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INTRODUCTION A LA VIROLOGIE (I) Structure Classification
UNE BREVE HISTOIRE DE LA VIROLOGIE 1400 avant J.C. - 1185 avant J.C. Empire babyloniens : transmission de la rage par morsure de chien
PROGRES SCIENTIFIQUES ET VIROLOGIE Chine et Inde : variolisation (- 6000 av JC - 1722) Jenner : principe de la vaccination (1798) Pasteur et Roux : principe d’atténuation des agents pathogènes (1885, 1 er  vaccination thérapeutique antirabbique) 1884 : Bougies de Chamberland : (filtre absolut) ultrafiltrabilité des virus Médecine humaine et vétérinaire et agronomie Ivanovski : infectivité des ultrafiltrats de feuilles de tabac (1892) Loeffler & Frosh   :  caractère ultrafiltrable de l’agent de la fièvre aphteuse (1898) Reed : découverte du virus de la fièvre jaune (1901) Rous oncogénèse virale (1911) Twort : découverte des virus de bactéries (1915) ; Bactériophages (d’Herelle, 1921) Physique : 1935 : Cristalisation du VMT ( physique nucléaire diffraction rayon X) 1939 : invention du microscope électronique et  visualisation directe du VMT Kausche, Ankuch, Ruska   Biochimie :  Watson & Crick : structure de l’ADN (1957) Biologie moléculaire : Temin & Baltimore : transcriptase inverse (1970) Mullis : principe de la PCR (1985) Sté Chiron : décourverte du HCV par génie génétique (1989) Chang : découverte du virus de la maladie de Kaposi  pas soustraction moléculaire (1994) Sequençage du génome humain    séquence rétrovirales endogènes (2003)
INTRODUCTION A LA VIROLOGIE Définition : Agents infectieux très simples constitués de 2 ou 3 éléments Bactéries et parasites sont des cellules, ce que ne sont pas les virus. « Les virus sont les virus » ( André Lwoff) Taille : Inférieure aux plus petites bactéries (rickettsies)    uniquement visible au microscope électronique ; agent “ultrafiltrable” Très gros virus : variole ; mimivirus (2007) à la limite du visible en microscopie optique
PRINCIPALES PROPRIETES (Lwoff, 1957) Ne contiennent qu’un seul type d’acide nucléique (ARN ou ADN) Se multiplient à partir de leur seul génome Incapables de croitre et de se diviser Ne possèdent pas d’enzyme du métabolisme intermédiaire (système de Lipmann)    Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires
IMPACTS DE LA STRUCTURE  SUR LES PROPRIETES DES VIRUS  (a) : Poxvirus ; HBV ; (b) : Coronavirus gastroentériques ; SRAS ; (c) HBV 00 + Sensibilité aux solvants organiques ( c ) - 20°C - 80°C Température de stockage  + 0 ( b ) Contamination interhumaine indirecte (fécale-orale) + + Contamination interhumaine directe (aérosol ; muqueuse) + + Elimination dans la gorge + 0 ( b ) Excrétion fécale + 0 ( a ) Stabilité dans l’environnement Virus nu Virus enveloppé
PROPRIETES DES STRUCTURES VIRALES Génome : ARN (10 – 20  kb ) ou AND (3 à 300  kpb )    capacité de codage limitée Simple ou double brin Unique ou segmenté Capside tubulaire ouhélicoïdale Polyédrique : icosaèdre Polymères d eprotéines virales Structure de protection du génome (capsa = boite) Enveloppe Compartiment le plus externe de certains virus Composée de phospholipides et de protéines Phospholipdes d’origine cellulaire, empruntée au compartiment cellulaire où s’effectue la maturation du virion (enveloppe cytoplasmique ; memebrane nucléaire)
D’après Huraux et al, cours DCEM1 2008
