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

Perméabilisation des 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

4

VP2 2B 3D polVP1VP3 2A 2C 3C3A 3BVP

4PV-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