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Dr NAILA HANNACHI BEN SAYAH Laboratoire de Microbiologie
CHU F.HACHED Sousse
CARACTERES GENERAUX
DES VIRUS
2 année de Médecine
Enseignement de Microbiologie Générale 2012
OBJECTIF
Qu’est ce qu’un VIRUS ?
1. Définir un virus.
2. Décrire la structure des virus.
3. Connaître les conséquences de la structure virale
concernant la résistance - modes de transmission
4. Citer les critères de classification des virus.
5. Décrire les étapes du cycle de multiplication des virus
6. Savoir que le cycle viral est cible la chimiothérapie
antivirale
7. Décrire les différents modes d'interaction virus-cellule hôte
OBJECTIFS
PLAN
1. Historique / Définition
2. Structure
3. Classification / Taxonomie
4. Multiplication Virale
1. Etapes Du Cycle De Multiplication Virale
2. Cible Des Antiviraux
5. Intéraction virus cellule hôte
1- HISTORIQUE / DEFINITION
En 1883, Adolf Mayer décrit la maladie
Maladie transmissible entre les plantes
de façon similaire aux infections bactériennes
Bougies de Chamberland :
filtres qui ne permettent pas
le passage des bactéries.
Terme « virus » qui signifie poison en latin
Dimitri Ivanovski
Martinus Beijerinck
entre 1887 et 1892
Non visibles en microscopie optique
Les virus sont:
Non visibles en microscopie photonique
Non cultivable sur milieux usuels pour les
bactéries
Non arrêtés par les filtres de porcelaine
≠ Bactérie
Agent ultra-filtrable.
Années 50 : culture des virus
culture sur cellule
1900-1935 : Hypothèse des agents ultra filtrants.
Années 30 :
Purification du VMT
Radio-cristallographie :
Assemblage régulier de sous-
unités identiques.
Biochimie : protéines + ARN.
Année 40 :
Visualisation en Microscopie électronique.
Elaboration de premiers vaccins.
Compréhension de l’interaction virus-cellule
Définition d’Andrée Lwoff
Définition d'André-Lwoff (1957)
Infectieux et potentiellement pathogènes
Un seul type d'acide nucléiques : ADN ou ARN
Reproduit à partir de leur matériel génétique par la
cellule hôte :
Pas de croissance
Pas de fission
Pas de division
Pas de système enzymatique de production
d'énergie
Utilisation du matériel énergétique de la cellule.
Parasitisme intracellulaire est strict
PLAN
1. Historique / Définition
2. Structure
3. Classification / Taxonomie
4. Multiplication Virale
1. Etapes Du Cycle De Multiplication Virale
2. Cible Des Antiviraux
5. Intéraction virus cellule hôte
STRUCTURE DU VIRUS
Taille d’un virus : 10 à 400 nm
STRUCTURE DU VIRUS
Une capside
Une enveloppe
ou péplos
Un acide nucléique
ARN ou ADN
STRUCTURE DU VIRUS
Deux éléments constants :
-un acide nucléique
- une capside
génome + capside = Nucléocapside.
Elément inconstant :
Enveloppe ou péplos :
Structure du virus
Virologie médicale de A.MAMMETTE
interaction avec :
- cellules hôte : attachement
- Système immunitaire : antigène de Surface
Spicules
Glycoprotéines de surface
Virus nu Virus enveloppé
Spicules
2.1. L'acide nucléique viral
Le génome viral contient la totalité de l'information
génétique
Taille réduite
Capacité de codage faible
Quelques gènes pour les petits virus
plus d’une centaines pour les gros virus
Acide Nucléique
Virologie médicale de A.MAMMETTE
Segmenté ou non
segmenté
ARN ou ADN
Polarité de l’ARN
(+) ou (-)
ARN + : messager
Monocaténaire ou
Bicaténaire
Parfois partiellement
bicaténaire
Linéaire ou circulaire
Herpes virus
2.2. La capside
Structure protéique qui entoure le génome
Polymérisation d’une seule ou d’un petit nombre de sous-unités protéiques : les capsomères.
2 types de symétrie:
- la symétrie cubique
- la symétrie hélicoïdale
Capside à symétrie cubique
Symétrie icosaédrique
Polyédre régulier : 20 faces et 12 sommets
2
la symétrie hélicoïdale : les capsomères se succèdent en chaine
et s’accrochent à l’acide nucléique sous
forme d’hélice.
