Conséquence de la variabilité génétique

CONTRIBUTION DES LABORATOIRES PRIVES D’ANALYSES BIOMEDICALES DANS LA LUTTE CONTRE LE VIH/SIDA

Propriétés biologiques des VIH

Dès la découverte clinique du SIDA, les premières investigations biologiques ont permis de mettre en évidence une lymphopénie T. Rapidement, il est apparu que le VIH avait une prédilection pour les lymphocytes CD4  Chez l’homme, la plus part des cellules qui participent à la réponse immunitaire expriment la moléculeCD4 et sont donc les cibles des VIH. (7) Les structures de surfaces des VIH jouent un rôle primordial dans la première étape de fixation et ancrage des virus sur les récepteurs cellulaires. Les deux glycoprotéines gp120 et gp41 sont directement impliquées dans ces processus. La gp 120 permet la fixation de la molécule CD4. On distingue à son niveau plusieurs zones distinctes : Un site creux reconnaissant le récepteur CD4 Une boucle qui est l’une des régions les plus variables d’une souche à l’autre de VIH ; elle joue un rôle dans l’infection et la fusion. La gp 41 outre le fait qu’elle permet l’amarrage de la gp 120 à la particule virale , joue après l’étape de la reconnaissance gp 120-CD4 , un rôle de perforation de la cellule réceptrice , participant ainsi à la fusion entre l’enveloppe virale et la membrane cellulaire. A coté de l’interaction gp 120-CD4, les chemokines CCR5 et CXCR4 exprimées à la surface des lymphocytes CD4 et des macrophages jouent un rôle de co-récepteur et coopèrent avec la molécule CD4 pour permettre l’entrée du virus dans la cellule. De façon un peu schématique on distingue les virus à tropisme macrophagique dits R5 , utilisant le co-récepteur CCR5 et les virus à tropisme T dits X4 utilisant le co-récepteur CXCR4. Au cours de l’infection par le VIH, il existe une utilisation préférentielle initiale CCR5 puis des CXCR4.D’autres récepteurs ont été identifiés, mais ils jouent un rôle mineur : CCR3, CCR2 et CXCR1.
(1) : la glycoprotéine gp120 de l’enveloppe du virus se lie au CD4 de la cellule cible
(2) : le domaine fusiogène de la gp41 et le CXCR4, corécepteur lié à une protéine G de la membrane de la cellule cible, médient la fusion
(3) : la nucléocapside, contenant le génome viral et les enzymes, pénètre dans la cellule cible Source :Institut national de recherche pédagogique (I.N.R.P)
Après fixation, le virus intègre la cellule par un mécanisme d’endocytose, (plus qu’une simple fusion) (7)aboutissant à l’injection du core dans le cytoplasme de la cellule hôte ou il peut rester quiescent ou au contraire réaliser son cycle de réplication qui consiste en deux étapes : La première allant de la pénétration virale à l’intégration d’une copie d’ADN : l’intégration génomique, la deuxième conduisant à la production de particules virales : le cycle productif.
Après fusion de l’enveloppe virale avec la membrane plasmique de la cellule cible, la nucléocapside (contenant le génome viral et les enzymes) peut pénétrer dans la cellule cible. Il y a alors élimination des protéines de la nucléocapside, ce qui libère le génome viral et les enzymes (étape 1). La transcriptase inverse virale catalyse la transcription inverse de L’ARN, formant des hybrides ADN-ARN. La matrice d’ARN étant ensuite dégradée, il y a synthèse d’un second brin d’ADN (étape 3) : ainsi est créé l’ADN viral ou pro virus, qui s’intègre (rôle de l’intégrase virale) dans le génome de la cellule cible (étape 4). Ces quatre étapes conduisant du génome viral au pro virus sont représentées sur la figure ci-dessus.
Ensuite, le pro virus intégré est transcrit (étape 5) et les différents ARN viraux sont épissés, exportés dans le cytoplasme (étape 6) puis traduits en protéines (étape 7). L’association de ces protéines virales et de l’ARN viral (étape 8) permet de former de nouvelles particules virales.

