Chapitre 13: Interactions virus-cellule Flashcards
Persistance Virale
Établissement d’un phénomène de persistance virale où certains virus ne lyseront pas les cellules mais démontreront une persistance.
Récepteur Cellulaire
Molécule à la surface cellulaire où le virus se fixe pour pénétrer dans la cellule.
Virus Cytolytiques
Virus qui peuvent établir la persistance virale avec ou sans transformation dans certains type cellulaires, mais aussi en fonction des gènes qu’ils possèdent (mutant non virulents)
Blocage de l’infection virale à différentes étapes du cycle de multiplication: Fixation et entrée
La première étape du cycle de multiplication viral est la fixation du virus à la surface cellulaire par l’interaction avec le récepteur à la surface cellulaire.
Non permissive ou non susceptible
Une cellule dépourvue du récepteur adéquat est non permissive, mais ne peut pas du tout être infectée; on dit qu’elle est «non susceptible» (le virus n’y entrant même pas).
La susceptibilité varie t-elle?
Oui, la susceptibilité des cellules peut varier d’un individu à l’autre et au sein des populations humaines.
Ce phénomène expliquerait en partie (indépendamment de l’action du système immunitaire) la susceptibilité plus ou moins grande de populations humaines à tel ou tel virus ou, dans des cas plus rares, la résistance de certains individus à un virus donné.
Blocage VIH par fixation/entrée pour VIH
Une délétion d’un gène pour le co-récepteur du virus entraîne la résistance de certains individus lorsqu’ils sont exposés au virus d’immunodéficience humaine; les cellules isolées des mêmes individus conservent cette résistance.
Blocage de l’infection virale à différentes étapes du cycle de multiplication: Décapsidation
Chez certains virus, il peut arriver que le virus pénètre dans la cellule par endocytose, mais que les étapes suivantes de décapsidation (partielle dans cet exemple) ne puissent s’effectuer normalement.
Quel type de virus on des blocages au niveau de la décapsidation?
l’exemple classique des Reoviridae
Blocage d’infection via Décapsidation du virus Ebola
Le cas de certains virus enveloppés nécessitant un clivage protéolytique de leur glycoprotéine pour permettre les changements de conformation nécessaires à la fusion (par exemple le virus Ebola). Ceci peut être dû, par exemple, à l’absence des enzymes protéolytiques cellulaires appropriées.
Blocage de l’infection virale à différentes étapes du cycle de multiplication: Transcription
La transcription s’effectue avec la participation de l’ARN polymérase cellulaire qui reconnaît les promoteurs présents sur l’ADN viral. Ceci suppose évidemment que les virus ont évolué de manière à posséder les séquences reconnaissables par la machinerie cellulaire.
Pourquoi certains virus ne peuvent-ils exprimer leurs gènes dans certains types de cellules au niveau de la transcription?
En plus de l’ARN polymérase, la reconnaissance des séquences permettant la transcription efficace dépend de la présence de facteurs de transcription appropriés qui ne sont pas nécessairement présentes chez tous les types cellulaires en fonction de la différenciation cellulaire.
Quel type de virus ont des problèmes de blocages au niveau de la transcription?
Les rétrovirus, particulièrement dans les cellules embryonnaires, et les virus ADN à réplication nucléaire principalement
Blocage de l’infection virale à différentes étapes du cycle de multiplication: Réplication du génome
La réplication du génome nécessite l’interaction adéquate entre les protéines cellulaires impliquées et les protéines virales précoces nécessaires à la reconnaissance de l’origine de réplication virale.
Quel virus utilisent la machinerie de réplication des cellules hôtes?
Spécialement les virus à ADN à réplication nucléaire.
Exemple de blocage en phase précoce pour la réplication du génome
l’infection de cellules murines par des virus à ADN circulaire simiens, et vice-versa lors de l’infection de cellules de primates par les virus de souris
Exemple de blocage du cycle de multiplication viral dans certains cellules
Blocage de l’intégration du génome viral (provirus) au génome cellulaire dans des cellules en arrêt de division qui deviennent ainsi non permissives
Blocage de l’infection virale à différentes étapes du cycle de multiplication: Assemblage
Différents facteurs cellulaires sont parfois impliqués dans l’assemblage des capsides virales.
Exemple de blocage au niveau de l’Assemblage
celui du virus d’immunodéficience humaine qui ne peut s’assembler correctement dans les cellules de souris, certains facteurs cellulaires étant absents.
Blocage de l’infection virale à différentes étapes du cycle de multiplication: Maturation Finale
Dans certains cas, l’assemblage viral se termine par une étape de maturation qui nécessite la présence d’enzymes cellulaires.
Exemple de blocage au niveau de la maturation finale
Le virus influenza qui nécessite le clivage de sa glycoprotéine d’enveloppe pour la rendre fonctionnelle. Les virions relâchés, bien qu’ils soient complètement assemblés, ne seront donc pas infectieux lorsque produits dans des cellules qui ne possèdent pas l’enzyme protéolytique appropriée. Ces cellules ne peuvent alors être considérées comme étant permissives.
deux types de Persistance Virale
1- Lytique
2- Perssistante
Que font Certaines lignées cellulaires ayant survécu (non lysé), après une inféction par réovirus?
