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L’anatomie et les fonctions des cellules
Les virus (VII) Certains microbes disposent d'une paroi de nature protéinique et abritent un seul acide nucléique, ce sont les virus [8]. En général ils sont mille fois plus petits que les bactéries avec une taille moyenne de l’ordre de 100 nm bien que le plus petit ne fasse que 18 nm. Comme son nom latin l’indique, les virus sont de véritables poisons. Ce terme fut utilisé pour la première fois en 1890 pour qualifier des agents infectieux qui étaient plus petits que les bactéries. Les virus présentant une structure interne hélicoïdale peuvent atteindre un diamètre de 0.1 mm (la taille d'une bactérie) et sont bactériophages, c’est-à-dire qu’ils sont à ce point pervers qu’ils se développent au sein même des bactéries et les détruisent. Mais la découverte de virus dans nos gènes de rebut, dans le placenta des mammifères ainsi que du mimivirus laissent à penser que tous les virus ne sont pas dangereux; certains participeraient activement au développement de la vie. Cette découverte bouleversant nos théories sur l'évolution, nous y reviendrons en détail dans un autre article[9]. C’est le biochimiste américain Wendell Meredith Stanley qui découvrit en 1935 que l’acide nucléique viral était formé d’un ARN chez les rétrovirus et d’un ADN chez les virus de nature ADN. Malgré le fait que les virus contiennent un acide nucléique, ces êtres sont incapables de se reproduire seuls. On ne peut donc pas les qualifier d’organismes vivants. Tous les virus parasitent les cellules, qu'elles soient végétales ou animales car ils ne peuvent se développer et se reproduire en dehors de celles-ci. En effet, tout le matériel génétique qu’ils renferment est inactif et ils ont besoin des fonctions enzymatiques et métaboliques d’une cellule pour exécuter leur programme génétique.
Leur méthode est simple. Le virus de la grippe par exemple, influenza, se colle à la paroi d’une cellule saine et injecte son ADN dans la cellule hôte. Il se combine avec celui de l'ADN cellulaire pour être transcrit par l'ARN-messager sous la forme de nouveaux virus, dont les milliards de descendants iront infecter de nouvelles cellules. Le malade sera contagieux pendant six jours. Mais d’autres scénarii existent. Certains virus pénètrent dans la membrane cellulaire mais ne tuent pas leur hôte. D’autres sont “silencieux” et infectent la cellule sans créer apparemment de dommage cellulaire. Tous les modes de transmission sont possibles, bien que la plupart des maladies virales se transmettent par voie orale ou fécale et par les piqûres d’insectes. Certaines maladies ont une période d’incubation très longue, pour citer la maladie de Kuru, de Creutzfeldt-Jakob et bien sûr le SIDA qui peut seulement se déclarer au bout de 10 ans d’incubation. Le
virus détourne à son profit les fonctions du métabolisme cellulaire. Ce
n’est qu’à ce stade qu’il est considéré comme vivant.
Les Certains enfin, sont utilisés par les biologistes. Plus inoffensifs, ils sont toutefois stérilisés pour éviter toute félonie : ce sont les virus blancs dont le rôle, à l’instar des virus synthétiques comme les liposomes utilisés dans l’industrie cosmétique, se rallie à la thérapie génique.
Interféron contre Serial killer Les virus restent très sensibles aux rayonnements et aux agents chimiques. Ils peuvent disparaître mais ils peuvent également muter très facilement. Par quel stratagème agissent-ils ainsi ? Les virus se reproduisent pour transmettre leur message empoisonné mais ils ne disposent pas de système de correction d’erreur : soit la copie est viable soit le virus meurt. Si la nouvelle génération est viable, du fait des erreurs de transcription elle peut subir des mutations aléatoires. Ce phénomène rend le virus plus résistant car en changeant d’identité, les remèdes ne reconnaissent plus le virus original. Il devient ainsi un "serial killer aux 1000 visages" que des légions de laborantins-enquêteurs doivent pister tout au long de leur vie pour éviter qu'ils ne disparaissent dans la nature et y poursuive leurs méfaits. Si les virus n'ont pas "conscience" de se battre contre les remèdes et vice versa, leur facilité déconcertante à résister aux médicaments en l'espace de quelques générations, semble leur donner des facultés d'adaptation. Face à ces mutations, les vaccins en sont réduits à ne considérer que les éléments immuables ou qui changent peu dans le patrimoine génétique des virus. L’agent antiviral le plus prometteur est l’interféron, une protéine non toxique produite par les lymphocytes et qui est aujourd’hui utilisée dans le traitement du cancer et des maladies chroniques, notamment l'hépatique C (interféron alpha dit pégylé). A lire à l'Institut Pasteur : Les virus émergents
