Le sous-type H5N1 du virus de la grippe aviaire, le plus virulent Source : www.healthno1.com

Masques de protection antii-grippaux

Les protéines constitutives du virus

Structure du virus de la grippe aviaire A Schéma : Ornithomedia.com, d'après University of Maryland

- L'ARN contient le matériel génétique du virus. Celui-ci est donc constitué de 8 segments d'ARN (pour les types A et B du virus). Chaque segment d'ARN correspond à un gène, qui code pour une ou deux protéines données. Les gènes du virus sont indépendants physiquement les uns des autres, ce qui explique la variabilité des virus grippaux. En outre, l'ARN des virus de la grippe est dit de "polarité négative", ce qui signifie que le brin d'ARN présent dans la particule virale correspond est une sorte de "négatif " dont il faudra construire le brin complémentaire dit "positif " pour lire l'information génétique (voir le paragraphe sur la multiplication du virus).
- Hémagglutinine (HA) : protéine de l'enveloppe du virus : une partie est située vers l'extérieur de la particule virale, une partie est enchâssée dans l'enveloppe, et une partie est située vers l'intérieur. L'hémagglutinine est formée de deux sous-unités : HA1 et HA2.
- NA (neuraminidase) : elle est également enchâssée dans l'enveloppe de la particule virale. Son rôle est de rompre la liaison entre les molécules d'hémagglutinine et les molécules d'acide sialique disposée à la surface de la cellule hôte infectée (voir le paragraphe sur la multiplication du virus).
- Protéines PB1, PB2 et PA : elles sont assemblées en un complexe. Elles permettent la fabrication de nouveaux brins d'ARN. Chacun des segments d'ARN du virus est lié à un complexe "PB1, PB2, PA".
- Protéines M2 : ce sont des canaux à ions : elles permettent à des ions (en particulier les protons) d'entrer dans la particule virale. L'activation de ce canal est une des étapes permettant la libération du contenu du virus dans la cellule.
- Protéines M1 : protéines de structure, qui sous-tendent l'enveloppe. Elles forment des liaisons avec d'autres protéines pour assurer la structure de la particule virale.
- Protéines NP : protéines associées aux segments d'ARN. L'ARN et ces protéines se lient pour former des nucléocapsides. Les protéines NP jouent également un rôle dans l'entrée des nucléocapsides dans le noyau de la cellule infectée (le noyau de la cellule est protégé par une enveloppe qu'il faudra traverser).
- Protéines NEP : permettent aux nucléocapsides nouvellement formées de sortir du noyau de la cellule, pour aller dans le cytoplasme s'assembler avec les autres parties du virus.

Types, sous-types et souches

Le virus est divisé en trois types (ou genres) différents : A, B et C, eux-mêmes répartis en sous-types, dont les principaux sont H5, H7 et H9.
La différence entre les trois types provient des protéines NP liées aux segments d'ARN pour former les nucléocapsides. Selon la nature des protéines NP du virus, celui-ci sera classé dans le type A, le type B ou le type C. Seuls les virus de type A (ceux qui infectent les oiseaux) sont subdivisés en plusieurs sous-types qui dépendent de la nature des protéines HA et NA situées sur l'enveloppe du virus.
A ce jour, 15 protéines HA différentes (de H1 à H15) et 9 protéines NA différentes (N1 à N9) ont été identifiées. L'association d'une protéine HA donnée avec une protéine NA donnée forme un sous-type particulier. exemple : H5N1. Pour un même type ou sous-type de virus, il existe différentes souches. Des noms précis sont donnés à chaque souche de virus, selon des règles interna tionales.
Chacun de ces trois principaux sous-types de virus (H5, H7, et H9) peut théoriquement s'associer avec n'importe laquelle des protéines extérieures de la neuraminidase; il existe ainsi potentiellement neuf formes différentes pour chaque sous-type (par exemple, H5N1, H5N2, H5N3... h5N9).