Les cellules infectées ayant résisté à la destruction par le virus vont produire celui-ci de manière permanente sans que ces cellules soient lysées.
Infection persistante
La production virale demeure plus limitée que lors d’une infection normale (aiguë)
Hypothèse des cellules qui peuvent relâché des virus sans être lysé? Virus P.I
Les virus à capside nue peuvent être exportés hors de la cellule dans des vésicules, il s’agit possiblement du mécanisme à l’oeuvre ici. Le virus relâché des cellules est appelé, pour des raisons de commodité, virus « p. i. » («from persistent infection»)
Les cellules infectées de manière persistante peuvent-elles être guérit?
Oui, par traitement à l’aide d’un anticorps antiviral neutralisant. Ces cellules «guéries» ne produisent plus de virus.
Par quoi est démontré la co-évolution virus-cellules?
Démontrée par le fait que les cellules guéries sont résistantes à l’infection par un virus de type sauvage, mais sont sensibles au virus p. i. Cependant, les virus de la lignée originale, avant l’infection, sont sensibles aux deux virus.
Dans quoi réside l’acquisition de la résistance chez les cellules guéries?
Réside dans le fait que ces cellules ont évolué de manière à exprimer de plus bas taux des enzymes lysosomales responsables de la décapsidation. Ce changement d’expression des enzymes protège complètement de l’infection par le virus de type sauvage et limite suffisamment la multiplication virale pour permettre le maintien de l’infection persistante.
Pourquoi aucune résistance contre virus P.I.
les virus p. i., maintenus dans ces cellules exprimant de faibles taux d’enzymes, ont évolué de manière à être plus facilement décapsidés, permettant ainsi leur décapsidation malgré les faibles taux d’enzymes.
De quoi est due la sensibilité accrue des virus P.I.?
due à la présence de mutations au niveau de gènes codant les protéines de la capside externe normalement clivées dans les lysosomes.
Synthèse des protéines virales
Par définition, tous les virus doivent utiliser la machinerie de traduction de la cellule pour la synthèse de leurs protéines. L’ARN messager viral doit donc être adapté en conséquence pour l’utilisation de cette machinerie. Plusieurs virus ont aussi développé des modes de traduction leur permettant d’optimiser celle-ci, parfois au détriment de la synthèse des protéines cellulaires.
Comment ont optimiser les virus avec peu de matériel génétique?
Souvent évolué de manière à optimiser l’utilisation de celui-ci afin de produire une diversité de protéines avec peu de matériel génétique.
Synthèse des protéines virales pour les Bactériophages
Chez les bactériophages, les ARN messagers sont généralement polycistroniques et portent des séquences de fixation aux ribosomes (séquences Shine- Dalgarno) similaires à celles des ARN messagers bactériens.
Pourquoi chez les bactériophages les ARN messagers ont-ils une demie-vie courte?
Ces ARN sont peu stables, car ils sont immédiatement traduits avant même la fin de leur synthèse puisque tout se fait dans un seul compartiment cellulaire. Ces ARN sont aussi généralement dépourvus des séquences terminales en 5’ (coiffe) et 3’ (poly [A]) qui stabilisent normalement les ARN messagers chez les cellules eucaryotes.
Synthèse des protéines virales chez les virus à réplication cytoplasmique
1- une triphosphatase enlève le phosphate en 5’ de l’ARN
2- la guanylyltransférase permet par la suite de former le lien inhabituel5’-5’ entre le GMP et l’extrémité5’-diphosphate de l’ARN
3- des groupements méthyles, 2, seront ensuite ajoutés par transfert à partir d’un donneur de groupement méthyle, le S-adénosylméthionine (SAM)
Traduction non-conventionnelle
les ARN messagers de virus de mammifères sont généralement monocistroniques, mais par contre ils ont souvent développé des modes de traduction permettant de contourner la règle du premier AUG. En effet, chez certains virus, le premier codon d’initiation AUG n’est pas dans le bon contexte pour l’initiation efficace de la synthèse protéique, séquence Kozak.
Entraîne une initiation inefficace et la possibilité d’utiliser un second codon AUG présent en aval et dans un meilleur contexte. Le résultat est la synthèse de deux protéines à partir du même ARN.
Mécanisme de “déphassage” ou “glissement” ou “frameshift” ribosomal
Dans ce mécanisme, l’initiation de la traduction se fait normalement, mais une importante structure secondaire, combinée à une séquence dite de glissement, séquence présentant une répétition de mêmes nucléotides, entraîne un déplacement du cadre de lecture utilisé par le ribosome.
Mécanisme de la restriction FV-1 chez les rétrovirus écotropes de souris
Les virus dites N-tropes se répliquent bien dans les cellules de souris de la lignée NIH, mais sont bloqués dans les cellules Balb, alors que les virus B-tropes ont un phénotype inverse.
