Cours 15 - Le virus Flashcards
Racontez la petite histoire des virus
- Les virus ont été décrits initialement comme des agents filtrables par Ivanovsky en 1892
- Ça fait longtemps que l’on utilise le terme “virus” mais avant sa signification n’était pas la même
- Avant, ce terme désignait des choses qui étaient plus petites qu’une grosse protéines mais plus petite que la plus petite bactérie
- Nos connaissances sur les virus ont bcp évolué durant le dernier siècle
Décrire ce qu’est un virus
- Agent qui peut être filtré*
- filtres conçus pour retenir les bactéries
- Un parasite intracellulaire obligatoire
- Dépend de la machinerie biochimique de la cellule hôte pour la réplication
- Agent ne pouvant produire ni énergie ni protéines indépendamment de la cellule hôte
- Fait d’un génome viral d’ADN ou d’ARN
- Enveloppé ou non
- Agent infectieux dont les composantes individuelles sont assemblées, donc qui ne se reproduit pas par division cellulaire
- contrairement à bactéries
Virus: faits (vivant, reproduction, fonctionnement composantes virales)
- Les virus ne sont pas vivants
- Les virus doivent infecter les cellules pour assurer leur survie
- Les virus doivent être capables d’utiliser la machinerie cellulaire de l’hôte pour produire leurs propres composantes
- Les virus doivent encoder tous les processus requis qui ne sont pas “fournis” par la cellule hôte
- Les composantes virales doivent s’assembler par elles-mêmes
Virus: conditions de base pour infecter les cellules hôtes
Tous les virus ne peuvent pas infecter toutes les cellules ou tous les hôtes
- Le virus doit pouvoir entrer dans la cellule hôte
- Une fois le virus entré, la cellule doit posséder la machinerie cellulaire appropriée pour lui permettre de se répliquer
- Une fois répliqué, le virus doit pouvoir être libéré de la cellule pour transmettre l’infection (et pouvoir ainsi assurer sa survie)
Unité pour mesurer les virus? Bactéries?
- virus: nanomètres (nm)
- bactéries: microm
Plus petits et plus gros virus? Comment voir les virus en labo?
- Les plus petits: 18nm (parvovirus)
- Les plus gros: 300nm (poxvirus)
- Presque visibles en microscopie optique
- besoin microscopie électronique
Lien entre grosseur du virions et taille du génome? Conséquence?
En général, les plus gros virions ont un plus gros génome qui encode pour plus de protéines et sont généralement plus complexes que les petits virions.
Structure et composition de la particule virale (virion)
- Génome d’acide nucléique compris dans une couche protectrice de protéines: la capside
- Génome d’acide nucléique + capside = nucléocapside
- Icosahédrique (sur image en haut à gauche)
- Hélicoïdale (sur image en haut à droite)
- Complexe
- Tous les virions ont une nucléocapside
- Avec ou sans enveloppe
Définir: nucléocapside
- Capside: couche protectrice des virions faite de protéines
- Génome d’acide nucléique + capside = nucléocapside
- Icosahédrique (sur image en haut à gauche)
- Hélicoïdale (sur image en haut à droite)
- Complexe
Résumez les différentes composantes possibles d’un virion
- capside faite de protéines obligatoire
- enveloppe non-obligatoire
- capside + acide nucléique +/- enzymes et protéines liant les acides nucléiques = nucleocapside = virion nu
- nucleocaspide + enveloppe = virus enveloppé
Structure et composition du virion: génome d’acide nucléique
- ADN OU ARN
-
ADN
- simple ou double brin
-
ARN
- simple brin
- polarité positive (comme l’ARNm)
- ou négative
- double brin (reovirus)
- polarité +/- ou double sens
- segmenté ou non
- simple brin
La capside et l’enveloppe: fonctions
- La couche la plus externe d’un virus (l’un ou l’autre)
- Constituent la structure, la protection et le véhicule de transmission du virus
- véhicule de transmission: permet d’interagir avec les cellules environnantes (récepteurs)
- Les structures présentes à la surface de la capside ou de l’enveloppe permettent l’interaction entre le virus et la cellule hôte via une protéine d’attachement virale (PAV) ou autre structure
- Si on détruit la couche la plus externe d’un virus (la capside ou l’enveloppe), on inactive le virus
- Les anticorps développés contre les composantes de ces structures de surface peuvent prévenir l’infection
Où se trouvent la capside et l’enveloppe, l’un par rapport à l’autre?
