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Virologie Médicale 1
Virus de la poliomyélite
Les Picornaviridae
Enterovirus
RhinovirusCardiovirus
AphtovirusParechovirusHepatovirusTeschovirusErbovirusKobuvirus
PoliovirusCoxsakievirus A, BRhinovirus humain Virus de l’encéphalomyocarditeVirus de Theiler murin Virus de la fièvre aphteuse Echovirus (EV22, 23)Virus de l’hépatite ATeschovirus porcinVirus B de la rhinite équineAichi virus
Gastro-entérites, poliomyéliteMyocardite, pancréatite, méningiteRhume (rhinite)Encéphalite, carditeEncéphaliteEruptions vésiculeusesGastro-entérite, infection respiratoireHépatite AEncéphaliteAffection respiratoireGastro-entérite
EspècesGenres Pathogénie
Bas relief égyptien (2000 ans avant JC )
La poliomyélite est une maladie ancienne
Répartition mondiale du poliovirus en 1988
Région où la transmission du poliovirus est avérée ou probable
Données OMS
Répartition mondiale du poliovirus en 1999
(après campagne de vaccination)
Transmission probable du poliovirus (8 pays)
Transmission du poliovirus (22 pays)
Cas d’importation du poliovirus (3 pays) Données OMS
Transmission fécale-orale des Enterovirus
Manquement aux règles d’hygiène
Mains sales
Légumes
Eau de consommation
Fruits de mer
Voyages en pays d’endémie
Contamination fécale de l’environnement
L’eau de javel efficace pour inactiver ces virus
Figure extraite du traitéde Virologie Médicale Édition ESTEM
Phase digestive Phase lymphatique Phase virémique Phase neuronale
Pathogenèse de la poliomyélite
Infection par le poliovirus
Poliomyélite non paralysante avec des spasmes
musculaires et un mal de dos (durée 2 à 10 jours)
Elle concerne 1 à 2% des sujets infectés
Pas de symptôme apparent chez 90 à 95% des individus
Période d'incubation de la maladie de 7 à 14 jours
Infection bénigne de quelques jours avec des signes
pseudo-grippaux et des troubles intestinaux chez 4 à 8%
des personnes infectées
Poliomyélite paralysante de type motrice et musculaire
Elle touche 0,1 à 2% des personnes essentiellement les
enfants avec 10% de mortalité
Les paralysies sont dues à la lyse des neurones moteurs
Virus
Sang
SNC
Anticorps
neutralisants
Gorge
0
Selles
5 10 15
Jours après le contage
Atteinte du SNCMalaise fébrile
Formes nerveuses
Formes fébriles pures
Formes asymptomatiques
toute la vie
durant parfois 3-4 mois
1-2%
90-95%
4-8%
Pour 100
personnes
infectées
Evolution d’une infection par le poliovirus
Protéines structurales Protéines non structurales
Polyprotéine (247 kDa)
Organisation structurale de l’ARN génomique du polioviruset expression des protéines virales
Synthèse des différentes protéines des picornavirus
ProtéaseViroporine
Protéase Protéase . Protéase. Réplicationdu génome
Stimule activitéde 3D
Réplication du génome
ARNpolymérase
VPg
Protéines structurales Protéines non structurales
Traduction coiffe-indépendante médiée par l’IRES
. Réplication du génome viral
. Altère traduction et la transcription de l’hôteet maturation de la polyprotéine. Morphogenèse. Modifie l’homéostase apoptotique de l’hôte
Encapsidation Perméabilitémembranaire
Perméabilisationdes membranes
Encapsidation
IRES
VPgAAAAA
5’ 3’
La capside du poliovirus
VP1
VP1
VP1VP1
VP1
VP2
VP2VP2
VP3VP3
VP3
Nombre de triangulation T=3
=> 180 sous-unités protéiques
. 12 pentamères formés de VP1
. 20 hexamères formés de 3 VP2et 3 VP3 organisées en alternance. 60 VP4 localisées au niveau de la surface interne de la capside
Modélisation de la capside du poliovirus
VP4
VP2VP3
VP1
Domaine P1: protéines de la capside VP4, VP2, VP3 et VP1
Domaine P2 : 3 protéines 2A, 2B et 2C
2A . protéase de type chymotrypsine qui libère le domaine P1 du reste de la polyprotéine (pas d'activité protéolytique des aphtovirus)
. la protéine 2A des entérovirus et des rhinovirus bloque la synthèse protéique en clivant le facteur d'initiation de la traduction eIF4G
. elle est probablement impliquée dans la réplication de l'ARN viral.
2B . la protéine 2B et/ou son précurseur 2BC induisent la formation de nombreuses vésicules à partir du réticulum endoplasmique
=> ces vésicules constituent le site de réplication du virus. . elle modifie la perméabilité membranaire des cellules infectées ce qui
pourrait jouer un rôle dans le relargage des virions. Elle forme des pores dans la membrane : 2B est une viroporine.
. elle inhiberait aussi les voies sécrétoires (Golgi) de la cellule
2C : . elle a un rôle important dans la réplication : elle se lie à l'extrémité 3' de l'ARN-. elle possède une activité NTPase et présente des homologies avec des
hélicases (activité jamais démontrée). elle induit aussi la formation de vésicules membranaires. . elle est impliquée dans le processus d'encapsidation de l'ARN
Fonctions des protéines des Picornaviridae
Domaine P3 : 4 protéines 3A, 3B, 3C et 3D
3A : . elle inhibe le transport intracellulaire du réticulum endoplasmique vers l’appareil de Golgi
3B : . VPg
3C : . elle porte une activité une protéase "chymotrypsine-like" impliquée sous sa forme libre ou sous forme de précurseur 3CD dans les clivages de la polyprotéine (activité 3CPro).
