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Contamination et évolution de l’infection à VIH.

Trois principaux modes de transmission ont été observés depuis le début de l’épidémie:

  • La transmission sexuelle aussi bien hétérosexuelle qu’homosexuelle lors de rapports non protégés.
  • La transmission sanguine: elle concerne principalement les usagers de drogues par voie intraveineuse, les hémophiles et les transfusés. Les dispositions prises dans notre pays ont permis de faire baisser considérablement les nouveaux cas de contamination par cette voie.
  • La transmission mère-enfant (in utero mais aussi lors de l’accouchement et de l’allaitement).

Evolution de l’infection à VIH

La maladie évolue en 3 étapes: la primo-infection, la phase asymptomatique et le stade SIDA.

  1. La primo-infection: Elle correspond à la dissémination du virus dans l’organisme. Elle est le plus souvent asymptomatique. Cependant, dans 30 à 40 % des cas, 2 à 6 semaines après la contamination, elle se manifeste par un syndrome pseudo-grippal avec des signes non spécifiques tels que fièvre, adénopathies, myalgies, arthralgies, etc. Cette symptomatologie régresse spontanément au bout de une à trois semaines. Au cours de cette phase, le virus se multiplie de façon importante et il en résulte une charge virale plasmatique élevée (jusqu’à plusieurs millions de copies d’ARN par ml de plasma parfois) associée à une diminution du nombre de lymphocytes T-CD4+. Le système immunitaire développe à ce stade une réponse cellulaire VIa les lymphocytes T-CD8+ cytotoxiques spécifique du virus précédant l’apparition des anticorps neutralisants.
  2. La phase asymptomatique: Il s’agit d’une phase caractérisée par une latence clinique (mais sans latence virologique). Cette période dure en moyenne 7 à 10 ans en l’absence de traitement. Le virus continue à se multiplier mais à un niveau inférieur à celui de la primo-infection grâce aux réponses immunitaires et humorales développées. Le virus va s’adapter à cette pression immunitaire par l’apparition de nouveaux variants induisant à leur tour de nouvelles réponses immunitaires spécifiques. A terme les réponses immunitaires cellulaires et humorales sont dépassées ne permettant plus ainsi le contrôle de la réplication virale. Le taux de lymphocytes T-CD4+ chute et coïncide avec l’apparition des symptômes.
  3. Le stade SIDA: Il se caractérise par la survenue d’infections opportunistes (pneumocystose, toxoplasmose, infections à mycobactéries, atteintes viscérales par le cytomégalovirus, etc.) ou de proliférations cellulaires (maladie de Kaposi, lymphomes B, cancer du col utérin, etc.). D’un point de vue biologique, la charge virale est très élevée et un taux de lymphocytes T -CD4+ inférieur à 200/mm3 signe la profonde immunodépression.

La réplication du VIH.

