PREDICTION VIROLOGIQUE DE L’EFFICACITE DES INHIBITEURS D’INTEGRASE

Découverte et Origine du VIH

Découverte controversée Les observatoires épidémiologiques américains (Centers for Disease Control, centralisés à Atlanta) constatèrent en juin 1981 une augmentation inexpliquée de la fréquence des cas de pneumocystoses pulmonaires et de sarcomes de Kaposi : il s’agissait des premières manifestations cliniques de l’épidémie du SIDA. Fin 1981, les premières études montrent que cette affection se transmet par voie sexuelle et sanguine et qu’elle n’affecte pas que les homosexuels. Ce n’est qu’en Mai 1983 que l’agent causal a été identifié à l’institut pasteur de Paris [Barre-Sinoussi et Coll. 1983]). Le nom de VIH (Virus de l’immunodéficience Humaine) lui fut attribué en 1986 par la communauté scientifique. En 1985, un deuxième virus, le VIH-2, a été isolé par Barin et collaborateurs [Barin et Coll. 1985].

Origine

Il est admis grâce aux analyses phylogénétiques, que le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) serait le résultat de multiples transmissions de lentivirus du singe à l’Homme. Au moins quatre franchissements de la barrière d’espèce des SIV (SimianImmunodeficiency Virus) des chimpanzés et gorilles d’Afrique de l’Ouest sont à l’origine du VIH-1, et au moins neuf transmissions indépendantes des SIV des mangabeys enfumés d’Afrique de l’Ouest sont à l’origine du VIH-2 [Plantier et Coll. 2009, Neel et Coll. 2010]. II. Classification Le Virus de l’Immunodéficience Humaine (VIH) appartient à la famille desrétroviridae [Coffin JM 1997]. Il s’agit d’une vaste famille de virus à ARN dotée d’une enzyme spécifique, la Transcriptase Inverse (TI) ou Reverse Transcriptase. Cette enzyme, permet de synthétiser, à partir de l’ARN viral, un ADN bicaténaire dit «proviral » capable de s’intégrer dans le génome de la cellule infectée [FleuryH.J.A. 2009]. Les rétroviridae sont subdivisées en deux sous-familles: la sous famille des Orthoretrovirinae renfermant toutes les espèces pathogènes pour l’Homme (dont le VIH-1 et le VIH-2) et celle des Spumaretrovirinae1 . 1 http://www.ictvonline.org/virusTaxonomy.asp consulté le 02/08/2014 5 III. Description du virus 1. Structure de la particule virale Le VIH est un virus à ARN enveloppé, de 90 à 120 nanomètres de diamètre. L’enveloppe virale est constituée d’une bicouche lipidique emprunté à la cellule infectée et de deux glycoprotéines : la gp120 (SU) et la gp41 (TM) [Aloia et Coll. 1993] liées entre elles par des liaisons non covalentes [Doms et Coll. 1991]. La glycoprotéine de surface (gp120) occupe une position plus périphérique et joue le rôle de récepteur viral de la molécule membranaire CD4 des cellules hôte. Quant à La gp41 (transmembranaire), elle est responsable de la fusion de l’enveloppe virale avec la membrane cellulaire. La protéine de matrice P17, recouvre une capside icosaédrique (P24 CA) renfermant deux copies identiques de l’ARN viral [Roquebert et Coll. 2009]. Ces ARN sont associés aux protéines de nucléocapside (P7 NC). Les enzymes virales : l’intégrase (IN), la reverse transcriptase (RT) et la protéase (PR) sont également présentes dans la capside (figure 1). Figure 1 : Structure du VIH-1[Coffin et Coll. 1997] 

Organisation génomique du VIH-1

Constitué d’un ARN de polarité positive d’environ 9,7 kb, le génome du VIH-1 est bordé par deux régions non codantes appelées LTR. Elles sont constituées chacune d’environ 640 pb et sont segmentées en trois régions U3, R, U5. Identiques mais diffèrent du point de vue fonctionnel, ces deux LTR permettent l’intégration de l’ADN proviral dans le génome de la cellule hôte. L’ARN virale code pour trois gènes de structures (gag, pol, env) et six autres gènes dont 2 gènes de régulation (tat et rev) et 4 gènes accessoires ou auxiliaires (vif, vpr, vpu, nef). Chacun de ces gènes joue un rôle majeur dans l’organisation et la biologie du virus (tableau 1) Figure 2: schéma de l’organisation génétique du VIH-1[Amiel 2011] 7 Tableau I : Récapitulatif du rôle des différents gènes du VIH-1 dans son organisation [Amiel 2011] 3. Cycle de réplication Pour assurer sa réplication, le VIH, a besoin d’intégrer le génome de la cellule hôte pour détourner la machinerie cellulaire à son avantage. Ce cycle de réplication se déroule en plusieurs phases successives [Freed 2001]. Il débute par la reconnaissance des récepteurs cellulaire et s’achève par l’élaboration et à libération de nouveaux virions: ➢ Reconnaissance de la cellule hôte et entrée du virus Cette étape débute par une interaction entre les glycoprotéines de surface gp120 et les récepteursCD4 présents à la surface de la cellule cible. Cette liaison de très haute affinité entraîne un changement conformationnel de la gp120 qui permet à une région spécifique, la 8 boucle V3 d’interagir avec des corécepteurs (CCR5 et CXCR4) également présents à la surface de la membrane cellulaire [Freed 2001]. La fixation de la gp120 virale sur la molécule CD4 et sur le corécepteur, se traduit par une modification de conformation, qui entraine la mise en contact de la gp41 avec la membrane cytoplasmique cellulaire [Doms 2004]. La fusion des membranes virale et cellulaire, médiée par la gp41, permet la libération de la nucléocapside virale dans le cytoplasme cellulaire. ➢ Rétrotranscription et Intégration du virus dans le génome cellulaire L’entrée du virus dans la cellule hôte est suivie de la décapsidation puis de la rétrotranscription de l’ARN viral en ADN dit proviral grâce à la Reverse transcriptase. Après s’être organisé en un complexe dit de pré-intégration, l’ADN proviral est alors acheminé le long d’un réseau microtubulaire vers le noyau où il sera intégré au génome de la cellule hôte grâce à l’intégrase [Nisole et Coll. 2004]. ➢ Synthèse de nouvelles particules virales Elle débute par la transcription du provirus en ARN génomique grâce à une enzyme de l’hôte : l’ARN polymérase II. Le taux de cette synthèse est sous le contrôle de la protéine de régulation virale tat. Cet ARN messager viral migre ensuite du noyau vers le cytoplasme cellulaire, ou il servira à la synthèse des protéines virale [Dandekar et Coll. 2004, Brady et Coll. 2005]. Les ARNm transcrits seront dans un premier temps traduits en protéines régulatrices : tat, nef et rev. Sous l’influence de ces protéines de régulation, des ARNm plus longs seront synthétisés et traduits en protéines de structure, sous forme de deux polyprotéines virales qui vont s’accumuler au niveau de la membrane cellulaire. C’est sur ces polyprotéines virales que vont se fixer les génomes viraux. Le clivage de cette polyprotéine virale par la protéase est suivi de la formation de la nucléocapside virale, et de la matrice [Corbin et Coll. 2008..0