La seule méthode pour prévenir une infection virale consiste donc à utiliser des vaccins (et non pas des antibiotiques qui sont inefficaces pour lutter contre les virus). Les vaccins stimulent les mécanismes immunitaires à produire des anticorps qui protégeront la cellule contre les infections virales. Mais parfois le combat est long. Le SIDA Prenons l'exemple du rétrovirus HIV porteur du SIDA découvert en 1981. S'il faut environ 20 ans pour trouver un vaccin contre une maladie, le SIDA offre un défi aux chercheurs depuis plus de 25 ans. Un virus comme celui de la rougeole par exemple (qui peut également servir de vecteur) se combat avec des vaccins. Il est détruit en l'espace de quelques semaines et est ensuite éliminé de l'organisme. Le HIV procède différemment. Il pénètre dans le système immunitaire des cellules et affaiblit le système de protection de l'individu qui commence par éprouver de la fièvre, perd du poids, se fatigue, etc. Les chercheurs doivent donc trouver une méthode pour malgré tout tirer profit du système immunitaire, même affaibli, pour combattre l'infection. Il n'y a pas d'autres solutions car si on bombarde le malade de rayonnements, on finit par le brûler ou le tuer. Aujourd'hui le vaccin anti-SIDA n'existe pas encore et seule une trithérapie (trois médicaments agissant chacun sur une cible spécifique) ralentit la progression de la maladie. Elle bloque en fait certaines actions spécifiques du virus. En admettant qu'on le neutralise, il demeure dans l'organisme. Même détruit il n'est pas éliminé car il incorpore son matériel génétique dans les cellules hôtes avec lesquelles il fusionne. Allié à sa faculté de mutation (même sous forme affaiblie il redevient virulent au terme de quelques d'années), ce sont ses facultés extraordinaires qui rendent la mise au point d'un vaccin si complexe. A l’heure actuelle, il n’existe aucune méthode de traitement satisfaisante et complète, car la plupart des drogues qui détruisent les virus endommagent également les cellules. A lire : Journée de lutte contre le SIDA
Aujourd'hui 40 millions de personnes sont infectées par le SIDA. En Europe, 750 000 personnes sont contaminées par le rétrovirus. L'Onusida estime que 700 000 personnes sont également contaminées en Chine mais le risque d'infection concerne 30 à 50 millions de personnes, principalement par voies hétérosexuelles, alors qu'ailleurs dans le monde, la contamination s'effectue principalement suite à l'injection de drogue (des seringues contaminées sont réutilisées) et par les relations homosexuelles. Chaque jour, trois nouvelles personnes sont officiellement déclarées séropositives en Belgique, mais officieusement leur nombre pourrait être deux ou trois fois plus élevé (~3000 cas par an). La situation est similaire ailleurs en Europe. S'il ne peut pas encore se guérir, le SIDA peut être soigné. Mais le médicament coûte cher. En Europe, un traitement contre le SIDA coûte environ 1000 € par mois qui sont heureusement remboursés par la sécurité sociale, du moins pour ceux qui en ont les moyens. Dans les pays du tiers-monde, la population n'a pas d'autre choix que de se faire soigner dans les hôpitaux publics qui leur délivre parcimonieusement les médicaments adéquats. Encore faut-il que les villageois aient les moyens et la capacité d'aller jusqu'à l'hôpital. Certains sont déjà très affaiblis par la maladie et ne peuvent plus se déplacer sans aide extérieure. Plus de 80% des malades ne peuvent pas se payer le médicament. Le SIDA est loin de disparaître et même en Europe le nombre de personnes contaminées continue d'augmenter. Etant donné que nous avons peu d'armes pour le vaincre, il n'y a qu'une bonne méthode pour éviter de contracter la maladie : sachant qu'un contact d'une seconde suffit pour vous contaminer à vie, protégez-vous ou abstenez-vous plutôt que d'avoir des rapport sexuels non protégés. Chez les plantes, les infections virales sont beaucoup plus fortes que chez les animaux. Etant donné que leur paroi cellulosique empêche toute injection virale directe, c’est bien souvent les animaux et les insectes qui participent au transport des virus sur les plantes. Alors que chez l’homme, les virus ne représentent qu’une quantité négligeable de la masse sèche de la cellule, chez une plante infectée les virus peuvent représenter jusqu’à 10% de son poids ! Virologie : visite d'un laboratoire Comment les chercheurs se protègent-ils des virus qu'ils étudient ? On en parle assez peu pour des raisons évidentes de sécurité, mais le risque sanitaire est pris très au sérieux par les chercheurs. Les virus sont classés en 4 catégories, le genre HIV par exemple étant de niveau 3, l'Ebola ou celui de la grippe aviaire N5N1 de niveau 4, dit foudroyant. A ne pas confondre avec les différences phases ou niveaux d'une pandémie (lorsque le virus s'étend sur un continent voire sur toute la planète) : par exemple, 0 = période interpandémique; 4 = pandémie sur le territoire national; 5 = fin de la pandémie. A lire sur les différentes formes de grippes : SantéOntario - Influenza - Les plans pandémiques Européens
