Notions de virologie structure du vih








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L’ INFECTION A VIH






INTRODUCTION


Le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) est un rétrovirus. Jusqu’au début des années 80 on ne connaissait que des rétrovirus infectant les espèces animales (chat, mouton, chèvre, cheval, singes...).

Le syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA) fut reconnu en 1981 chez des homosexuels américains. Par analogie avec les modèles animaux, son origine rétrovirale a été rapidement suspectée. Le virus en cause, identifié en 1983 à partir de cellules lymphoïdes ganglionnaires d’un malade, fut d’abord dénommé LAV (Lymphadenopathy Associated Virus) puis, dans un second temps, VIH. Deux années plus tard, la caractérisation du génome viral permettra de distinguer deux virus apparentés mais génétiquement distincts : le VIH-1, responsable de l’épidémie mondiale actuelle et le VIH-2, de moindre virulence, qui reste encore à l’état endémique en Afrique de l’Ouest.

La famille des rétrovirus comprend trois sous familles :

  • Les lentivirus dont fait partie le VIH

  • Les oncovirus, ayant la capacité d’induire des pathologies tumorales. Deux virus humains ont été identifiés :

    • HTLV1 qui est responsable d’une pathologie tumorale, la leucémie lymphome T de l’adulte et d’une pathologie neurologique, la paraparésie spastique tropicale

    • HTLV2 dont la pathogénicité n’est pas encore clairement démontrée

  • Les spumavirus sont encore considérés comme non pathogènes

Les rétrovirus se caractérisent par leur mode de réplication. Ce sont des virus à ARN (acide ribonucléique) qui nécessitent une transcription de leur matériel génétique en ADN (acide désoxyribonucleique) par une enzyme, la reverse transcriptase, avant d’être intégré au génome de la cellule hôte. La fabrication de nouveaux virions intervient lors de l’activation de la cellule hôte, grâce aux mécanismes cellulaires de transcription et de synthèse protéique.




NOTIONS DE VIROLOGIE



Structure du VIH



Le virus apparaît au microscope électronique comme une particule sphérique de 80 à 120 nm de diamètre.

La particule virale : elle se compose (figure 1) :

  • D’une membrane d’origine cellulaire portant des glycoprotéines d’enveloppe (Gp 120, Gp 41).

  • D’une matrice protéique contenant la protéase virale.

  • D’une capside protéique (P 24) contenant l’ARN génomique viral et deux des principales enzymes nécessaires aux étapes de réplication du virus, la reverse transcriptase et l’intégrase.









Gp 120 externe reconnaissance du CD4
fusion enveloppe virale -

Gp 41 transmembranaire membrane cellulaire
connection

P 17 matrice protéique enveloppe - nucléocapside

P 24 protéine interne constituant de la capside
ARN génome viral

rétrotranscription

P 51/66 reverse transcriptase ARN en ADN viral
P 32 intégrase intégration du génome VIH
P 11 protéase clivage des polyprotéines




Figure 1 : La particule virale et les fonctions principales des protéines


Le génome du virus : il est composé de deux molécules d’ARN, simple brin, identiques (figure 2) :

  • Deux gènes codent pour les protéines de structure :

    • ENV pour les glycoprotéines d’enveloppe : Gp 160 - Gp 120 - Gp 41

    • GAG pour les protéines de la matrice et de la capside : P 24 - P 17




  • Un gène POL code pour les enzymes de réplication : reverse transcriptase, intégrase, protéase




  • Les autres gènes sont impliqués dans la régulation de l’expression et du pouvoir infectieux du VIH :

    • VIF et VPU interviennent dans l’assemblage, la stabilité et la maturation des virions

    • VPR favorise l’intégration de l’ADN génomique viral

    • TAT est un puissant activateur de la transcription de l’ADN viral

    • REV favorise la traduction des ARN messager d’origine virale

    • NEF optimise les chances d’infecter une nouvelle cellule cible et réduit les possibilités de reconnaissance et destruction d’une cellule infectée par les lymphocytes CD8.


Enveloppe
Groupe antigène










Polymérase rev

tat

Figure 2 : Le génome du VIH-1



Cycle de réplication



On distingue trois étapes : l’entrée du virus dans la cellule, la phase intracellulaire de transcription du matériel génétique et de synthèse des constituants viraux, l’assemblage et la sortie des nouvelles particules virales.

Etape précoce :

  • La glycoprotéine externe du VIH, la Gp 120, possède un récepteur spécifique qui est la molécule CD4. Cette molécule antigénique est exprimée à la surface de certaines cellules participant aux réactions immunitaires. L’interaction entre les deux induit un changement de conformation de la Gp 120, qui se lie ensuite à un co-récepteur cellulaire. Deux co-récepteurs principaux du VIH ont été identifiés : la molécule CCR5 qu’utilisent les souches virales à tropisme macrophagique (M), durant les premières phases de l’infection et la molécule CXCR4 utilisée par les souches à tropisme lymphocytaire (T) durant la phase terminale de la maladie. La non-expression de la molécule CCR5 (délétion homozygote) confère un rôle protecteur de la contamination par le VIH.

  • Cette première interaction permet le démasquage de la Gp 41 et la fusion entre l’enveloppe du virus et la membrane cellulaire, la capside du VIH pourra alors pénétrer dans le cytoplasme.



Réplication virale (figure 3) :

  • Phase initiale : après décapsidation, l’ARN génomique viral est libéré dans le cytoplasme cellulaire, la reverse transcriptase virale transcrit cet ARN en ADN double brin, une autre enzyme virale, l’intégrase, permet ensuite son intégration au génome de la cellule. L’infection de la cellule hôte est, dès lors, persistante.

  • Expression du provirus (ADN viral intégré) : ce sont les enzymes cellulaires qui, sous l’influence de facteurs d’activation environnementaux (cytokines, antigènes) et viraux propres au VIH, réalisent la transcription de l’ADN viral. Les fonctions cellulaires sont détournées au profit du virus. Les éléments structuraux du virion sont synthétisés sous forme de polyprotéines, la protéase virale réalise leur clivage individualisant ainsi les éléments constitutifs du virus.

  • Etape finale : l’assemblage des protéines de structure, des protéines enzymatiques et de l’ARN viral précède le bourgeonnement du néovirion en périphérie de la cellule, englobé par la membrane cytoplasmique cellulaire. Les particules virales infectieuses sont alors libérées dans les liquides extracellulaires.


Virus molécule CD4 récepteur




Membrane cellulaire

ARN viral

Reverse transcriptase

Cytoplasme

ADN proviral

Intégrase



ADN viral circulaire
ADN ADN proviral intégré

Noyau

Transcription cellulaire




ARN messagers cellulaires






ARN viral traduction traduction


GAG

GAG POL

ENV

Protéase virale protéase cellulaire

∞∞ ○○○○ · · · · ◉ ⊙ ⊖ gp 120

matrice capside protéase RT int. gp 41








Figure 3 : Cycle de réplication du VIH



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