Les adénovirus
Les entérovirus
Les herpesvirus
Les paramyxovirus
Virologie médicale de A.MAMMETTE
Capside à Symétrie Complexe
Capside à Symétrie Complexe
virus de l'immunodéficience humaine
Capside à Symétrie Complexe
Les poxvirus
2.3. L’enveloppe virale
Dérive des membranes cellulaires :
les virus acquièrent leur enveloppe par
bourgeonnement à travers:
- la membrane nucléaire
- la membrane du réticulum endoplasmique
- la membrane cytoplasmique
Enveloppe
www. cnrs.fr
www.futura-sciences.com
Structure : gluco-lipo-protidique comme les
membranes cellulaire
Hérissé de spicule ou glycoprotéines de
surface
Fragilité (composés lipidiques )
transmission : contacts interhumains directs
2.3. L’enveloppe virale
Virus de l’immunodéficience humaine (VIH)
Transmission:
- Sanguine
- Sexuelle
- Mère-enfant
Herpes simplex virus
Transmission:
- Salivaire
- Sexuelle
- Mère-enfant
Transmission:
- aérienne ++
VIRUS NUS
VIRUS DES GASTRO-ENTERITES
Transmission oro- fécale : entérale
VIRUS NUS
Virus Des Hépatites à Transmission Entérale
Hepatitis E virus
PLAN
1. Historique / Définition
2. Structure
3. Classification / Taxonomie
4. Multiplication Virale
1. Etapes Du Cycle De Multiplication Virale
2. Cible Des Antiviraux
5. Intéraction virus cellule hôte
Nomination des virus
• Structure génome viral ADN / ARN
•- Mono-bicaténaire
-ARN+/-
-Segmenté ou non
• Existence d’une enveloppe
• Symétrie de la capside
• Site d’assemblage
•Taille du virus et de la capside
• Séquence du génome
> 4000 virus, 71 familles, I64 genres
Comité International de Taxonomie
des virus
PHYLOGENIE VIRALE (SEQUENCAGE)
PHYLOGENIE VIRALE
Distinction entre Familles
PHYLOGENIE VIRALE Distinction entre génotypes d’une Famille
(Hépadnaviridae)
PLAN
1. Historique / Définition
2. Structure
3. Classification / Taxonomie
4. Multiplication Virale
1. Etapes Du Cycle De Multiplication Virale
2. Cible Des Antiviraux
5. Intéraction virus cellule hôte
4. MULTIPLICATION VIRALE
But : production de nouveaux virus infectants Ne se fait qu’à l’intérieur de la cellule Parasitisme intracellulaire obligatoire Utilisation des enzymes et machinerie cellulaire A partir des informations du génome viral fabrication de : - nouveaux génomes : réplication - protéines virales : structurales : capside+++
antigènes de surface Non structurales : enzymes NB : si enveloppe : issue des membranes cellulaires
4.1. Etapes du cycle viral
1-Attachement
2-Pénétration
3-Décapsidation
- Réplication du génome viral
6-Libération
-Synthèse des Protéines
5 – Assemblage - Maturation
4- Phase productive
4-1- 1-Attachement
Tropisme d’hôte
cellule résistante /cellule sensible
Glycoprotéines de surface+ Récepteur cellulaire
Réaction immunitaire :
Ac neutralisant
Attachement du VIH
Gp 120
4-1-2- Pénétration
VIRUS NUS :
ENDOCYTOSE
TRANSLOCATION DIRECTE
Virologie médicale de A.MAMMETTE
VIRUS ENVELOPPES : a- FUSION
b- ENDOCYTOSE + FUSION
Virologie médicale de A.MAMMETTE
4-1-3- DECAPSIDATION
La capside virale est dégradée dans le cytoplasme
Permet au génome de se trouver libéré dans le cytoplasme
cellulaire : livre l’information génétique à la
machinerie cellulaire
4-1-4- PHASE PRODUCTIVE
Détournement des activités cellulaires
deux buts :
REPLICATION DU GENOME: Réplicase
ARN polymérase ou ADN polymérase
PRODUCTION DE PROTÉINES VIRALES
Transcription : Transcriptase
en ARN messagers (ARNm)
Traduction : Protéase
Protéines
4-1-4- PHASE PRODUCTIVE
REPLICATION DU GENOME
PRODUCTION DE PROTÉINES VIRALES
Transcription - Traduction
ARN ≠ ADN
Multiplication des Virus a ARN
cytoplasme
Virus a ARN+ :
l’ARN+ sert lui-même d’ARNm
il y a directement TRADUCTION :
protéases
Réplication :ARN polymérase
Virus à ARN (-) :
Réplication : enzyme : ARN polymérase
Expression en protéines :
Transcription en ARNm : transcriptase
Traduction en protéine à partir de ces ARNm : Protéase
TRANSCRIPTASE
Les virus vont utiliser la machinerie de réplication cellulaire de
l’ADN : l’ADN polymérase cellulaire
Migration de l’ADN vers le noyau
2 phases
Une phase précoce :
Synthèse des protéines non structurales (enzymes+++)
Réplication du génome ADN
Une phase tardive:
Production des protéines structurales
Multiplication des Virus a ADN
Noyau
VIRUS A ADN : Noyau
Utilisation des ADN polymérases cellulaires
Virologie médicale de A.MAMMETTE
1-Attachement
2-Pénétration
3-Décapsidation
6-Libération
5 – Assemblage - Maturation
4- Phase productive
ARN ou ADN
Protéines
4-1-5- Assemblage et encapsidation
Les nouveaux génomes fabriqués par la cellule
s'entourent de nouvelles protéines virales
fabriquées par la cellule.
