/cellule production de nouveaux virus = réplication
• Phénomène complexe machinerie cellulaire détournée
• Certaines étapes spécifiques du virus cible pour molécule antivirale
Multiplication des virus dans la cellule
Virus = parasite intracellulaire obligatoire
• Information génétique : ARN ou ADN
• Matière première : Acides aminés, acides gras, sels minéraux
• Source d’énergie : ATP
• Accélérateurs biologiques = enzymes
Multiplication des virus dans la cellule
Les différentes étapes du cycle de réplication
Multiplication des virus :L’adsorption
• Contact virus/cellule
Protéines de la capside
glycoprotéines de l’enveloppe
• Récepteur cellulaire
tropisme d’hôte (grippe aviaire)
tropisme tissulaire (CD4 et VIH)
La pénétration :Les barrières cellulaires rencontrées
au cours de l’infection
Cytoplasme
Glycocalyx
Membrane cellulaire
Réseau d’actine
Milieu extracellulaire
• Retarder la détection par le système immunitaire
• Conditions optimales
→pH, protéases, thioloxydases
→Adressage cellulaire
• Préserver l’intégrité de la membrane cellulaire
Pénétration et décapsidation
Fusion
Virus enveloppés
Lyse/perforation
Virus non enveloppés
o
Pénétration et décapsidation
Expression et réplication du génome viral
• Réplication : duplication du matériel génétique
• Informations contenues dans génome viral traduites en
– protéines non structurales (enzymes, …)
– protéines structurales (construction de nouvelles particules virales)
Réplication des virus à ADN
Réplication des virus à ARN
Virus à ARN positif : ARN (+)
ARN génomique directement messager
synthèse protéique
ex : virus de la poliomyélite
Virus à ARN négatif : ARN (-)
ARN génomique pas directement messager
transcription de l’ARN(-) en ARN (+) nécessaire
ARN polymérase ARN dépendante (transcriptase)
ARN (+) synthétisé sert d’ARNm
Rétrovirus
ARN
ADN simple brin
ADN double brin
ADN proviral intégré
RT
RT
intégrase
ARNARN
HémagglutinineHémagglutinine
NeuraminidaseNeuraminidaseAnticorps Anticorps Acide sialiqueAcide sialique
Glissement antigénique
Multiplication des virusLa réplication
Multiplication des virus
L’assemblage Encapsidation du génome viral
La libération hors de la cellulePar éclatement cellulaire pour les virus nusPar bourgeonnement pour les virus enveloppés
Modes de transmission des infections virales
Modes de transmission des infections virales
Modes de transmission des infections virales
Modes de transmission des infections virales
Modes de transmission des infections virales
• Transmission salivaire
• Transmission par contact cutané
Lutte contre les infections virales
Mesures d’hygiène : Last but not least
Diagnostic des infections virales
Pourquoi faire du diagnostic en virologie ?
Pourquoi faire du diagnostic en virologie ?
Dons de sang, d’organes et de tissus (dépistage obligatoire)
Suivi biologique des infections (VIH, VHB, VHC)
Mesures prophylactiques et contrôle des épidémies
rota et VRS en pédiatrie - grippe
Etudes épidémiologiques (prévalence, réservoir, mode de transmission)
Preuve de l’origine virale d’une infection
+++ chez immunodéprimés
Décision thérapeutique
développement des antiviraux
• Recherche des anticorps = Sérologie = Diagnostic indirect
• Recherche du virus ou de ses constituants = Diagnostic direct
= approches complémentaires (fonction du virus recherché et de la clinique)
Plusieurs approches
L’analyse comprends plusieurs phases : Prélèvement = phase pré-analytique Choix de techniques et réalisation = phase analytique Validation et interprétation
Phase pré-analytique : le prélèvement
1. Choix des prélèvements à effectuerSelon la clinique (toute lésion accessible doit être prélevée)Porte d’entrée, sites de multiplication et/ou d’excrétion des virus recherchés
2. Réalisation des prélèvementsImportance +++ de la qualité du prélèvementDoit être réalisé le plus tôt possible après le début des signes cliniques (multiplication +++ pendant phase d’incubation)
3. Acheminement des prélèvements au laboratoireMilieux de transport pour virologie (+++ pour culture de virus)Transport rapideSécurité
Importance des renseignements cliniques transmis au virologue avec le prélèvement
Diagnostic indirect = sérologieDiagnostic indirect = sérologie
Recherche des anticorps
ELISAELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) : substrat
développé pour tous types de virus, automatisable, adapté à de grandes sériesdifférencie IgG et IgM
Diagnostic virologiqueLa séroneutralisation
SérologieSérologie
+++ Pour diagnostic des primo-infections
= apparition des Ac entre deux sérums d’un patient
2 sérums : sérum précoce (neg) – sérum tardif (pos)
Pour définir le statut immunitaire vis-à-vis d’un virus
= savoir si un patient a déjà rencontré un virus précis
(Ac pos) ou non (Ac neg)
1 sérum
Diagnostic directDiagnostic direct
Recherche du virus ou de ses constituants :
• Détection d’antigènes – techniques immunologiques
• Détection de génome (ADN ou ARN) – biologie moléculaire
• Détection du virus entier – culture virale
• Observation des particules virales (microscopie électronique)
Si résultat positif avec clinique concordante
= preuve de l’implication d’un virus dans une infection
Détection des antigènes du virus : IF, ELISA
Techniques simples et rapides à mettre en œuvre mais manque de sensibilité
Mise au point des anticorps monoclonaux en 1975-1980
Détection :
• Ag dans des cellules (immunofluorescence)
• Ag libre ou libéré (ELISA ; agglutination ; immunochromatographie) -
contrôle de la spécificité de la réaction +++
selles (rotavirus, adénovirus)
pvts respiratoires (VRS, grippe, rougeole)
lésions cutanéomuqueuses (HSV, VZV)
Diagnostic direct : Diagnostic direct : détection du génome
DNA polymerase
PCR = polymerase chain reaction= polymerase chain reaction
Très nombreuses copies de l’ADN
…
30 x 1989
Méthodes actuelles automatisation
extraction automatique de l’ARN (Easymag….)
automates de PCR (TaqMan, Light Cycler, Smart Cycler)
Diagnostic virologiqueLa RT-PCR entérovirus
Sample in, answer out
… « La Révolution GeneXpert »…
Diagnostic virologiqueLa RT-PCR entérovirus
HSV dans LCR pour méningo-encéphalite
(urgence)
CMV : PCR quantitative (greffés de rein)
VIH : PCR qualitative (dépistage chez nouveau-né)
et PCR quantitative (charge virale pour suivi
thérapeutique)
VHC : sérologie + PCR
Diagnostic direct : Diagnostic direct : détection du génomePrincipales applications
Equipement +++
• hotte à flux laminairehotte à flux laminaire
car manipulations en environnement stérile
• MicroscopeMicroscope
• Incubateur Incubateur à CO2 à CO2 … …
Diagnostic direct : Diagnostic direct : culture de virus
Technique de référence Virus = parasites intracellulaires obligatoires
Ne peuvent se multiplier que dans des cellules vivantes
animal (Coxsackievirus A types1 à 6) œuf de poule embryonné (virus de la grippe, poxvirus) cellules en culture in vitro
Importance d’un transport rapide jusqu’au laboratoire pour conserver le
pouvoir infectieux du virus
Dans milieu de transport = MEM + protéines (SVF) + tampon + ATB
Diagnostic direct : Diagnostic direct : culture de virus
Diagnostic direct : Diagnostic direct : culture de virus
Microscope électronique
Virus du SARS
Virus herpes simplex (HSV)