enveloppe par-dessus capside
Décrire: PAV
Les structures présentes à la surface de la capside ou de l’enveloppe permettent l’interaction entre le virus et la cellule hôte via une protéine d’attachement virale (PAV) ou autre structure
Comment inactiver un virus?
détruire sa couche externe (peu importe si capside ou enveloppe)
Résistance aux substances environnementales: virus nus
- Les virus nus (non enveloppés) sont généralement résistants à la sécheresse, à l’acidité, aux détergents
- Incluant l’acide et la bile du tractus digestif
- Ceci détermine leur mode de transmission (transmission fécale-orale possible)
- plus résistante que l’enveloppe
- Incluant l’acide et la bile du tractus digestif
Structure et composition du virion: la capside
- La capside est faite de protéines
- Structure rigide capable de résister à des conditions environnementales difficiles
- Plus résistante que l’enveloppe
- La capside est symétrique (icosaédrique ou hélicoïdale) ou asymétrique (complexe)
Décrire: La capside icosahédrique
- Pour former la capside icosahédrique, les sous-unités protéiques virales s’unissent en protomères. Cinq protomères s’unissent pour former des capsomères (pentamères) qui s’assemblent en capside
- La capside icosahédrique simple est formée de 12 capsomères. Chacun des 12 capsomères (aux 12 sommets) interagit avec 5 autres capsomères
- On appelle ces capsomères des pentamères ou pentons
- La capside icosahédrique ressemble à une sphère et est constituée par l’assemblage de sous-unités protéiques
- forme de ballon de soccer
- Toutes les faces de l’icosahèdre simple sont identiques
- L’acide nucléique est compris au centre de la capside qui le protège de l’environnement
- Des virions à plus grosse capside sont fabriqués en insérant des capsomères (hexons) entre les pentons
- Ex: la capside du virus Herpès a 12 pentons et 150 hexons, celle de l’adénovirus a 12 pentons et 240 hexons.
Décrire: La capside hélicoïdale
- Les sous-unités protéiques interagissent entre elles et avec l’acide nucléique pour former une structure qui ressemble à un bâtonnet
- Photo: microscope électronique
- pas présente dans les labos cliniques, juste dans labos de recherche
Décrire: l’enveloppe d’un virion
- L’enveloppe est une membrane composée de lipides, de protéines et de glycoprotéines
- L’enveloppe a une structure similaire aux membranes cellulaires
- Des glycoprotéines virales sont ancrées sur l’enveloppe et se projettent hors de la surface du virion, comme des spicules « spikes »
- Certaines agissent comme protéines d’attachement virales (PAV), capables de se lier à des cellules cibles
- Sont des antigènes majeurs pouvant éliciter une immunité protectrice
- (on peut produire des anticorps contre ces antigènes)
- Autres fonctions possibles
Capacité d’adapation et de survie des virus enveloppés
- Contrairement aux virus non enveloppés, les virus enveloppés sont facilement inactivés par la sécheresse, l’acidité, les détergents et les solvants
- La plupart de ces virus ne peuvent survivre dans le tractus digestif
- La structure de l’enveloppe peut être maintenue uniquement dans une solution aqueuse (doivent rester mouillés)
- Ces virus sont généralement transmis par les fluides tels que le sang, les gouttelettes respiratoires et les tissus
À quoi ressemble un virus enveloppé?
- note: spicules se projettent hors du virus
Expliquer et décrire: Classification internationale des virus
Les virus sont classifiés principalement selon
1) la nature de leur génome
- Acide nucléique: ADN ou ARN
- Simple brin ou double brin
- Pour les génomes d’ARN: polarité (+/-)
- Segmenté ou non segmenté
- Linéaire ou circulaire
- Simple brin ou double brin
2) leur structure (morphologie)
- Structure du virion
- Symétrie de la nucléocapside (icosahédrique, hélicoïdale, complexe)
- Enveloppé ou non enveloppé
- Nombre de capsomères
- autres
Terminaison des virus selon leur hiérarchie taxonomique
Classification des virus à ADN
Classification: virus à ARN
Quelle classe de virus est composée de virus enveloppés uniquement?
