Informations

19.3 : Virus - Biologie


  • 19.3A : Virus
    Les virus sont des parasites intracellulaires obligatoires. Il n'y a probablement pas de cellules dans la nature qui échappent à l'infection par un ou plusieurs types de virus. Les virus qui infectent les bactéries sont appelés bactériophages. En dehors de la cellule, ils sont constitués de particules appelées virions.
  • 19.3B : Grippe
  • 19.3C : φX174
    φX174 (phiX174) est un virus qui infecte la bactérie E. coli. Par conséquent, φX174 est un bactériophage.
  • 19.3D : Variole
    La variole est certainement qualifiée comme l'un des plus grands fléaux de l'humanité. Il tuait régulièrement 25 % et parfois jusqu'à 50 % de ses victimes. Introduite en Europe vers le VIe siècle après JC, la variole rivalisait avec la peste dans sa capacité à décimer des populations entières. Introduite dans le Nouveau Monde au XVIe siècle, la variole a dévasté les populations indigènes et a joué un rôle bien plus important que l'armement dans la conquête espagnole.
  • 19.3E : Rétrovirus
    Le génome des rétrovirus est constitué d'ARN et non d'ADN. Le VIH-1 et le VIH-2, les agents qui causent le SIDA, sont des rétrovirus.

Virus oncolytique

Un virus oncolytique est un virus qui infecte et tue préférentiellement les cellules cancéreuses. Lorsque les cellules cancéreuses infectées sont détruites par oncolyse, elles libèrent de nouvelles particules virales ou virions infectieux pour aider à détruire la tumeur restante. [1] [2] On pense que les virus oncolytiques provoquent non seulement la destruction directe des cellules tumorales, mais aussi qu'ils stimulent les réponses du système immunitaire anti-tumoral de l'hôte. [3] [4]

Le potentiel des virus en tant qu'agents anticancéreux a été réalisé pour la première fois au début du XXe siècle, bien que les efforts de recherche coordonnés n'aient commencé que dans les années 1960. [5] Un certain nombre de virus, y compris l'adénovirus, le réovirus, la rougeole, l'herpès simplex, le virus de la maladie de Newcastle et la vaccine, ont été testés cliniquement en tant qu'agents oncolytiques. [6] La plupart des virus oncolytiques actuels sont conçus pour la sélectivité tumorale, bien qu'il existe des exemples naturels tels que le réovirus et le sénécavirus, [7] résultant en des essais cliniques. [8]

Le premier virus oncolytique à être approuvé par une agence de réglementation nationale était l'entérovirus de souche ECHO-7 génétiquement non modifié RIGVIR, qui a été approuvé en Lettonie en 2004 pour le traitement du mélanome cutané [9] l'approbation a été retirée en 2019. Un adénovirus oncolytique, un adénovirus génétiquement modifié nommé H101, a été approuvé en Chine en 2005 pour le traitement du cancer de la tête et du cou. [10] En 2015, le talimogene laherparepvec (OncoVex, T-VEC), un herpès virus oncolytique qui est un virus herpès simplex modifié, est devenu le premier virus oncolytique à être approuvé aux États-Unis et dans l'Union européenne, pour le traitement des mélanome inopérable. [11]


Une nouvelle recherche révèle que le SRAS-CoV-2 (le virus qui cause le COVID-19) est passé des chauves-souris aux humains sans grand changement

Schéma de notre histoire évolutive proposée du clade nCoV et des événements putatifs menant à l'émergence du SRAS-CoV-2. Crédit : MacLean OA, et al. (2021), La sélection naturelle dans l'évolution du SRAS-CoV-2 chez les chauves-souris a créé un virus généraliste et un agent pathogène humain hautement capable. PLoS Biol 19(3) : e3001115. CC-BY

Dans quelle mesure le SARS-CoV-2 a-t-il dû changer pour s'adapter à son nouvel hôte humain ? Dans un article de recherche publié dans la revue en libre accès PLOS Biologie Oscar MacLean, Spyros Lytras à l'Université de Glasgow, et ses collègues, montrent que depuis décembre 2019 et pendant les 11 premiers mois de la pandémie de SRAS-CoV-2, très peu de changements génétiques « importants » ont été observés sur des centaines de des milliers de génomes de virus séquencés.