Le cycle de réplication du VIH comporte plusieurs phases: La première étape correspond à l’adhérence et à la pénétration du virus dans la cellule. Elle nécessite l’interaction de la gp 120 (partie C-terminale) avec la molécule CD4 présente sur la cellule. Cependant cette reconnaissance n’est pas suffisante pour permettre la pénétration. Elle est suivie d’un changement conformationnel de la gp 120 qui permet la liaison d’une région particulière de cette protéine (domaine V3) avec d’autres molécules de la surface cellulaire appelées corécepteurs. Ces interactions successives aboutissent à la fusion des enveloppes. La nucléocapside est alors relarguée dans le cytoplasme cellulaire permettant la libération des deux molécules d’ ARN viral. Ces dernières vont alors être retranscrites grâce à la transcriptase inverse en ADN double brin entouré de séquences particulières, les «long terminal repeats » ou LTR. C’est au cours de cette étape que proviennent les erreurs de copie de la RT expliquant la variabilité génétique du VIH. L’ADN viral va ensuite constituer un complexe de préintégration et pénétrer dans le noyau. Dans le noyau, l’ADN non-intégré est présent sous deux formes. Les formes circulaires appelées épisomes (comportant 1 ou 2 LTR) sont incapables de synthétiser des nouvelles particules. Les formes linéaires sont les précurseurs de l’ADN proviral qui est inséré dans le génome cellulaire grâce à l’intégrase virale. Seul cet ADN proviral peut synthétiser de nouveaux virions. La dernière étape conduit à l’expression de nouvelles particules virales. Grâce aux enzymes cellulaires et à la protéase, l’ADN proviral est transcrit en ARN messager (ARNm). Cet ARNm permet, en fonction de son degré d’épissage, la synthèse des protéines de structure et de régulation du virus ainsi que l’ARN qui va constituer le génome des nouvelles particules virales. Ces protéines sont assemblées et l’ARN viral est encapsidé permettant la libération de nouveaux virus par bourgeonnement à la surface de la cellule. Ces derniers pourront à leur tour infecter d’autres cellules. Les cellules cibles du VIH sont celles exprimant la molécule CD4 ainsi que l’un des corécepteurs : les lymphocytes T -CD4+ appelés helper ou auxiliaires et les monocytes/macrophages principalement mais aussi les cellules dendritiques, les cellules de Langerhans ainsi que les cellules microgliales du cerveau. Au final, la réplication du virus dans l’organisme a lieu dans de nombreux tissus (ganglions lymphatiques, intestin, thymus, cerveau, etc.) et liquides biologiques (sang, liquide bronchoalvéolaire, etc.)

Classification et structure du VIH.

Le Virus de l’Immunodéficience Humaine (VlH) a été isolé en 1983 par l’équipe du Pr. L. Montagner, chef de service du laboratoire des rétrovirus à l’institut Pasteur de Paris. Ce virus est responsable du syndrome dimmunodéficience humaine (SIDA) identifié pour la première fois en 1981 chez des patients homosexuels à l’occasion de pneumopathies à Pneumocystis carinii.

Classification

Le Virus de l’Immunodéficience Humaine (VIH) appartient à la famille des rétrovirus. Ces rétrovirus sont définis principalement par leur mode de réplication: leur génome, constitué d’ARN, est transcrit en ADN grâce à une enzyme d’origine virale: la transcriptase inverse (ou RT, du terme anglo-saxon reverse transcriptase). La famille des rétrovirus, largement répandue parmi les diverses espèces animales, est divisée en trois sous-familles selon des critères de pathogénie, mais aussi selon des paramètres phylogénétiques:

  • Les oncovirus sont les rétrovirus les plus répandus et sont retrouvés associés à des tumeurs et à des leucémies. Cette sous-famille comprend les HTLV ou Human T-Cell Leukemia Virus identifiés à la fin des années 1970 chez des malades atteints de leucémie T ou d’un lymphome cutané (RTL V -1) puis chez un patient présentant une leucémie à tricholeucocytes (HTL V -2).
  • Les lentivirus sont caractérisés par l’apparition de maladies à évolution lente (pneumonies, désordres neurologiques) et par leur pouvoir cytopathogène en culture. Les HIV (Human lmmunodeficiency Virus), ou VIH sont les agents responsables du SIDA (Syndrome d’immunodéficience acquise) et font partie de cette sous-famille. Actuellement, deux types de virus ont été identifiés: le VIH-l, répandu sur tous les continents et responsable de la pandémie, et le VIH-2, principalement présent en Afrique de l’Ouest.
  • Les spumavirus sont des virus retrouvés chez de nombreux mammifères mais ne sont associés à aucune pathologie connue chez l’homme et l’animal.

