Virus

Virus

Les virus, plus petites formes de vie (de 20 à 300 nanomètres), forment un groupe unique, tant par leur mode de reproduction que par leur structure. Le virus est si petit qu'il ne contient pas tout le matériel génétique nécessaire à la synthèse des protéines requises pour sa reproduction. Il est également dépourvu des ribosomes nécessaires à la synthèse de ses protéines. Il est donc obligé de pénétrer dans des cellules hôtes, qui l'aident à se reproduire. C'est un parasite intracellulaire qui provoque inévitablement des MALADIES chez l'homme, les animaux et les plantes.

Des spécialistes en microbiologie, en BIOLOGIE MOLÉCULAIRE, en BIOCHIMIE, en IMMUNOLOGIE et en d'autres sciences biologiques participent à des recherches interdisciplinaires afin d'identifier, de décrire et de limiter l'action des virus responsables des maladies. Au Canada, la recherche sur les maladies virales chez l'homme s'effectue principalement dans les universités et les hôpitaux. Elle est financée en grande partie par des subventions fédérales ou provinciales et, bien souvent, aidée par des organismes philanthropiques. Le ministère de l'Agriculture et de l'Agroalimentaire du Canada ainsi que certaines universités possèdent des programmes complets traitant des maladies virales chez les animaux. Les recherches sur les virus s'attaquant aux plantes sont effectuées dans les STATIONS DE RECHERCHE EN AGRICULTURE et dans les laboratoires de pathologie végétale rattachés à des départements universitaires de botanique ou de biologie.

Structure et fonction

La particule virale complète (virion) se compose de gènes viraux entourés d'une enveloppe protectrice faite de protéines appelée capside. Les gènes viraux sont constitués d'acide désoxyribonucléique (ADN) ou d'acide ribonucléique (ARN). Seuls les virus possèdent du matériel génétique sous forme d'ARN. Les virus à ARN comprennent les entérovirus (comme celui causant la poliomyélite), les rhinovirus (rhume banal), les rhabdovirus (rage), les paramyxovirus (rougeole), les orthomyxovirus (grippe) ainsi que presque tous les virus affectant les plantes.

Les virus à ADN comprennent les papavovirus (verrues), les adénovirus (atteinte respiratoire aiguë), les virus herpétiques (boutons de fièvre, mononucléose infectieuse, varicelle), les orthopoxvirus (variole, vaccine), le virus de l'hépatite B, ainsi que de nombreux autres virus qui infectent les bactéries (bactériophages) et les insectes. La capside joue un rôle mineur. Elle sert essentiellement à protéger le matériel génétique (génome) contre des facteurs adverses hors de la cellule hôte et à en faciliter l'entrée dans la cellule hôte. Chaque type de virus est spécifique à un type de cellule hôte particulière. C'est le virologiste canadien Felix d'Herelle qui a donné leur nom aux bactériophages en 1917. Ceux-ci détruisent les bactéries et s'attaquent uniquement à elles. Chaque type de bactériophage est caractérisé par les espèces spécifiques de bactéries qu'il peut attaquer.

En 1892, le botaniste russe Dimitri Ivanovsky découvre les virus s'attaquant spécifiquement aux plantes et, en 1898, Friedrich Loeffler et Paul Frosch découvrent les virus s'attaquant spécifiquement aux animaux. Tout comme les bactériophages, ces deux catégories de virus présentent une préférence marquée pour certaines cellules hôtes bien précises. Il est possible que ces préférences découlent de l'origine des virus. Certains théoriciens croient que ces derniers seraient des particules infracellulaires et autoreproductrices provenant de cellules dégénérées.

Les virus infectent les cellules par fusion, endocytose ou injection de leur matériel génétique. Chez certains virus, l'enveloppe virale fusionne avec la membrane cellulaire d'une cellule hôte et le génome du virus pénètre dans la cellule. Dans le cas de l'endocytose, la cellule hôte phagocyte (ingère) le virus. L'ingestion est déclenchée par le contact de la cellule avec une particule virale. Dans la cellule, le matériel génétique se sépare de la capside. L'injection, une technique reproduite dans les laboratoires de GÉNIE GÉNÉTIQUE, est un processus propre aux bactériophages. Le bactériophage (virus) s'attache à la paroi cellulaire de la bactérie et injecte son acide nucléique, la capside demeurant à l'extérieur de la paroi. Une fois à l'intérieur de la cellule hôte, l'acide nucléique viral sera reproduit.