L'étude est une collaboration entre des chercheurs du Royaume-Uni, des États-Unis et de Belgique. Les auteurs principaux, le professeur David L Robertson (au MRC-University of Glasgow Centre for Virus Research, Écosse) et le professeur Sergei Pond (à l'Institute for Genomics and Evolutionary Medicine, Temple University, Philadelphie) ont pu mettre à profit leur expérience de l'analyse des données. du VIH et d'autres virus au SRAS-CoV-2. Le cadre analytique de pointe de Pond, HyPhy, a joué un rôle déterminant dans l'identification des signatures de l'évolution intégrées dans les génomes des virus et repose sur des décennies de connaissances théoriques sur les processus d'évolution moléculaire.

Le premier auteur, le Dr Oscar MacLean, explique : « Cela ne signifie pas qu'aucun changement ne s'est produit, des mutations sans importance évolutive s'accumulent et « surferent » le long des millions d'événements de transmission, comme ils le font dans tous les virus. peut avoir un effet, par exemple, le remplacement de Spike D614G qui s'est avéré améliorer la transmissibilité et certains autres ajustements de la biologie du virus dispersés sur son génome. Dans l'ensemble, cependant, les processus évolutifs «neutres» ont dominé. MacLean ajoute: "Cette stase peut être attribuée à la nature hautement sensible de la population humaine à ce nouveau pathogène, avec une pression limitée de l'immunité de la population et un manque de confinement, conduisant à une croissance exponentielle faisant de presque tous les virus un gagnant."

Commentaires de Pond, « ce qui a été si surprenant, c'est à quel point le SRAS-CoV-2 a été transmissible depuis le début. Habituellement, les virus qui sautent vers une nouvelle espèce hôte mettent un certain temps à acquérir des adaptations pour être aussi capables que le SRAS-CoV-2 de se propager, et la plupart ne dépassent jamais ce stade, ce qui entraîne des retombées sans issue ou des épidémies localisées.

En étudiant les processus mutationnels du SARS-CoV-2 et des sarbécovirus apparentés (le groupe de virus auquel appartient le SARS-CoV-2 provenant des chauves-souris et des pangolins), les auteurs trouvent des preuves de changements assez importants, mais tous avant l'émergence du SARS-CoV- 2 chez l'homme. Cela signifie que la nature «généraliste» de nombreux coronavirus et leur apparente facilité à sauter entre les hôtes, ont imprégné le SRAS-CoV-2 d'une capacité prête à infecter les humains et d'autres mammifères, mais ces propriétés ont probablement évolué chez les chauves-souris avant le débordement aux humains.

Le premier auteur et doctorant, Spyros Lytras, ajoute : « Il est intéressant de noter que l'un des virus de chauve-souris les plus proches, RmYN02, possède une structure génomique intrigante composée à la fois de segments de type SARS-CoV-2 et de virus de chauve-souris. Son matériel génétique porte à la fois des signatures de composition distinctes (associées à l'action de l'immunité anti-virale de l'hôte), soutenant ce changement de rythme évolutif survenu chez les chauves-souris sans avoir besoin d'une espèce animale intermédiaire.

Robertson commente, "la raison du "changement de vitesse" du SRAS-CoV-2 en termes de son taux d'évolution accru à la fin de 2020, associé à des lignées plus fortement mutées, est parce que le profil immunologique du La population humaine a changé. Vers la fin de 2020, le virus entrait de plus en plus en contact avec l'immunité existante de l'hôte, car le nombre de personnes précédemment infectées est désormais élevé. Cela sélectionnera les variantes qui peuvent esquiver une partie de la réponse de l'hôte. Couplées à l'évasion de l'immunité dans les infections à long terme dans les cas chroniques (par exemple, chez les patients immunodéprimés), ces nouvelles pressions sélectives augmentent le nombre de mutants viraux importants.