Tous les virus à ARN simple brin – sont enveloppés
Familles de virus à ADN et membres importants
Familles de virus à ARN et exemples
Réplication virale: qu’est-ce que la cellule fourni vs qu’est-ce que le virus doit fournir?
- Les principales étapes de la réplication virale sont les mêmes d’un virus à un autre
- La cellule hôte agit comme une usine en fournissant les substrats, l’énergie et la machinerie nécessaires à la synthèse des protéines virales et à la réplication du génome
- Ce qui n’est pas fourni par la cellule hôte doit être encodé dans le génome du virus
Les étapes de la réplication virale
- Reconnaissance de la cellule cible
- Attachement
- Entrée dans la cellule à travers la membrane plasmatique
- Décapsidation
- Synthèse des constituants viraux (multiplication virale)
- Synthèse de l’ARNm précoce et des protéines non-structurales
- Réplication du génome
- Synthèse de l’ARNm tardif et des protéines structurales
- Modification post-traduction de la protéine
- Assemblage du virus
- Bourgeonnement des virus enveloppés
- Relâchement du virus hors de la cellule hôte
Expliquez cette étape de la réplication virale: reconnaissance et attachement à la cellule cible
- Les protéines d’attachement virales (PAV) ou d’autres structures à la surface du virus se lient à des récepteurs sur la cellule hôte
- Les virus peuvent se lier à des récepteurs présents sur certaines cellules seulement (spécifiques au type de cellule), parfois présents chez certains hôtes seulement (spécifiques à l’hôte)
- Les cellules susceptibles ciblées définissent le tropisme tissulaire
- • ex: le virus de l’hépatite C est hépatotrope
• ex: le virus EBV est lymphotrope
- NOTE: il est possible qu’un virus ait plusieurs cibles et donc plus tropismes
Exemples de tropismes et maladies virales
-
Virus pneumotropes
- Influenza, adénovirus, rhinovirus et virus respiratoire syncytial
-
Virus dermotropes
- Variole, rougeole, rubéole, varicelle et zona
-
Virus viscérotropes
- Hépatite, fièvre jaune, gastro-entérite, VIH et mononucléose
-
Virus neurotropes
- Rage, encéphalite et polyomyélite
Exemples de protéines d’attachement virales (PAVs) et le récepteur sur la cellule hôte
• Exemples de protéines d’attachement virales (PAVs)
– gp120 (glycoprotéine 120) du VIH
– HA gp (hémagglutinine) du virus Influenza A
• Exemples de récepteurs sur la cellule hôte
– CD4 et co-récepteur chemokine sur les lymphocytes T « helper T-cell » pour le VIH
– Acide sialique des cellules épithéliales pour Influenza A
Autres exemples de protéines de surface de la cellule hôte servant de récepteurs viraux
(Pas retenir)
Expliquez cette étape de la réplication virale: entrée dans la cellule
• Virus non enveloppés
– Principalement:
Endocytose médiée par un récepteur
• Virus enveloppés
– Fusion des membranes du virus et de la cellule cible (précédée ou non d’endocytose)
– La nucléocapside ou le génome viral est ensuite relâché dans le cytoplasme
Expliquez cette étape de la réplication virale: décapsidation
• Après internalisation, la nucléocapside doit arriver au site de réplication et se rompre
– Le génome d’ADN est habituellement transporté au noyau (exception: poxvirus)
– Le génome d’ARN reste habituellement dans le cytoplasme (exceptions: orthomyxovirus et retrovirus)
Expliquez cette étape de la réplication virale: la synthèse des constituants viraux (multiplication virale)
- Transcription du génome en ARNm pour traduction en protéines non-structurales (produits précoces)
- Réplication du génome
- Transcription du génome en ARNm pour traduction en protéines structurales (produits tardifs)
- Modification post-traduction de la protéine (par des enzymes qui clivent la protéines)
- La machinerie cellulaire nécessaire pour la transcription de l’ARNm se trouve dans le noyau de la cellule
- La plupart des virus à ADN utilisent les polymérases de la cellule hôte pour synthétiser l’ARNm dans le noyau (exception: poxvirus