ORGANISATION DES GENOMES VIRAUX Porte l’ensemble de l’information génétique nécessaire à la réplication des virus Code 2 types de protéines :  Structurales : produites par la cellule infectée et intégrées au virion (particule virale mature et infectante) Capside Protéines d’enveloppe Certaines enzymes (transcriptase inverse) Non structurales : indispensable à la réplication mais non intégrée au virion (rôle de régulation ; modification post traductionnelles…) Protéases virales Transactivateur de transcription (TAT du HIV-1)
L segment (6400 nt) L (235 kD)   S segment (1690 nt) NSs (30 kD ) N (27 kD ) M segment (3890 nt) NSm1 (78 Kd ) G C  (56 kD ) G n  (54 kD ) NSm2 (14 Kd )
CLASSIFICATION Historiquement : basée sur la taille ; pouvoir pathogène ou propriété(s) épidémiologique(s) commune(s) Arbovirus = 5 familles virales Classification moderne : Basée sur la structure et l’organisation génétique des virus ( # 1970) Coordonnée par l’ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses) http://ictvonline.org/virusTaxonomy.asp?version=2009
CLASSIFICATION Proche du  système de classification des organismes cellulaires : Système taxonomique Exemple Ordre  ( -virales )  Herpesvirales Famille  ( -viridae )  Herpesviridae Sous-famille  ( -virinae )   alpha - Herpesvirinae Genre  ( -virus )  Herpes simplex Espèce  HSV-1
ORDRES Six ordres : Caudovirales  :  dsDNA ;  bactériophages  Herpesvirales  : dsDNA ; réplication dans cellules eucaryotes  Mononegavirales  :  ssRNA (-) non-segmenté ; virus de plantes et d’animaux Nidovirales  :  ssRNA (+); virus de vertébrés (expression indépendante des protéines S et NS) Picornavirales  :  petits ssRNA (+); virus de plantes, d’animaux et d’insectes Tymovirales  :  monopartite ssRNA ; virus de plantes.  (2011) : 6 ordres, 87 familles, 19 sous-familles, 349 genres et 2,284 espèces
 
II ss circulaire Icosaédrique N Torque teno virus  Anelloviridae I ds circulaire Icosaédrique N JC ; BK ; SV40 (LEMP)  Polyomaviridae VII Circulaire partiellement ds Icosaédrique E Hepatitis B virus  . Hepadnaviridae I ds Complexe E complexe Variole monkey pox Poxviridae I ds Icosaédrique E HSV ; VZV ; CMV EBV,  Herpesviridae II ss Icosaédrique N Parvovirus B19 . Parvoviridae I ds circulaire Icosaédrique N Papillomavirus  . Papillomaviridae I ds Icosaédrique N Adenovirus,  Adenoviridae Groupe Acide nucléique Capside Virion Exemple Famille
V ss(-) hélicoidale E Ebola; Marburg Filoviridae V ss(-) hélicoidale E Rougeole; VRS Paramyxoviridae IV ss(+) Icosaédrique E Dengue ; JEv Flaviviridae V ss(-) segmenté hélicoidale E RVF ; hantavirus Bunyaviridae IV ss Icosaédrique E Chikungunya Togaviridae IV ss Icosaédrique N Norwalk ; HEV Caliciviridae IV ss Icosaédrique N Entérovirus Picornaviridae III ds Icosaédrique N Réovirus ; Rotavirus Reoviridae Groupe Acide nucléique Capside Virion Exemple Famille
VIROIDES ; SATELLITES ; PRIONS Partagent certaines propriétés des virus: Absence d’enzyme du métabolisme intermédiaire Parasitisme absolut Viroïdes : Acides nucléiques infectieux  ; pathogènes de plantes (pomme de terre) Satellites : (AAV ; HDV) “ Virus défectif” empruntant une partie des protéines produites en excès par autre virus pour se répliquer (AAV / Adénovirus ; HDV / HBV) Prions :  (Protéine infectieuses ;  ancienne perception de la nature des virus)
INTRODUCTION A LA VIROLOGIE (II) Cycle viral Physiopathologie Diagnostic
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Introduction a la virologie (i)