Il est important de comprendre que le SRAS-CoV-2 reste un virus aigu, éliminé par la réponse immunitaire dans la grande majorité des infections. Cependant, il s'éloigne désormais plus rapidement de la variante de janvier 2020 utilisée dans tous les vaccins actuels pour augmenter l'immunité protectrice. Les vaccins actuels continueront de fonctionner contre la plupart des variantes en circulation, mais plus le temps passe et plus le différentiel entre le nombre de personnes vaccinées et non vaccinées est grand, plus il y aura de possibilités d'échapper au vaccin. Robertson ajoute : « La première course consistait à développer un vaccin. La course est maintenant de faire vacciner la population mondiale le plus rapidement possible.”

Référence : "La sélection naturelle dans l'évolution du SRAS-CoV-2 chez les chauves-souris a créé un virus généraliste et un agent pathogène humain hautement capable" par Oscar A. MacLean, Spyros Lytras,
Steven Weaver, Joshua B. Singer, Maciej F. Boni, Philippe Lemey, Sergei L. Kosakovsky Pond et David L. Robertson, 12 mars 2021, PLOS Biologie.
DOI : 10.1371/journal.pbio.3001115

Financement : DLR est financé par le Medical Research Council (MC_UU_1201412) et Wellcome Trust (220977/Z/20/Z). OAM est financé par le Wellcome Trust (206369/Z/17/Z). SLKP et SW sont soutenus en partie par les National Institutes of Health (R01 AI134384 (NIH/NIAID)) et la National Science Foundation (prix 2027196). PL reconnaît le financement du Conseil européen de la recherche dans le cadre du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne (accord de subvention n° 725422-ReservoirDOCS), le projet Horizon 2020 de l'Union européenne MOOD (874850), le Wellcome Trust à travers le projet 206298/ Z/17/Z (The Artic Network) et la Fondation pour la recherche — Flandre (`Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek — Vlaanderen’, G066215N, G0D5117N et G0B9317N). MFB est financé par une subvention de la Fondation Bill et Melinda Gates (INV-005517) et par le contrat du Centre d'excellence NIH/NIAID pour la recherche et la surveillance de la grippe (HHS N272201400007C). Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude, la collecte et l'analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.


Contenu

Compte tenu de la rareté du développement spontané de nouvelles espèces de virus, la cause la plus fréquente de virus émergents chez l'homme est la zoonose. On estime que ce phénomène représente 73% de tous les agents pathogènes émergents ou ré-émergents, les virus jouant un rôle disproportionné. [18] Les virus à ARN sont particulièrement fréquents, représentant 37% des pathogènes émergents et ré-émergents. [18] Un large éventail d'animaux - y compris les oiseaux sauvages, les rongeurs et les chauves-souris - sont associés aux virus zoonotiques. [19] Il n'est pas possible de prédire des événements zoonotiques spécifiques qui peuvent être associés à un réservoir animal particulier à un moment donné. [20]

Le débordement zoonotique peut entraîner des infections « sans issue » auto-limitées, dans lesquelles aucune autre transmission humain-humain ne se produit (comme avec le virus de la rage), [21] ou dans des cas infectieux, dans lesquels le pathogène zoonotique est capable de maintenir transmission interhumaine (comme avec le virus Ebola). [6] Si le virus zoonotique est capable de maintenir une transmission humaine-humaine réussie, une épidémie peut se produire. [22] Certains événements de débordement peuvent également entraîner l'adaptation du virus exclusivement à l'infection humaine (comme cela s'est produit avec le virus VIH), [23] auquel cas les humains deviennent un nouveau réservoir pour l'agent pathogène.