- Les virus à ARN se répliquent dans le cytoplasme (exceptions orthomyxovirus et rétrovirus) et doivent eux-mêmes encoder les enzymes nécessaires à la transcription et à la réplication (la cellule hôte n’a pas ce qu’il faut pour répliquer de l’ARN)
- Il y a beaucoup d’erreurs qui sont faites par les ARN polymérases (virales)
- pas aussi précises que polymérases humaines puisqu’elles ne corrigent pas les erreurs
- Il y a beaucoup d’erreurs qui sont faites par les ARN polymérases (virales)
Expliquez cette étape de la réplication virale: assemblage et bourgeonnement du virus
- Le site et le mécanisme d’assemblage du virus dépend d’où la réplication a eu lieu et si la structure finale est celle d’un virus nu ou d’un virus enveloppé
– Les virus à ADN sont assemblés dans le noyau (sauf poxvirus)
– Les virus à ARN et les poxvirus sont assemblés dans le cytoplasme - Les capsides virales peuvent être assemblées et ensuite remplies du génome ou peuvent être assemblées autour du génome
• L’enveloppe est acquise lors du bourgeonnement du virus (virus à ADN: membrane plasmique vs virus à ARN: noyau)
– La ppt des virus à ARN bourgeonnent de la membrane plasmatique sans tuer la cellule
– D’autres virus acquièrent leur enveloppe du réticulum endoplasmique et de l’appareil de Golgi - Des erreurs sont faites durant l’assemblage et résultent en la formation de virions vides ou contenant un génome défectueux
Expliquez cette étape de la réplication virale: Relâchement hors de la cellule hôte
• Les virus sont relâchés de la cellule
– Par lyse cellulaire
– Par exocytose
– Par bourgeonnement à travers la membrane plasmatique
* Les virus nus sont souvent relâchés après lyse cellulaire et les virus enveloppés le sont souvent par bourgeonnement par la membrane plasmatique sans tuer la cellule
• Les virus qui bourgeonnent dans le cytoplasme sont relâchés par exocytose ou lyse cellulaire
Quels sont les modes de transmission des virus?
- Aérosols
- Ingestion de nourriture et eau contaminées
• fécale-orale - Fomites
- Contact direct avec les sécrétions (salive, plaie)
• Gouttelettes - Contact sexuel
- Sang contaminé ou transplantation d’organe
- Zoonoses (animaux, insectes)
- De la mère à l’enfant: transmission verticale
- soit pendant la grossesse ou bien lors de l’accouchement
Qu’est-ce que des fomites?
objets inanimés contaminés qui peuvent contribuer à la transmission des virus
Quelle est la différence entre la transmission par aérosols vs par gouttelettes?
- Aérosols:
- rester en suspension dans l’air
- voyage plus loin
- Gouttelettes
- contact direct avec sécrétions (salives, plaies)
- moins d’un 1 m
- ex. lorsque qqn éternue, parle
De quoi dépend le mode de transmission d’un virus?
- Le mode de transmission dépend de quelle est la source du virus et de la capacité du virus à endurer les conditions de l’environnement et du corps jusqu’à sa cellule cible
- La présence ou non d’une enveloppe est le principal déterminant structural du mode de transmission virale
- Les virus non-enveloppés sont résistants à la sécheresse, les détergents, les extrêmes de température et de pH contrairement aux virus enveloppés
- La présence ou non d’une enveloppe est le principal déterminant structural du mode de transmission virale
Transmission: virus enveloppé vs non-enveloppé
- Les virus non enveloppés peuvent donc survivre à l’acidité de l’estomac et à l’effet détergent des acides biliaires de l’intestin
- Souvent transmis par voie fécale-orale
- Source fréquente: objets contaminés (fomites)
- Ex: virus de l’hépatite A (picornaviridae ARN+ NE), adénovirus (adenovoridae ADN NE), calicivirus (caliciviridae ARN+ NE), etc.
- Les virus enveloppés sont plus fragiles: ils ont besoin d’une enveloppe intacte pour rester infectieux et doivent rester mouillés
- Souvent transmis par gouttelettes respiratoires, mucus, salive et sperme, sang, organe transplanté
- Ex: VIH (retroviridae ARN+/E), virus de l’hépatite B (hepadnaviridae ADN/E), virus Influenza (orthomyxoviridae ARN-/E), etc.