  • 1. INTRODUCTION A LA VIROLOGIE (I) Structure Classification
  • 2. UNE BREVE HISTOIRE DE LA VIROLOGIE 1400 avant J.C. - 1185 avant J.C. Empire babyloniens : transmission de la rage par morsure de chien
  • 3. PROGRES SCIENTIFIQUES ET VIROLOGIE Chine et Inde : variolisation (- 6000 av JC - 1722) Jenner : principe de la vaccination (1798) Pasteur et Roux : principe d’atténuation des agents pathogènes (1885, 1 er vaccination thérapeutique antirabbique) 1884 : Bougies de Chamberland : (filtre absolut) ultrafiltrabilité des virus Médecine humaine et vétérinaire et agronomie Ivanovski : infectivité des ultrafiltrats de feuilles de tabac (1892) Loeffler & Frosh  : caractère ultrafiltrable de l’agent de la fièvre aphteuse (1898) Reed : découverte du virus de la fièvre jaune (1901) Rous oncogénèse virale (1911) Twort : découverte des virus de bactéries (1915) ; Bactériophages (d’Herelle, 1921) Physique : 1935 : Cristalisation du VMT ( physique nucléaire diffraction rayon X) 1939 : invention du microscope électronique et visualisation directe du VMT Kausche, Ankuch, Ruska Biochimie : Watson & Crick : structure de l’ADN (1957) Biologie moléculaire : Temin & Baltimore : transcriptase inverse (1970) Mullis : principe de la PCR (1985) Sté Chiron : décourverte du HCV par génie génétique (1989) Chang : découverte du virus de la maladie de Kaposi pas soustraction moléculaire (1994) Sequençage du génome humain  séquence rétrovirales endogènes (2003)
  • 4. INTRODUCTION A LA VIROLOGIE Définition : Agents infectieux très simples constitués de 2 ou 3 éléments Bactéries et parasites sont des cellules, ce que ne sont pas les virus. « Les virus sont les virus » ( André Lwoff) Taille : Inférieure aux plus petites bactéries (rickettsies)  uniquement visible au microscope électronique ; agent “ultrafiltrable” Très gros virus : variole ; mimivirus (2007) à la limite du visible en microscopie optique
  • 5. PRINCIPALES PROPRIETES (Lwoff, 1957) Ne contiennent qu’un seul type d’acide nucléique (ARN ou ADN) Se multiplient à partir de leur seul génome Incapables de croitre et de se diviser Ne possèdent pas d’enzyme du métabolisme intermédiaire (système de Lipmann)  Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires
  • 6. IMPACTS DE LA STRUCTURE SUR LES PROPRIETES DES VIRUS (a) : Poxvirus ; HBV ; (b) : Coronavirus gastroentériques ; SRAS ; (c) HBV 00 + Sensibilité aux solvants organiques ( c ) - 20°C - 80°C Température de stockage + 0 ( b ) Contamination interhumaine indirecte (fécale-orale) + + Contamination interhumaine directe (aérosol ; muqueuse) + + Elimination dans la gorge + 0 ( b ) Excrétion fécale + 0 ( a ) Stabilité dans l’environnement Virus nu Virus enveloppé
  • 7. PROPRIETES DES STRUCTURES VIRALES Génome : ARN (10 – 20 kb ) ou AND (3 à 300 kpb )  capacité de codage limitée Simple ou double brin Unique ou segmenté Capside tubulaire ouhélicoïdale Polyédrique : icosaèdre Polymères d eprotéines virales Structure de protection du génome (capsa = boite) Enveloppe Compartiment le plus externe de certains virus Composée de phospholipides et de protéines Phospholipdes d’origine cellulaire, empruntée au compartiment cellulaire où s’effectue la maturation du virion (enveloppe cytoplasmique ; memebrane nucléaire)
  • 8. D’après Huraux et al, cours DCEM1 2008