Un « saut » zoonotique réussi dépend du contact humain avec un animal hébergeant une variante virale capable d'infecter les humains. Afin de surmonter les restrictions de gamme d'hôtes et de maintenir une transmission efficace entre les humains, les virus provenant d'un réservoir animal subiront normalement une mutation, une recombinaison génétique et un réassortiment. [20] En raison de leur réplication rapide et de leurs taux de mutation élevés, les virus à ARN sont plus susceptibles de s'adapter avec succès à l'invasion d'une nouvelle population d'hôtes. [3]

Exemples de sources animales Modifier

Chauves-souris Modifier

Alors que les chauves-souris sont des membres essentiels de nombreux écosystèmes, [24] elles sont également fréquemment impliquées en tant que sources fréquentes d'infections virales émergentes. [25] Leurs systèmes immunitaires ont évolué de manière à supprimer toute réponse inflammatoire aux infections virales, leur permettant ainsi de devenir des hôtes tolérants aux virus en évolution, et par conséquent de fournir des réservoirs majeurs de virus zoonotiques. [26] Ils sont associés à plus de virus zoonotiques par espèce hôte que tout autre mammifère, et des études moléculaires ont démontré qu'ils sont les hôtes naturels de plusieurs virus zoonotiques de grande envergure, notamment les coronavirus liés au syndrome respiratoire aigu sévère et les virus hémorragiques Ebola/Marburg. filovirus de la fièvre. [27] En termes de potentiel d'événements de débordement, les chauves-souris ont repris le rôle principal précédemment attribué aux rongeurs. [26] Les virus peuvent être transmis par les chauves-souris via plusieurs mécanismes, y compris la morsure de chauve-souris, [28] l'aérosolisation de la salive (par exemple pendant l'écholocation) et les fèces/urine. [29]

En raison de leur écologie/comportement distincts, les chauves-souris sont naturellement plus sensibles à l'infection et à la transmission virales. Plusieurs espèces de chauves-souris (par exemple les chauves-souris brunes) se regroupent dans des dortoirs surpeuplés, ce qui favorise la transmission virale intra- et inter-espèces. De plus, comme les chauves-souris sont répandues dans les zones urbaines, les humains empiètent occasionnellement sur leurs habitats contaminés par le guano et l'urine. Leur capacité à voler et leurs schémas de migration signifient également que les chauves-souris sont capables de propager la maladie sur une vaste zone géographique, tout en acquérant de nouveaux virus. [30] De plus, les chauves-souris subissent des infections virales persistantes qui, associées à leur extrême longévité (certaines espèces de chauves-souris ont une durée de vie de 35 ans), aident à maintenir les virus et à les transmettre à d'autres espèces. D'autres caractéristiques des chauves-souris qui contribuent à leur puissance en tant qu'hôtes viraux comprennent : leurs choix alimentaires, leurs habitudes de torpeur/hibernation et leur sensibilité à la réinfection. [30]

L'émergence virale est souvent une conséquence à la fois de la nature et de l'activité humaine. En particulier, les changements écologiques peuvent grandement faciliter l'émergence et la réémergence de virus zoonotiques. [31] Des facteurs tels que la déforestation, le reboisement, la fragmentation de l'habitat et l'irrigation peuvent tous avoir un impact sur la manière dont les humains entrent en contact avec les espèces animales sauvages et, par conséquent, favorisent l'émergence de virus. [3] [32] De plus, le changement climatique peut affecter les écosystèmes et la distribution des vecteurs, ce qui à son tour peut affecter l'émergence de virus à transmission vectorielle. D'autres changements écologiques - par exemple, l'introduction d'espèces et la disparition de prédateurs - peuvent également affecter l'émergence et la prévalence du virus. Certaines pratiques agricoles, par exemple l'intensification de l'élevage et la gestion/l'élimination inappropriée des excréments d'animaux d'élevage, sont également associées à un risque accru de zoonose. [3] [33]

Des virus peuvent également apparaître en raison de l'établissement de populations humaines vulnérables à l'infection. Par exemple, un virus peut émerger suite à la perte de l'immunité protectrice croisée, qui peut se produire en raison de la perte d'un virus sauvage ou de l'arrêt des programmes de vaccination. Les pays bien développés ont également des proportions plus élevées de citoyens vieillissants et de maladies liées à l'obésité, ce qui signifie que leurs populations peuvent être plus immunodéprimées et donc à risque d'infection. [3] En revanche, les pays les plus pauvres peuvent avoir des populations immunodéprimées en raison de la malnutrition ou d'une infection chronique. Il est également peu probable que ces pays aient des programmes de vaccination stables. [3] De plus, les changements dans la démographie humaine [3] - par exemple, la naissance et/ou la migration d'individus immunologiquement naïfs - peuvent conduire au développement d'une population sensible qui permet une infection virale à grande échelle.