- Souvent transmis par gouttelettes respiratoires, mucus, salive et sperme, sang, organe transplanté
L’influence de la structure du virion sur les propriétés virales: virus enveloppé vs non enveloppé - RÉSMUÉ
-
Virus non-enveloppés
- La capside est faite de protéines
- Plus stables aux conditions de l’environnement
- Peuvent être transmis plus facilement
- Fomites, main à main, poussières, petites gouttelettes
- Peuvent rester infectieux malgré la sécheresse
- Peuvent résister l’acide de l’estomac
- Relâchés en lysant la cellule hôte
-
Virus enveloppés
- La membranes est faite de lipides, protéines et gp
- Labiles face aux conditions environnementales
- Doivent rester mouillés
• Ne survivent pas au milieu GI
• Transmis par grosses gouttelettes, sécrétions, tissus, sang contaminé - Relâchés par bourgeonnement +/- lyse cellulaire
- N’ont pas besoin de tuer la cellule hôte pour se transmettre
Décire: Zoonoses et arboviroses
- Les animaux peuvent être des vecteurs, ie qu’ils transmettent l’infection à d’autres animaux ou à des humains
- Ils peuvent aussi agir comme réservoir: maintiennent et amplifient le virus dans l’environnement
- Les maladies virales qui peuvent atteindre les animaux (ou les insectes) et les humains sont appelées zoonoses
- ex: rage
- Lorsque les arthropodes (moustiques, tiques, mouches..) sont le vecteur d’une infection virale, l’infection est une arbovirose
- ex: flavivirus (virus de la Dengue dont le vecteur est le moustique
du genre Aedes)
- ex: flavivirus (virus de la Dengue dont le vecteur est le moustique
- Les maladies virales qui peuvent atteindre les animaux (ou les insectes) et les humains sont appelées zoonoses
Définir: arbovirose
- Lorsque les arthropodes (moustiques, tiques, mouches..) sont le vecteur d’une infection virale, l’infection est une arbovirose
- ex: flavivirus (virus de la Dengue dont le vecteur est le moustique
du genre Aedes)
Autres sources (que les animaux et arthropodes) associées à la transmission
- Attention aux infections asymptomatiques qui peuvent contribuer à la transmission (ITSS)
- ex. VIH (phase de latence)
- Conditions de vie: promiscuité
- Travail/loisirs
- Styles de vie (surtout en voyage)
- Fréquentation des garderies
- Voyages
Transmission virale: exemples
Façons de détecter des virus/ de diagnostiquer des infections virales
- Culture virale sur des cellules dérivées de tissus humains en couche monocellulaire
- On peut observer l’apparition d’effets cytopathogènes caractéristiques
- Était encore utilisé pour certains spécimens avant la pandémie
- maintenant: rarement utilisé comporte un risque pour le personnel
-
Détection d’anticorps spécifiques chez l’hôte infecté
- Sérologie [sérum précoce, sérum tardif (phase aiguë ou latente/chronique)]
- Très souvent utilisé
-
Détection du matériel génétique viral (PCR)
- Devenu la méthode de choix
- Observation en microscopie électronique (pas optique!!)
- En laboratoire de recherche
- détection d’Ac et PCR: techniques utilisées le plus, seules ou les 2
Méthodes de contrôle des infections virales
- Principalement
• Hygiène (lavage des mains, équipement de protection individuelle, distanciation, etc.)
• Vaccination (prévention)
– Inactivés, vivants atténués, autres
• Traitement antiviral
– Pour certains infections virales seulement
Traitement antiviral: quelles sont les cibles thérapeutiques?