L'étude des virus dans des laboratoires spécialisés tel l'Institut Bordet, les Cliniques Universitaires Saint Luc en Belgique ou l'INSERM en France requiert des niveaux de sécurité plus importants que dans une base militaire ! Tellement sécurisés, certains laboratoires sont placés en pleine ville, près des universités ou des stades de football comme à l'ENS Lyon ! En fait, si c'est un peu paradoxal, l'explication est simple : ces laboratoires de recherches sont à l'image des centrales nucléaires. Le niveau de protection augmente à mesure que le risque s'accroît. Ainsi l'éprouvette contenant le virus actif est enfermée dans une multitude de boîtes semblables aux poupées russes, la dernière représentant l'enceinte extérieure du bâtiment. Chaque nouvelle enceinte de protection requiert un degré plus élevé de sécurité (badge, combinaison, sas de confinement, scaphandre, etc). Au final, ainsi qu'on le voit sur la photographie présentée ci-dessus, le laborantin en contact avec le virus porte, dans le cas des virus foudroyants, un scaphandre hermétique souple à atmosphère contrôlée. Le travail est toujours assuré par deux personnes et est limité à quelques heures maximum, à la fois pour préserver le bien être des employés et leur sécurité. Après le travail, les combinaisons et les outils sont décontaminés puis jetés, brûlés ou nettoyés.
Pour éviter toute contamination, certains produits tel le Sanytex (ammonium quaternaire à 3%) sont tellement nocifs qu'ils sont capables d'abîmer les scaphandres ! Il vous sera donc très difficile de visiter un laboratoire de virologie et toute demande fait l'objet d'une enquête préalable d'Interpol afin de prévenir toute menace bioterroriste. L’étude des virus et leurs interactions avec le milieu est donc très motivante dans le cadre d’une étude visant à comprendre comment l’information génétique est contrôlée et ce qui différencie fondamentalement ces petites entités des systèmes plus complexes. Le virus, comme la cellule, est capable de transmettre une information génétique sur base du même principe que la cellule hôte sur laquelle il s’attache. Si les chercheurs parvenaient à comprendre leurs mécanismes de réplication, ils pourraient contrôler leur croissance et éradiquer les maladies virales de la surface de la Terre. En attendant de pouvoir cloner les protéines virales, nos seules alliées, nous sommes contraints d’utiliser toutes sortes de stratagèmes, des anticorps de sérum sanguin aux sécrétions des muqueuses pour essayer d’éliminer les éléments toxiques de notre organisme. En guise de conclusion Grâce à l'invention du microscope électronique et au développement des moyens informatiques, nous comprenons un peu mieux qu’hier comment fonctionne une cellule et comment combattre les agents infectieux. A la mi-1990 par exemple, des chercheurs de MIT ont créé l’événement historique en créant une molécule capable de s’auto-répliquer. En 2010, le généticien Graig Venter et son équipe ont créé une cellule bactérienne vivante à partir d'un génome de synthèse. Ces deux inventions rendent compte du travail colossal que les chercheurs ont accompli en l'espace d'un siècle en biologie moléculaire. Complété par les travaux sur le génome et les cellules souches, si demain nous ne pourrons sans doute pas encore créer une cellule viable artificiellement, nous pourrons en tous cas utiliser son patrimoine génétique pour éradiquer bien des tares et des maladies dont nous sommes parfois porteurs. Ceci dit, discutant des virus et autres vecteurs de maladies, on ne peut pas éluder les questions du tiers-monde et des médicaments qui seront abordées dans l'article consacré au développement durable.
Pour plus d'information Le rôle des virus dans l'évolution (sur ce site) Extraction de l'ADN d'une banane (sur ce site) Le génie génétique (sur ce site) La mode des microscopes (sur le blog) SantéOntario (information générale sur la grippe aviaire) Influenza.be (FAQ sur les différentes formes de grippes) Les plans pandémiques antigrippaux en Europe , EurosurveillanceLes virus émergents, Institut Pasteur Evolution des infections respiratoires aiguës, Fgov.be Eléments de cytologie (SiO2) Cours d'histologie, Marie Paule Defresne (ULg) Anatomie et physiologie humaines, E.Marieb/G.Laurendeau, Pearson Education, 1992/2005 Construire une cellule, C.de Duve, De Boeck, 1990/1997 L'Univers bactériel, L.Margulis et D.Sagan, Albin Michel, 1989/2002 La Guerre contre les virus, J.-F. Saluzzo, Plond, 2002 Les nouveaux virus, E.Moulin, Les Asclépiades, 2005 Organisation des Nations Unies (ONU) Organisation Mondiale de la Santé (OMS)
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