La multiplication virale

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Cours de virologie générale

LA MULTIPLICATION VIRALE

1.L’ATTACHEMENT

2.LA PENETRATION

3.LA DECAPSIDATION

4.LA REPLICATION

4-1.La multiplication des virus à ADN

4-2. La multiplication des virus à ARN

5. L’ASSEMBLAGE ET LA MATURATION

6. LA LIBERATION DES VIRUS

La multiplication virale est un phénomène complexe au cours duquel le virus va détourner la machinerie cellulaire à son profit. En effet, du fait de leur simplicité extrême, les virus ne peuvent pas se multiplier, du moins se multiplier par eux-mêmes. Connaître et bien comprendre les différentes étapes du cycle de multiplication virale est un objectif majeur pour le développement de molécules antivirales. Certaines étapes sont spécifiques du virus et constitue une cible idéale pour une molécule antivirale.

La multiplication d'un virus consiste en l'introduction du génome viral dans une cellule et c'est elle qui va fabriquer de nouveaux virus selon un procédé de biosynthèse que l'on appelleréplication.

Le temps du cycle viral peut varier d’un virus à l’autre en fonction de la taille du génome et de la complexité du cycle viral (4 à 8 heures pour le poliovirus, plus de 40 heures pour les Herpesviridae).

LA MULTIPLICATION D'UN VIRUS COMPORTE SIX ETAPES :

1. L'ATTACHEMENT

La première étape est l'entrée en contact du virus et de la cellule. C'est l'attachement de la surface virale sur la surface cellulaire. Cet attachement se fait par une structure de la capside pour les virus nus, par des glycoprotéines d’enveloppe pour les virus enveloppés. Ces protéines ou glycoprotéines s’attachent à des récepteurs situés sur la membrane cytoplasmique de la cellule hôte.

Ce besoin de récepteurs cellulaires de la membrane cytoplasmique pour les virus explique qu'un virus donné ne peut infecter qu'un nombre restreint d'espèces animales (tropisme d’hôte) avec des tropismes tissulaires et cellulaires précis. La sensibilité d’une cellule pour un virus définit sa capacité à pouvoir être infectée par un virus donné. L’ensemble des cellules sensibles à un virus définit son spectre d’hôtes. Ce dernier est variable selon les virus, certains peuvent infecter de nombreuses cellules, d’autres sont spécifiques d’un type cellulaire pour un animal donné.

Ainsi, les poliovirus n'infectent que l'homme et, expérimentalement, les singes supérieurs, mais pas les oiseaux, ni les poulets car les poliovirus ne trouvent de récepteurs pour leur attachement que sur les cellules de primates et non sur les cellules de poulet.

Les virus de l'immunodéficience humaine (HIV) infectent principalement les lymphocytes T CD4+ car leur enveloppe peut s'attacher sur la molécule CD4, récepteur spécifique de ces virus. La structure d'attachement de l'HIV est la glycoprotéine de surface de l'enveloppe, la gp120 (glycoprotéine de 120 000 daltons, 120 kDa de poids moléculaire).

Les virus de la grippe infectent principalement les cellules de l’arbre respiratoire car leur enveloppe se fixe sur les acides sialiques (récepteurs présents à la surface de ces cellules).

2. LA PÉNÉTRATION

On distingue trois mécanismes permettant l’entrée du virus à l'intérieur de la cellule, le plus souvent par microphagocytose pour les virus nus (ex : poliovirus) et, pour les virus enveloppés, par fusion de l'enveloppe virale et de la membrane cytoplasmique en une membrane unique, fusion suivie de lyse, par formation d'un pore (trou) qui s'élargit et laisse passer la capside dans le cytoplasme (ex : virus VIH). Un troisième mécanisme associe l’endocytose et la fusion. Après attachement sur son récepteur cellulaire, le virus est internalisé au sein d’une vésicule ou endosome. Une acidification du virus au sein de l’endosome est induite par une pompe à protons (ex : protéine M2 pour le virus influenza type A). Cela induit une modification conformationelle des protéines d’enveloppe virale libérant des régions protéiques hydrophobes habituellement cachées qui réagissent avec les lipides membranaires de l’endosome. Il s’ensuit une fusion des membranes et une libération de la capside virale dans le cytoplasme de la cellule. Ce mécanisme concerne de nombreux virus enveloppés (Orthomyxoviridae, Rhabdoviridae..).

3. LA DÉCAPSIDATION

Les structures virales vont ensuite être dégradées, à l'exception du génome qui, débarrassé de la capside, se trouve libéré. Il est nécessaire que la capside soit détruite pour que le génome, décortiqué, puisse fonctionner, livrer son information génétique à la machinerie cellulaire. En général cette étape se fait à l’aide de décapsidases cellulaires exception faite du poxvirus qui possède sa propre décapsidase. Après ces étapes d'initiation de l'infection prend place la phase de réplication et d'expression du génome viral.

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4. LA RÉPLICATION

Le génome viral doit être transcrit, traduit et répliqué. Pour cela, le génome viral libéré prend la direction des synthèses, dans la cellule. Il se substitue en totalité ou en partie au génome cellulaire qui jusqu'alors organisait les synthèses cellulaires. Désormais dirigée par le génome viral, la cellule va détourner la machinerie cellulaire au profit du virus et va ainsi produire des virus entrainant dans certains cas une inhibition des synthèses d’ARN et d’ADN cellulaires.

Plus précisément, la cellule va faire des copies, (répliques) du génome viral, des répliques de protéines virales, protéines de capside et glycoprotéines d’enveloppe.

La stratégie de multiplication est dépendante de la nature et de la structure du matériel génétique : ADN ou ARN, génome bicaténaire ou monocaténaire, segmenté ou non, circulaire ou linéaire. Selon le type de virus la réplication sera plus ou moins complexe. Seuls les virus à ADN dont la réplication est intranucléaire

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