Les cibles thérapeutiques sont principalement les étapes du cycle de réplication virale
- Inhibition de l’attachement du virus à la cellule
- Inhibition de l’entrée dans la cellule et de la décapsidation
- Inhibiteurs de la réplication du génome
- Assemblage du virus et relâchement hors de la cellule
Expliquer le traitement antiviral ayant pour cible: Inhibition de l’attachement du virus à la cellule
- Anticorps neutralisants
– ex: immunisation passive de l’hépatite B (immunoglobulines) - Antagonistes de récepteurs spécifiques
– Analogues des récepteurs cellulaires ou de la PAV qui bloquent l’interaction entre le virus et la cellule
» ex: inhibiteurs du récepteur cellulaire CCR5 qui empêchent le VIH de se lier aux macrophages et certaines cellules CD4 - besoin d’un corécepteur (ici, CCR5), on inhibe ce corécepteur, ce qui empêche la réplication virale
Expliquer le traitement antiviral ayant pour cible: Inhibition de l’entrée dans la cellule et de la décapsidation
- Si ce processus est bloqué, le génome du virus ne peut pas être relâché dans la cellule pour se répliquer
- Pour les virus qui entrent par des vésicules endocytiques, certains antiviraux vont neutraliser le pH de ces compartiments pour empêcher la fusion ou le bris de la membrane empêchant la décapsidation
- Amantadine et rimantadine (pas très efficaces)
- Action plus spécifique contre l’Influenza A
- Enfuvirtide qui bloque l’entrée et la décapsidation du VIH en inhibant la protéine de fusion gp41
- Amantadine et rimantadine (pas très efficaces)
- Pour les virus qui entrent par des vésicules endocytiques, certains antiviraux vont neutraliser le pH de ces compartiments pour empêcher la fusion ou le bris de la membrane empêchant la décapsidation
Expliquer le traitement antiviral ayant pour cible: L’Inhibition de la synthèse de l’ARNm
- pas une bonne cible en général
- L’ARNm n’est pas une bonne cible puisqu’il est difficile d’inhiber l’ARNm du virus sans inhiber l’ARNm de la cellule hôte
- bcp d’effets secondaires
Expliquer le traitement antiviral ayant pour cible: Inhibiteurs de la réplication du génome
- La plupart des antiviraux sont des analogues des nucléosides (nucléosides modifiés)
- L’ADN polymérase virale du HSV et la transcriptase inverse du VIH sont de bons exemples
- Cibles thérapeutiques idéales puisqu’elles sont essentielles à la réplication virale et elles sont différentes des enzymes de l’hôte
- Les analogues nucléosidiques se lient facilement à la polymérase virale (qui est moins précise que les enzymes de l’hôte) et inhibent la réplication virale le plus souvent par arrêt de l’élongation de la chaîne d’ADN ou d’ARN
- ex: acyclovir et valacyclovir contre le HSV, ganciclovir contre le CMV, lamivudine et abacavir contre le VIH
- L’ADN polymérase virale du HSV et la transcriptase inverse du VIH sont de bons exemples
- Il existe aussi des analogues non nucléosidiques de la polymérase qui se lient de façon non compétitive à l’enzyme à des sites autres que celui du substrat pour inhiber la polymérase
- Ex: doravirine contre le VIH
Expliquer le traitement antiviral ayant pour cible: Assemblage du virus et relâchement hors de la cellule
- On veut inhiber des enzymes responsables de ces étapes
- Inhibiteurs de la protéase du VIH, enzyme essentielle à l’assemblage du virus et à la production de virions infectieux
– ex: darunavir et ritonavir - Inhibiteurs de la neuraminidase de l’Influenza A et B (la neuraminidase permet au virus d’être libéré hors de la cellule)
– ex: oseltamivir et zanamivir
- Inhibiteurs de la protéase du VIH, enzyme essentielle à l’assemblage du virus et à la production de virions infectieux
Microbe étant un parasite obligatoire intracellulaire
virus
À quoi ressemble le matériel génétique des virus?
Composé d’un génome d’acide nucléique (ARN ou ADN) entassé dans une capside +/- enveloppé
Comment fonctionne la classification des virus?
Classification principalement selon la nature du génome (ARN ou ADN) et sa structure +/- enveloppe
Virus: le mode de réplication virale est spécifique à quoi?
Le mode de réplication virale est spécifique au virus (ARN vs ADN)
Le mode de transmission des virus dépend de quoi?
Le mode de transmission dépend beaucoup de la présence ou non d’une enveloppe
Qu’est-ce que les traitements antiviraux disponibles ciblent?
Les traitements antiviraux disponibles ciblent le plus souvent une étape du cycle de réplication virale
Quel microbe est décrit comme: “un agent qui peut être filtré”?
virus