D'autres facteurs peuvent favoriser l'émergence virale, notamment la mondialisation, le commerce international et les déplacements/migrations humains pouvant entraîner l'introduction de virus dans de nouvelles zones. [3] De plus, comme les villes densément peuplées favorisent la transmission rapide des agents pathogènes, une urbanisation incontrôlée (c'est-à-dire l'augmentation des déplacements et de l'installation d'individus dans les zones urbaines) peut favoriser l'émergence virale. [34] La migration animale peut également conduire à l'émergence de virus, comme ce fut le cas pour le virus du Nil occidental qui s'est propagé par les populations d'oiseaux migrateurs. [35] De plus, les pratiques humaines concernant la production et la consommation d'aliments peuvent également contribuer au risque d'émergence virale. En particulier, les marchés humides (c'est-à-dire les marchés d'animaux vivants) sont un environnement idéal pour le transfert de virus, en raison de la forte densité de personnes et d'animaux sauvages/d'élevage présents. [29] La consommation de viande de brousse est également associée à l'émergence d'agents pathogènes. [29]

Le contrôle et la prévention des zoonoses dépendent d'une surveillance mondiale appropriée à différents niveaux, y compris l'identification de nouveaux agents pathogènes, la surveillance de la santé publique (y compris les enquêtes sérologiques) et l'analyse des risques de transmission. [36] La complexité des événements zoonotiques dans le monde suppose une approche multidisciplinaire de la prévention. [36] Le modèle One Health a été proposé comme stratégie mondiale pour aider à prévenir l'émergence de maladies zoonotiques chez l'homme, y compris de nouvelles maladies virales. [36] Le concept One Health vise à promouvoir la santé des animaux, des humains et de l'environnement, à la fois localement et globalement, en favorisant la compréhension et la collaboration entre les praticiens de différentes disciplines interdépendantes, y compris la biologie de la faune, la science vétérinaire, la médecine, l'agriculture, l'écologie , microbiologie, épidémiologie et génie biomédical. [36]

Comme les hôtes sont immunologiquement naïfs à des agents pathogènes qu'ils n'ont jamais rencontrés auparavant, les virus émergents sont souvent extrêmement virulents en termes de capacité à provoquer des maladies. Leur forte virulence est également due à un manque d'adaptation aux nouveaux hôtes. Les virus exercent normalement une forte pression de sélection sur le système immunitaire de leurs hôtes naturels, qui à son tour exerce une forte pression de sélection sur les virus. [37] Cette coévolution signifie que l'hôte naturel est capable de gérer l'infection. Cependant, lorsque le virus passe à un nouvel hôte (par exemple, les humains), le nouvel hôte est incapable de faire face à l'infection en raison d'un manque de coévolution, ce qui entraîne une inadéquation entre les immunoeffecteurs de l'hôte et les immunomodulateurs du virus.

De plus, afin de maximiser la transmission, les virus subissent souvent naturellement une atténuation (c'est-à-dire que la virulence est réduite) afin que les animaux infectés puissent survivre assez longtemps pour infecter d'autres animaux plus efficacement. [38] Cependant, comme l'atténuation prend du temps à atteindre, les nouvelles populations hôtes ne bénéficieront pas initialement de ce phénomène. De plus, comme les virus zoonotiques existent également naturellement dans les réservoirs animaux [10], leur survie ne dépend pas de la transmission entre de nouveaux hôtes, ce qui signifie que les virus émergents ont encore plus de chances de s'atténuer dans le but d'une transmission maximale et qu'ils restent virulents.

Bien que les virus émergents soient fréquemment très virulents, ils sont limités par plusieurs facteurs liés à l'hôte, notamment : l'immunité innée, les anticorps naturels et la spécificité du récepteur. Si l'hôte a déjà été infecté par un agent pathogène similaire au virus émergent, l'hôte peut également bénéficier d'une immunité de protection croisée.