La multiplication du virus

Voir le schéma de la multiplication du virus de la grippe A.

Multiplication du virus de la grippe A : 1) Attachement du virus à la cellule - 2) entrée dans la cellule par endocytose - 3) Diminution du pH - 4) Fusion, libération du contenu du virus dans la cellule - 5) Entrée de l'ARN viral dans le noyau - 6) Fabrication de nouveaux brins d'ARN viral - 7) Fabrication des protéines virales - 8) Sortie de l'ARN viral du noyau - 9) Migration des éléments - 10) Assemblage - 11) Bourgeonnement - 12) Libération des nouveaux virus (agrandir le schéma) Schéma : Ornithomedia.com, d'après University of Maryland

1- L'amarrage du virus de la grippe à la cellule cible est permis par l'interaction entre une hémagglutinine virale et des récepteurs d'acide sialique situés à la surface des cellules (Lamb, 1989). On peut comparer ce fonctionnement à un système de clé et de serrure. Une partie de la sous unité HA1 (la clé), tournée vers l'extérieur, a une forme bien particulière et reconnaît une molécule précise : l'acide sialique (la serrure), qui est présente à la surface de certaines cellules. Les deux formes se reconnaissent parfaitement. Cette reconnaissance entre l'HA et l'acide sialique entraîne l'attachement de la particule virale à la cellule cible (la clé est insérée dans la serrure).
2- Le virus est internalisé par endocytose.
3- Suite à une acidification (diminution du pH) de l'endosome, des changements de l'hémagglutinine entraînent une fusion entre les membranes virale et endosomale (Lamb, 1989). L'acidification du lumen endosomal augmente également l'activité du canal ionique de la protéine virale M2 (Pinto et al, 1992) de la membrane. L'activation de la M2 produit un courant centripète de protons dans l'intérieur du virion qui déclenche le démontage des protéines M1 qui sont transportées vers le noyau, à l'emplacement du centre du répliquage du virus de la grippe (Holsinger et al, 1994 ; Martin et Helenius, 1991a). Un ensemble minimal de quatre protéines virales est essentiel pour la transcription et la réplique du virus de grippe : PB1, PB2, PA - désignées sous le nom de P-protéines -, et la protéine NP (Huang, Palese, et Krystal, 1990).
4- Fusion, libération du contenu du virus dans la cellule : L'enveloppe du virus fusionne avec la membrane de la vésicule d'endocytose. Plusieurs mécanismes sont alors activés, qui aboutissent à la libération du contenu du virus dans la cellule.
5- Entrée de l'ARN viral dans le noyau : L'ARN du virus (associé aux protéines NP sous forme de nucléocapsides), est libre dans le cytoplasme. Il migre jusqu'au noyau de la cellule. L'ARN viral va alors entrer dans le noyau, grâce aux protéines NP.
6- Fabrication de nouveaux brins d'ARN viral : L'ARN du virus se trouve à présent dans le noyau de la cellule. Deux catégories de ARN+ sont synthétisées à partir de l'ARN viral : un ARN messager (ARNm) qui va servir d'information génétique pour la fabrication des protéines du virus, et un ARN complémentaire (ARNc). Les ARNm viraux sont amorcés par des fragments 5' issus de nouvelles transcriptions de la polymérase II de l'ARN de la cellule (Beaton et Krug, 1986 ; Krug et al, 1989 ; Plotch et al, 1981 ; Ulmanen et al, 1983). La synthèse de l'ARN est la première étape dans la réplication du virus de la grippe. La transcription de l'ARN se produit en l'absence d'amorce ou de polyadénylation et créé des copies intégrales de l'ARN (McGeoch et autres, 1976). La deuxième étape dans la réplique virale est la synthèse de molécules d'ARN à partir de modèles d'ARNc (McGeoch et al, 1976).
7- Fabrication des protéines virales : l'information génétique du virus nécessaire à la fabrication de nouvelles protéines est dans le cytoplasme de la cellule. Toute la machinerie cellulaire de l'hôte nécessaire à la production de protéines est détournée pour fabriquer les protéines du virus en de très nombreux exemplaires. Plusieurs processus de fabrication, puis de mâturation des protéines ont lieu (ajout des glucides pour les glycoprotéines, clivage de certaines protéines en deux sous-unités...).
8- Sortie de l'ARN viral du noyau : De nombreux exemplaires d'ARN du virus ont été produits. Ils sortent du noyau de la cellule pour aller dans le cytoplasme. Les protéines NP interviennent lors de cette étape.
9- A la fin du cycle d'infection et une fois qu'assez de molécules M1 et NEP ont été produites, les nouvelles vRNP sont exportées hors du noyau et assemblées en sous-parties complètes de virus. Les étapes de l'assemblage final se produisent dans la membrane du plasma de la cellule hôte, les molécules d'HA, de NA et de M2 (Helenius, 1992) migrant à la surface externe de celle-ci ; elles seront ensuite enchâssées dans l'enveloppe du virus.
10 et 11- Une fois que les étapes sont achevées, les nouvelles particules de virus bourgeonnent de la membrane de plasma. L'enveloppe du virus est formée de protéines et doublée d'une partie de membrane de la cellule. L'activité de la neuraminidase devient encore importante, disloquant les agrégats viraux et libérant de ce fait les particules virales qui peuvent commencer un nouveau cycle d'infection.
12- Libération des nouveaux virus : Les nouvelles particules virales restent attachées à la membrane de la cellule qui les a produit, à cause de la liaison entre l'Hémagglutinine (du virus) et l'acide sialique (de la cellule). Les protéines NA cassent cette liaison, permettant ainsi aux nouveaux virus de se détacher et d'aller infecter de nouvelles cellules cibles.