Expérience de Isaac et Lindenmann en 1959
Utilise un virus inactivé et démontrait la sécrétion par les cellules d’une substance pouvant protéger d’autres cellules en interférant avec la multiplication virale, d’où le nom d’interféron.
Dans l’Étape 1 du mécanisme menant à l’effet antiviral de l’interféron: Induction, qu’est ce qui fait la reconnaissance?
Les cellules possèdent des protéines pouvant agir à titre de «récepteurs», ou « senseurs » pour la reconnaissance de structures moléculaires étrangères appartenant aux agents infectieux (acides nucléiques, protéines, LPS, etc.). Ces récepteurs cellulaires peuvent être des protéines transmembranaires, principalement associées aux endosomes, ou des protéines cytoplasmiques.
Dans l’Étape 1 du mécanisme menant à l’effet antiviral de l’interféron: Induction, qu’est ce qui peut-être reconnu?
Dans le cas de l’infection par des virus, l’ARN bicaténaire servant d’intermédiaire lors de la réplication, ou des structures bicaténaires formées par repliement de la chaîne polynucléotidique seraient principalement reconnus. Des ARN possédant une structure5’-triphosphate (ou diphosphate), ou des structures coiffes sans groupement méthyle, alors que la structure coiffe des ARN messagers cellulaires est généralement méthylée, peuvent aussi être considérés comme des molécules étrangères.
Dans l’Étape 1 du mécanisme menant à l’effet antiviral de l’interféron: Induction, qu’est ce qui suis la reconnaissance des molécules étrangères?
Cette reconnaissance de molécules étrangères entraîne une cascade d’événements de signalisation intracellulaire menant à l’induction de la transcription de gènes de l’interféron et à la sécrétion de celui-ci hors de la cellule. Les voies de signalisation impliquent des molécules intermédiaires appelées molécules « adaptatrices », puis des kinases et finalement divers facteurs de transcription permettront alors la transcription des gènes de l’interféron.
Dans l’Étape 2 du mécanisme menant à l’effet antiviral de l’interféron, que font les interférons après sa sécrétion et que sont les effets?
Après sa sécrétion, l’interféron pourra s’attacher à son récepteur à la surface de la cellule. L’interféron peut donc agir sur une autre cellule (paracrine) ou sur la cellule sécrétrice elle-même (autocrine). L’interaction avec le récepteur entraîne alors une nouvelle cascade de signalisation qui stimulera davantage la production d’interféron, amplifiant ainsi l’effet original de l’ARN viral.
Dans l’Étape 2 du mécanisme menant à l’effet antiviral de l’interféron, qu’est ce que font les interférons?
Dans le même temps, d’autres voies de signalisation seront déclenchées par l’interaction entre le récepteur et le ligand (interféron) et entraîneront la transcription de plusieurs gènes, selon le type cellulaire. La signalisation se fait essentiellement par le biais d’une série de réactions de phosphorylation de la voie dite JAK-Stat.
Comment fonctionne PKR au niveau moléculaire?
Sous sa forme libre, la protéine PKR est repliée sur elle-même, le domaine de fixation à l’ARN masquant en quelque sorte le domaine catalytique(kinase). Lors de la fixation à l’ARN, celui-ci fait le pont entre deux molécules, par leurs domaines respectifs de fixation à l’ARN. Ceci amène les deux molécules de PKR formant le dimère à se déplier et le domaine catalytique s’en trouve libéré et actif. Chacune des deux molécules phosphoryle sa partenaire, une activité dite « autocatalytique » bien qu’en fait chaque molécule soit active sur la molécule voisine. Le résultat final est une kinase active et capable de phosphoryler d’autres protéines.
Processus d’activation elf-2
1- Lors de l’initiation de la synthèse protéique, le GTP est converti en GDP et le facteur devient alors inactif.
2- Il doit donc être recyclé grâce à son facteur d’échange eIF2B qui remplace le GDP par un GTP.
3- Lorsque eIF2α est phosphorylé, le facteur eIF2B reste bloqué et ne peut plus procéder à l’échange; eIF2 est donc inactivé, ce qui bloque progressivement la synthèse protéique au fur et à mesure que le eIF2B présent en quantité limitée s’épuise en demeurant coincé avec eIF2 entraînant à son tour l’accumulation de eIF2 lié au GDP et l’épuisement de eIF2 actif.
Quells mécanismes les Virus ont développé pour contrecarrer l’effet de PKR dans la cellule infectée
i) la surproduction de protéines ayant de l’affinité pour l’ARN bicaténaire et rivalisant ainsi avec PKR;
ii) la production de protéines ressemblant suffisamment à eIF2 pour servir de leurre à l’activité de phosphorylation de PKR;
iii) la production d’enzymes protéolytiques qui dégradent spécifiquement la PKR;
iv) la surproduction de courts ARN bicaténaires pouvant s’attacher à PKR, mais étant apparemment trop courts pour entraîner la dimérisation et l’activation de l’enzyme.