Cet emballage est l'encapsidation
Maturation
la formation de nouveaux virus
4-1-6- Libération
Virus nus éclatement de la cellule
Virus enveloppés bourgeonnement à
travers les membranes cellulaires
(éclatement possible aussi)
Une cellule produit de l'ordre de 100 à
1000 virus.
Libération des virus par bourgeonnement
Virologie médicale de A.MAMMETTE
Bourgeonnement viral www.inserm.fr
www.microbes-edu.org/etudiant
ARNm
ARN viral
gp120 CD4 – CCR5
ADN proviral
ADN intégré
protéines
Intégrase
Protéase
Reverse transcription
ARN ADN
Cas particulier : réplication des Retrovirus (VIH : génome ARN double brin)
Intégration dans le génome
cellulaire
Reverse Transcriptase
Synthèse des Protéines
virus
Réplication du bactériophage
PLAN
1. Historique / Définition
2. Structure
3. Classification / Taxonomie
4. Multiplication Virale
1. Etapes Du Cycle De Multiplication Virale
2. Cible Des Antiviraux
5. Intéraction virus cellule hôte
Antiviraux : mode d’action
Les antiviraux sont classés selon
leur action sur les étapes du cycle
de multiplication virale
Inhibiteurs de l’attachement - Pénétration
« de la décapsidation
« de la réplication ++++
« de la maturation - assemblage
« de la libération
Exemple : Inhibiteurs de la réplication virale
GANCICLOVIR ZIDOVUDINE DIDANOSINE LAMIVUDINE ZALCITABINE
CIDOFOVIR
FOSCARNET
Polymérase
virale X
STRATEGIES THERAPEUTIQUE ANTI-VIH : bloquer les étapes du cycle cellulaire
Inhibiteurs de la fusion
Inhibiteurs de la RT : IRT
Inhibiteurs de l’intégrase
Inhibiteurs de l’attachement
Inhibiteurs de la Protéase : IP ARNm
ARN viral
gp120 CD4 –
CCR5
ADN proviral
ADN intégré
Reverse Transcriptase
protéines
Intégrase
Protéase
Trithérapie : 3 IRT ou 2 IRT + 1 IP
Traitement antiviral de la grippe
Inhibiteurs de la libération
NEURAMINIDASE
INHIBITEURS DE LA
NEURAMINIDASE
PLAN
1. Historique / Définition
2. Structure
3. Classification / Taxonomie
4. Multiplication Virale
1. Etapes Du Cycle De Multiplication Virale
2. Cible Des Antiviraux
5. Intéraction virus cellule hôte
Conditions d’infection :
- Cellule sensible
- Cellule permissive
Conséquences :
Infection abortive
Cycle Abortif
Infection productive
Cycle productif lytique
Cycle productif non lytique
Latence : infection latente
Cycle prolifératif = Transformant
Interaction virus-cellule
non lytique
lytique
Association intime du génome
viral à celui de la cellule hôte
(provirus ou épisome)
Cycle transformant (transformation cellulaire)
Cycle abortif (cellule non permissive,
restrictive)
Infection (si cellule sensible)
Cycles productifs Multiplication virale
Cycle inductible (Latence)
Effet cytopathique
www.microbes-edu.org/etudiant
Infection aiguë Infection latente
Récurrence
Infection aiguë
Infection
chronique
Infection lente
Différents types d’infections virales
Infections aiguës
Inf latentes Inf chroniques Inf tranformantes
Guérison Influenza,
Rotavirus,
VHA
Récurrence: HSV, CMV,
EBV, VZV
VHB, VHC,
VHD VHB, EBV
Différents types d’infections virales
Références:
- Livre « Virologie médicale » de A.MAMMETTE , édition 202, Lyon.
Chapitre 1: Les virus: structure et classification (Jean-Claude NICOLAS)
Chapitre 2 : La multiplication virale (Pierre POTHIER et Nathalie SIXT)
-Livre « Traité de Virologie médicale » de J.M. Huraux et al. édition 2003, Paris
Chapitre 1: Structure des virus (H.Peigue-Lafeuille et al)
Chapitre 2: Multiplication des virus dans la cellule (J.M.Seigneurin)