Des virus qui mutent facilement

Le virus de la grippe aviaire est structuré et équipé de telle sorte qu'il évolue constamment, grâce en particulier à leurs protéines HA et NA. Il s'agit d'antigènes situées vers l'extérieur de la particule virale qui provoqueront chez l'organisme infecté une réaction immunitaire. Ces antigènes évoluent facilement au cours du temps, sous l'influence de trois phénomènes :
- La dérive génétique (en anglais : genetic drift), une variation aléatoire des fréquences alléliques du virus.
- La cassure antigénique : elle peut se produire ponctuellement pour les virus de type A. Elles mènent à l'apparition d'un nouveau virus inconnu de l'Homme.
- Le décalage du cadre de lecture (en anglais : frame shift); il s'agît d'une mutation qui correspond à l’addition ou la perte de nucléotides en nombre autre que trois. Une telle mutation modifie tous les codons situés en aval et correspond à un changement de grande ampleur au niveau de la chaîne polypeptidique
On parle donc d'évolution "antigénique", dont les modifications peuvent être infimes ou radicales. Cette évolution leur permet d'échapper aux défenses immunitaires des espèces qu'ils infectent. C'est d'ailleurs pour cette raison qu'il faut renouveler chaque année la composition du vaccin contre la grippe, afin de s'adapter aux nouveaux variants (souches) qui circulent.

Des virulences différentes

Parmi les types de virus, certains (H5, H7) seront plus virulents que d'autres (H9). Cela résulte de plusieurs facteurs qui ne sont pas encore tous bien connus : une forme particulière de la protéine hémagglutinine provoquerait une virulence accrue du virus. L'hémagglutinine doit être clivée en deux sous-unités (HA1 et HA2) pour être fonctionnelle. Si ce clivage n'a pas lieu, les nouvelles particules virales ne pourront pas infecter d'autres cellules. Or certaines hémagglutinines ont une constitution particulière qui facilite le clivage des deux sous-unités. Cela augmente alors la virulence de certaines souches de virus.