Classification des VIH

le VIH1

Le VIH -1 étant le plus répandu dans le monde et le plus étudié, sa classification est la mieux élaborée. Elle distingue les virus purs des virus recombinants. Les études ont permis de repartir les virus en groupes au sein desquels on retrouve des sous-types, eux mêmes divisés en sous -groupes (8) On distingue trois groupes, M (Majors), N (Nouveau ou encore non O non M) et O (Outlier) Les souches des groupes M représentent de loin la majorité des souches circulantes. Les virus du groupe O ont seulement 50% d’homologie au niveau de l’enveloppe avec les souches des autres groupes (6) Ces virus ne représentent qu’une minorité des souches circulantes. Ils sont surtout retrouvés en Afrique centrale et plus précisément au Cameroun ou ils représentent 2% à 3% des VIH-1 et, à un moindre degré on les rencontre dans les pays limitrophes (7) Le groupe N a été très récemment identifié chez deux patients Camerounais. L’analyse phylogénétique de la souche appartenant à ce groupe (YB30) montre que, pour les gènes gag, pol et la moitié de vif, YB30 représente une lignée indépendante quoique proche du groupe M. Par contre pour l’autre moitié de vif, pour env et nef, YB30 est proche d’une souche isolée chez un chimpanzé (VIS cpzus). YB30 apparaît aussi comme un recombinant entre lignées virales divergentes du groupe VIH-1/VIS cpz

Les sous types

A partir de l’analyse des séquences de l’enveloppe, le groupe M a été divisé en 11 sous types désignés de A à K (11). Il est probable que d’autres sous types soient décrits, le types K ayant été décrit en 1999 (11) Les critères permettant de définir un (nouveau) sous-type sont très stricts. Le lien génome complet d’au moins 3 isolats sans lien épidémiologique doit être séquencé. Ces isolats doivent se ressembler entre eux sur l’ensemble du génome dans l’analyse avec d’autres sous-types existants. Avec ces critères, on distingue actuellement 9 sous-types purs du VIH1: A,B,C ,D,,F,G,H,J,K ; Il faut cependant noter que, pour le sous-type G, la région des gènes accessoires présente une forte homologie avec le sous-type A (10)

Les sous-groupes
A partir de l’analyse partielle du génome des régions gag et env. du sous-type F. Le VIH-1 groupe M a été subdivisé en 3 sous groupes appelés F1, F2, F3 (9) Il n’y a pas d’information sur d’autres sous-groupes à l’intérieur des sous-types identifiés.

 Les formes circulantes recombinantes (CRF)
La propriété des souches de VIH-1 à se recombiner et de générer des génomes mosaïques est un paramètre important de l’évolution virale. De nombreux cas ont été décrits, certains sont uniques ou limités à un foyer épidémiologique, d’autres au contraire jouent un rôle majeur dans l’épidémie et représentent des formes recombinantes majeures.

 Le VIH 2 : La variabilité génétique a été mise en évidence dans les souches de VIH-2, cependant cette variabilité est beaucoup moins importante que chez le VIH-1. Seulement deux sous types ont été identifiés et caractérisés convenablement à savoir A et B (12)
D’autres études indiquent l’existence de quatre autres sous types (C, D, E et F), mais les différentes tentatives d’isolement et de séquençage des souches ont été infructueuses (13) Ainsi le sous-type A est de loin le plus rencontré et le mieux étudié, principalement présent en Afrique de l’ouest. Le sous type B serait prédominant en Cote d’Ivoire (14) On n’ignore encore l’impact de ces sous types sur l’épidémiologie, la pathogenèse et la transmissibilité de la maladie.

Conséquence de la variabilité génétique

L’importante hétérogénéité des VIH résulte à la fois d’une rapide réplication virale et d’un taux élevé d’erreurs dans la substitution nucléotidique lors de la transcription inverse. On estime qu’environ 50% des virus sont renouvelés toutes les 60 heures. Cette variabilité génétique constitue un des obstacles majeurs auxquels font face les scientifiques. Ses conséquences sur les tests de diagnostic, les traitements anti-rétroviraux, la transmissibilité, la pathogenèse et la découverte de vaccin sont les plus abordés. D’une façon très claire, il existe une différence de transmissibilité à la fois sexuelle et verticale (mère/enfant) entre les virus VIH-1 et VIH-2.