Grippe A Modifier

La grippe est une infection respiratoire hautement contagieuse, qui touche environ 9 % de la population mondiale et cause 300 000 à 500 000 décès par an. [39] [40] Sur la base de leurs protéines de base, les virus de la grippe sont classés en types A, B, C et D. [41] [42] Alors que la grippe A et B peuvent provoquer des épidémies chez l'homme, la grippe A a également un potentiel pandémique et un taux de mutation plus élevé, est donc le plus important pour la santé publique. [42] [43]

Les virus de la grippe A sont en outre classés en sous-types, sur la base des combinaisons des glycoprotéines de surface hémagglutinine (HA) et neuraminidase (NA). Le principal réservoir naturel de la plupart des sous-types de grippe A sont les oiseaux aquatiques sauvages [42] cependant, grâce à une série de mutations, un petit sous-ensemble de ces virus se sont adaptés à l'infection des humains (et d'autres animaux). [44] Un déterminant clé pour savoir si un sous-type particulier de grippe A peut infecter les humains est sa spécificité de liaison. La grippe aviaire A se lie préférentiellement aux récepteurs de surface cellulaire avec un acide sialique terminal 2,3-lié, tandis que la grippe humaine A se lie préférentiellement aux récepteurs de surface cellulaire avec un acide sialique terminal 2,6-lié. Par mutation, certains virus de la grippe aviaire A ont réussi à modifier leur spécificité de liaison de l'acide sialique 2,3- à α2,6-lié. [45] Cependant, afin d'émerger chez l'homme, les virus de la grippe aviaire A doivent également adapter leurs ARN polymérases pour fonctionner dans les cellules de mammifères, [46] ainsi que muter pour la stabilité dans les voies respiratoires acides des humains. [47]

Après adaptation et changement d'hôte, les virus de la grippe A ont le potentiel de provoquer des épidémies et des pandémies chez l'homme. Des changements mineurs dans la structure de l'HA et de la NA (dérive antigénique) se produisent fréquemment, ce qui permet au virus de provoquer des épidémies répétitives (c'est-à-dire la grippe saisonnière) en échappant à la reconnaissance immunitaire. [41] Des changements majeurs dans la structure de HA et NA (changement antigénique), qui sont causés par un réassortiment génétique entre différents sous-types de grippe A (par exemple entre les sous-types humains et animaux), peuvent à la place provoquer de grandes pandémies régionales/mondiales. [41] En raison de l'émergence de souches de grippe A antigéniquement différentes chez l'homme, quatre pandémies se sont produites au cours du seul 20ème siècle. [48]

De plus, bien que les virus de la grippe animale A (par exemple la grippe porcine) soient distincts des virus de la grippe humaine, ils peuvent toujours provoquer une infection zoonotique chez l'homme. Ces infections sont en grande partie acquises à la suite d'un contact direct avec des animaux infectés ou des environnements contaminés, mais ne se traduisent pas par une transmission efficace entre humains, notamment la grippe H5N1 et la grippe H7N9. [42]

SRAS-CoV Modifier

En 2002, une souche hautement pathogène du SRAS-CoV (Coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère) a émergé d'un réservoir zoonotique. Environ 8000 personnes ont été infectées dans le monde, et les taux de mortalité approchaient 50 % ou plus chez les personnes âgées. [49] Comme le SRAS-CoV est le post-symptôme le plus contagieux, l'introduction de mesures de santé publique strictes a effectivement stoppé la pandémie. [49] On pense que l'hôte réservoir naturel du SRAS-CoV est les chauves-souris en fer à cheval, bien que le virus ait également été identifié chez plusieurs petits carnivores (par exemple, les civettes de palmier et les chiens viverrins). On pense que l'émergence du SRAS-CoV a été facilitée par les marchés humides chinois, dans lesquels les civettes positives pour le virus ont agi comme hôtes intermédiaires et ont transmis le SRAS-CoV aux humains (et à d'autres espèces). [49] [50] Cependant, une analyse plus récente suggère que le SRAS-CoV peut être passé directement des chauves-souris aux humains, avec une transmission croisée ultérieure entre les humains et les civettes. [49]

Afin d'infecter les cellules, le SRAS-CoV utilise la glycoprotéine de surface de pointe pour reconnaître et se lier à l'hôte ACE-2, qu'il utilise comme récepteur d'entrée cellulaire [49] le développement de cette caractéristique a été crucial pour permettre au SRAS-CoV de « sauter ' des chauves-souris à d'autres espèces.