  • 9. ORGANISATION DES GENOMES VIRAUX Porte l’ensemble de l’information génétique nécessaire à la réplication des virus Code 2 types de protéines : Structurales : produites par la cellule infectée et intégrées au virion (particule virale mature et infectante) Capside Protéines d’enveloppe Certaines enzymes (transcriptase inverse) Non structurales : indispensable à la réplication mais non intégrée au virion (rôle de régulation ; modification post traductionnelles…) Protéases virales Transactivateur de transcription (TAT du HIV-1)
  • 10. L segment (6400 nt) L (235 kD) S segment (1690 nt) NSs (30 kD ) N (27 kD ) M segment (3890 nt) NSm1 (78 Kd ) G C (56 kD ) G n (54 kD ) NSm2 (14 Kd )
  • 11. CLASSIFICATION Historiquement : basée sur la taille ; pouvoir pathogène ou propriété(s) épidémiologique(s) commune(s) Arbovirus = 5 familles virales Classification moderne : Basée sur la structure et l’organisation génétique des virus ( # 1970) Coordonnée par l’ICTV (International Committee on Taxonomy of Viruses) http://ictvonline.org/virusTaxonomy.asp?version=2009
  • 12. CLASSIFICATION Proche du système de classification des organismes cellulaires : Système taxonomique Exemple Ordre ( -virales ) Herpesvirales Famille ( -viridae ) Herpesviridae Sous-famille ( -virinae ) alpha - Herpesvirinae Genre ( -virus ) Herpes simplex Espèce HSV-1
  • 13. ORDRES Six ordres : Caudovirales : dsDNA ; bactériophages Herpesvirales : dsDNA ; réplication dans cellules eucaryotes Mononegavirales : ssRNA (-) non-segmenté ; virus de plantes et d’animaux Nidovirales : ssRNA (+); virus de vertébrés (expression indépendante des protéines S et NS) Picornavirales : petits ssRNA (+); virus de plantes, d’animaux et d’insectes Tymovirales : monopartite ssRNA ; virus de plantes. (2011) : 6 ordres, 87 familles, 19 sous-familles, 349 genres et 2,284 espèces
  • 14.  
  • 15. II ss circulaire Icosaédrique N Torque teno virus Anelloviridae I ds circulaire Icosaédrique N JC ; BK ; SV40 (LEMP) Polyomaviridae VII Circulaire partiellement ds Icosaédrique E Hepatitis B virus . Hepadnaviridae I ds Complexe E complexe Variole monkey pox Poxviridae I ds Icosaédrique E HSV ; VZV ; CMV EBV, Herpesviridae II ss Icosaédrique N Parvovirus B19 . Parvoviridae I ds circulaire Icosaédrique N Papillomavirus . Papillomaviridae I ds Icosaédrique N Adenovirus, Adenoviridae Groupe Acide nucléique Capside Virion Exemple Famille
  • 16. V ss(-) hélicoidale E Ebola; Marburg Filoviridae V ss(-) hélicoidale E Rougeole; VRS Paramyxoviridae IV ss(+) Icosaédrique E Dengue ; JEv Flaviviridae V ss(-) segmenté hélicoidale E RVF ; hantavirus Bunyaviridae IV ss Icosaédrique E Chikungunya Togaviridae IV ss Icosaédrique N Norwalk ; HEV Caliciviridae IV ss Icosaédrique N Entérovirus Picornaviridae III ds Icosaédrique N Réovirus ; Rotavirus Reoviridae Groupe Acide nucléique Capside Virion Exemple Famille
  • 17. VIROIDES ; SATELLITES ; PRIONS Partagent certaines propriétés des virus: Absence d’enzyme du métabolisme intermédiaire Parasitisme absolut Viroïdes : Acides nucléiques infectieux ; pathogènes de plantes (pomme de terre) Satellites : (AAV ; HDV) “ Virus défectif” empruntant une partie des protéines produites en excès par autre virus pour se répliquer (AAV / Adénovirus ; HDV / HBV) Prions : (Protéine infectieuses ; ancienne perception de la nature des virus)
  • 18. INTRODUCTION A LA VIROLOGIE (II) Cycle viral Physiopathologie Diagnostic
  • 19. INTRODUCTION A LA VIROLOGIE (III) Arboviroses et arbovirus