    Structure

Les VIH-l et VIH-2, comme tous les rétrovirus, forment des particules sphériques de 80 à 120 nm et sont produits par bourgeonnement à la surface des cellules infectées. Ces particules sont formées d’une enveloppe externe et d’une nucléocapside dense et excentrée en forme de trapèze ou de barreau. L’enveloppe est constituée d’une bicouche lipidique d’origine cellulaire et de deux glycoprotéines virales formant les spicules: la GpSU ou glycoprotéine de surface et la GpTM ou glycoprotéine transmembranaire. Elle est tapissée d’une matrice sur sa face intérieure. La nucléocapside renferme le génome viral constitué de deux molécules d’ARN de haut poids moléculaire ainsi que les enzymes nécessaires à sa réplication: la transcriptase inverse, l’endonucléase ou intégrase et la protéase. Le génome viral

    1. Les génomes de HIV-l et HIV-2 partagent entre eux globalement 42 % d’homologie. Cette homologie est plus importante (> 50%) au niveau des gènes gag et pol qu’au niveau des gènes env « 40%). L’analyse comparative précise de ces virus a montré que le VIH-2 était plus proche des virus simiens du macaque (SIVmac) et du mangabé (SIVsm) qu’il ne l’était du virus humain VIH-l et de son homologue chez le chimpanzé (SIV cpz).
  1. Il est formé de deux molécules d’ARN identiques d’environ 9500 paires de bases chacune. Chaque molécule est constituée de trois gènes structuraux fondamentaux pour les rétrovirus: gag, pol et env (de l’extrémité 5′ vers l’extrémité 3′) .

    • Le gène gag:

    Gag signifie « gène de l’antigène de groupe ». Il code pour les protéines de la nucléocapside appelée également core .

    • Le gène pol:

    Le gène pol (pour polymerase) permet la synthèse de trois enzymes indispensables à la réplication du virus: la transcriptase inverse, l’endonucléase ou intégrase et la protéase .

    • Le gène env:

    Le gène env (pour enveloppe) permet la synthèse des glycoprotéines d’enveloppe.

    A chaque extrémité du génome, est présente une même séquence de taille variable appelée LTR (Long Terminal Repeat) qui permet l’intégration du provirus dans le génome de la cellule hôte et contient les éléments promoteurs nécessaires à l’expression des gènes. Ce génome, en plus des trois gènes habituels, possèdent 6 gènes supplémentaires appelés gènes « accessoires» qui sont situés entre les gènes pol et env et à la suite du gène env. Ces gènes appelés tat, rev, vif, vpr, vpu (HIV -1) ou vpx (HIV -2) et nef sont impliqués dans des phénomènes de régulation de l’expression des protéines virales et, par là même, de la multiplication du virus.

Les protéines constitutives du VIH-l A partir des gènes gag, pol et env, des précurseurs polyprotéiques sont synthétisés dans la cellule infectée, où ils sont clivés en protéines internes par la protéase virale et en protéines d’enveloppe par des protéases cellulaires. Le gène gag synthétise un précurseur intracellulaire de 55 kilodaltons (KDa) nommé p55 et clivé en trois protéines constitutives du core:

  • p24 ( 24 Kda) : protéine majeure de la capside
  • p17 (17 Kda) : phosphoprotéine N-terminale, protéine de matrice
  • p15 (15 Kda) : nucléoprotéine C-terminale qui sera elle-même clivée au cours de la maturation en deux protéines p9 et p7.

Le gène env synthétise un précurseur glycosylé intra-cellulaire de 160 KDa appelé gp 160 qui sera par la suite clivé en glycoprotéine de surface (GpS U) gp 120 et en glycoprotéine transmembranaire (GpTM) gp41. Ce sont ces protéines d’enveloppe qui jouent un rôle important dans les phénomènes de reconnaissance virus-cellules hôtes et dans l’infection cellulaire. Le gène pol permet la synthèse d’un précurseur polyprotéique p 160, qui sera au cours de la maturation clivé et donnera:

  • une protéase (aspartyl-protéase) ou p12, indispensable à la maturation des virions, une transcriptase inverse ou p51-p68 qui permet le cycle réplicatif du virus.
  • une endonucléase ou intégrase ou p34 à l’origine de l’insertion de l’ADN proviral dans le génome de la cellule hôte.