. Elle inhibe grâce à son activité la transcription des gènes cellulaires
3DPol : . ARN polymérase-ARN dépendante => réplication de l'ARN viral et uridylation de la VPg
le précurseur 3AB permet l'ancrage du complexe de réplication dans les membranes et stimule l’activité de la protéine 3Dpol.
Récepteur du poliovirus
CD155 ou HPVRαααα ou δδδδ
NH2
44
42
48
45
54
73
25 ou 50
31
24
COOH
SS
SS
SS
Segment transmembranaire
Segment intracytoplasmique
région interagissant avec le virus
Infection des neurones moteurs par le poliovirus
Invasion des neuronesmoteurs au niveau de la jonction neuro-musculaire
Transport rétrograde du complexe virus-récepteurle long de l’axone
Réplication du virus et destruction du neurone moteur
Moelle épinièreNeurone moteur
Récepteur CD155
Virion infectieux156S
Réaction reversible
Capside vide(virion sans ARN)
Infectosome
ARN viral
Particule A (Altérée)
. Attachement
. Invaginationde la membrane Puit
recouvert
Endocytose
. Formation d’un poredans la membrane. Libération de l’ARNdans le cytoplasme
ARN
. Projection de VP4
. Gonflement de la capside présentant l’extrémité N-terminalehydrophobe de VP1
ARN viral
Moins de 1% des virions initie un cycle infectieux
Modèles d’entrée de l’ARN génomique du poliovirus (1)
125S80S
Effet pro-apoptotique
5’ AAA 3’
Traduction IRES-dépendante
Décapsidation
Entrée
Noyau
����
coiffe
Effet anti-apoptotique
Arrêt de latranscription
Arrêt traduction coiffe-dépendante
5’3’
3’3’ 5’5’
3’5’
5’ 3’5’ 3’5’ 3’5’ 3’5’ 3’5’ 3’5’ 3’
Morphogenèse
Amas de vésiculesmembranaires
(rosettes)
Réplicationdu génome
Maturation
ARN+
ARN-
Attachementau récepteur
Cycle infectieux du poliovirus
Protomère 5S
VP0, VP3, VP1
(VP0, VP3, VP1)5
(VP0, VP3, VP1)60(VP0, VP3, VP1)60 + ARN
(VP4, VP2, VP3, VP1)60 + ARN
Pentamère 14S
Procapside(capside vide)
80S
Provirion125S
Virion160S
ARN viral
VP0
VP2 + VP4
P1
Morphogenèse du poliovirus
Isolement du virus
On l'obtient à partir d'un prélèvement pharyngé ou rectal, plus difficilement à
partir du LCR, sur des cultures cellulaires d'origine humaine ou simienne. En
24 à 48 heures l'ECP (effet cytopathologique) se manifeste. La confirmation
et l'identification du sérotype se font par réaction de neutralisation de l'ECP
par des sérums antipolio 1, 2 et 3.
La distinction des souches vaccinales et des souches sauvages nécessite
l'emploi de sérums monoclonaux spécifiques des souches vaccinales, soit
l'étude des effets de la température sur la culture (RCT pour reproductive
capacity temperature) soit des techniques de biologie moléculaire.
Diagnostic biologique
Les poliovirus ne se multiplient que sur cellules humaines ou simiennes de
première explantation ou en lignée continue. Les cellules infectées
s'arrondissent, deviennent plus réfringentes et se détachent de la paroi de la
boîte de culture ; finalement toute la nappe est détruite. Après coloration, on
observe dans les cellules infectées une grande inclusion cytoplasmique
repoussant le noyau en forme de croissant vers la périphérie de la cellule.
Effet cytopathogène. (ECP)
VPI (1958)
VPO (1962)
Vaccination obligatoire(Loi du 1er juillet 1964)
No
mb
re a
ttei
nt
de
la p
olio
myé
lite
anté
rieu
re a
igu
ë
Nombre de personnes atteintes de poliomyélite antérieure aiguëen France de 1949 à 1998
0
75
25
50
100
Incidence par million d’habitants
Mortalité par million d’habitants
1949 1959 1969 19891979
AAAAAAAAAAAAA5’ 3’VPg
Déterminants de l’atténuation des souches vaccinales Sabin
ARN+(7,5 kb)
VP2 2B 3D polVP1VP3 2A 2C 3C3A 3BVP
4
VP2 2B 3D polVP1VP3 2A 2C 3C3A 3BVP
4
VP2 2B 3D polVP1VP3 2A 2C 3C3A 3BVP
4VP2 2B 3D polVP1VP3 2A 2C 3C3A 3BV
P4PV-1/Sabin
PV-2/Sabin
PV-3/Sabin
G189 G480
U472
A481
Ser65 Met225 Thr106
Phe134
His73
Ile143
Phe91 Thr6
Vaccin polio inactivéinjectable (Salk/Lépine)
Vaccin polio atténuébuvable (souches Sabin)
- innocuité totale- association possible avec : diphtérie/tétanos/coqueluche/hépatite B
- efficacité remarquable- immunité générale etlocale intestinale- facilité d’administration(campagne de masse)
- pas d’immunité locale intestinale- rappels réguliers tous les 10 ans- maintien nécessaire d’une couverture vaccinale élevée dans la population
- contagieux pour l’entourage- contre-indications pour :���� la femme enceinte���� l’immunodéprimé
- fragilité (conservation au froid)- interférence avec d’autres entérovirus- réversion vers le caractère sauvage : poliomyélite post-vaccinale est de 1/107
Avantages InconvénientsVaccins anti-polio
Avantages et inconvénients des vaccins anti-polio