Selon le type de virus, une fois à l'intérieur d'une cellule hôte, l'ADN ou l'ARN viral peut s'intégrer au génome de la cellule ou immédiatement être reproduit jusqu'à la lyse (dégénérescence) de la cellule. Dans le cas de l'intégration, la cellule hôte subit des modifications au cours desquelles elle acquiert plusieurs caractéristiques propres aux cellules cancéreuses (voir CANCER).

Le génome du virus, qui est intégré, est conservé et se reproduit en même temps que celui de la cellule hôte. Le génome peut, par la suite, se réactiver et la cellule entre alors dans un cycle lytique au cours duquel elle produit et libère de nombreux exemplaires des virions qui peuvent ensuite infecter d'autres cellules. On connaît bien la relation entre les virus et certains cancers chez l'homme et on sait que les virus peuvent aussi causer de nombreux cancers chez d'autres espèces de VERTÉBRÉS.

Lorsqu'une cellule est parasitée par un virus lytique, ses propres facultés de synthèse sont souvent inhibées, mais elle produit des centaines de copies conformes du virion qui l'infecte. Les processus de reproduction employés par les virus à ARN sont variés et complexes. Dans certains cas, l'ARN viral sert directement d'ARN messager. Celui-ci ordonne aux ribosomes de la cellule hôte (organites cellulaires qui permettent la synthèse des protéines) de produire des protéines et enzymes viraux. Dans d'autres cas, avant que la synthèse des protéines virales ne commence, de nombreuses copies d'ARN messager sont produites à partir de l'ARN du virus.

La majorité des virus à ADN se reproduisent dans le noyau de la cellule hôte, se servant des enzymes de celle-ci pour synthétiser l'ARN messager à partir de l'ADN viral. L'assemblage des virus dans la cellule hôte est un processus complexe et encore mal compris. Les virus à ARN, par exemple, peuvent présenter une forme sphérique simple ou des formes complexes possédant une enveloppe membranaire ou encore d'autres structures. Les virus à ADN peuvent se former en « usine » dans le cytoplasme de la cellule hôte ou bourgeonner au niveau de la membrane de celle-ci. Certains virus, avant d'être assemblés en virions matures, s'entourent d'une membrane formée à partir de la membrane nucléaire ou cytoplasmique de la cellule hôte. Cette membrane incorpore des glycoprotéines codées par le matériel génétique du virus.

Les virus provoquent de graves maladies chez les plantes et les animaux. On ne connaît cependant pas de traitements efficaces pour guérir ces maladies. La sélection génétique permet de produire des souches de plantes résistantes aux virus, mais cette approche ne s'applique pas à l'homme. On a récemment mis au point certains médicaments antiviraux prometteurs. Ces substances (p. ex. l'acyclovir, qui est utilisé pour traiter les infections herpétiques) n'agissent toutefois que sur un nombre limité de virus.

Le développement de vaccins contre les maladies virales a connu plus de succès. Ces vaccins, lorsque dûment administrés, ont contribué à l'éradication de la variole au niveau mondial, ainsi qu'à la quasi-disparition de la poliomyélite, de la rougeole et de la rubéole chez certaines populations. Au Canada, les autorités de la SANTÉ PUBLIQUE de chaque province maintiennent un programme de vaccination, particulièrement auprès des jeunes enfants. Certains virus, spécialement le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) qui cause le syndrome d'immunodéficience acquise ou SIDA, sont toujours réfractaires aux deux approches. On tente activement d'élaborer des méthodes de traitement innovatrices.

De nos jours, les virologistes s'inquiètent énormément de l'apparition de nouveaux virus ou de la réapparition de virus pathogènes connus, comme le VIH, et de la capacité du réseau de la santé publique à soigner et limiter l'effet de ces organismes.Voir aussi PRODUIT BIOLOGIQUE; PHARMACIE; MÉDECINE VÉTÉRINAIRE.