MERS-CoV Modifier

Signalé pour la première fois en 2012, le MERS-CoV (Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus) marque la deuxième introduction connue d'un coronavirus hautement pathogène à partir d'un réservoir zoonotique chez l'homme. Le taux de mortalité des cas de ce virus émergent est d'environ 35%, avec 80% de tous les cas signalés par l'Arabie saoudite. [51] Bien que le MERS-CoV provienne probablement des chauves-souris, [52] les chameaux dromadaires ont été impliqués comme hôtes intermédiaires probables. On pense que le MERS-CoV circule chez ces mammifères depuis plus de 20 ans [52] et on pense que de nouvelles pratiques d'élevage de chameaux ont entraîné le débordement du MERS-CoV chez l'homme. [53] Des études ont montré que les humains peuvent être infectés par le MERS-CoV par contact direct ou indirect au sein de dromadaires infectés, alors que la transmission humain-humain est limitée. [51]

Le MERS-CoV gagne l'entrée cellulaire en utilisant une protéine de surface de pointe pour se lier au récepteur de surface DPP4 de l'hôte. Le sous-domaine central de cette protéine de surface de pointe partage des similitudes avec celui du SRAS-CoV, mais son sous-domaine de liaison au récepteur (RBSD) diffère considérablement. [52]

Maladie de la fièvre catarrhale du mouton Modifier

La fièvre catarrhale du mouton est une maladie à transmission vectorielle non contagieuse causée par le virus de la fièvre catarrhale du mouton, qui affecte les espèces de ruminants (en particulier les moutons). [54] Le changement climatique a été impliqué dans l'émergence et la propagation mondiale de cette maladie, en raison de son impact sur la distribution des vecteurs. Le vecteur naturel du virus de la fièvre catarrhale du mouton est le moucheron africain C. imicola, qui se limite normalement à l'Afrique et à l'Asie subtropicale. Cependant, le réchauffement climatique a étendu l'aire de répartition géographique des C. imicola, de sorte qu'il chevauche maintenant un vecteur différent (C. pulcaris ou C. obsolète) avec une aire géographique beaucoup plus au nord. Ce changement a permis au virus de la fièvre catarrhale du mouton de sauter comme vecteur, provoquant ainsi la propagation vers le nord de la fièvre catarrhale du mouton en Europe. [55]


3 défis et 3 opportunités pour les chercheurs pendant la COVID-19

La pandémie de COVID-19 a eu un effet profond sur le monde, et les instituts de recherche ont certainement également ressenti son impact. Pourtant, alors que le coronavirus a posé de nombreux défis à la recherche universitaire, il a également créé des opportunités pour que la recherche s'améliore à l'avenir.

Deux membres du Conseil consultatif de gestion de la recherche Ex Libris – Lorna Thomson, directrice du bureau de recherche de l'Université d'Édimbourg, et Scott Mills, vice-président associé de la recherche à l'Université du Montana – ont récemment partagé leurs réflexions sur la façon dont la pandémie a affecté la recherche communauté. Voici quelques-uns des principaux défis et opportunités qu'ils ont identifiés.

EN SAVOIR PLUS SUR LES INITIATIVES EX LIBRIS COVID-19

Les universités sont devenues plus ouvertes les unes avec les autres et les données sont partagées pour le bien public, ce qui conduit à une méthode de travail plus collaborative.

Défis

La pandémie a éloigné les chercheurs des espaces de laboratoire physiques, retardant les projets de plusieurs mois dans certains cas.

« Nous avons des chercheurs qui n'ont pas pu accéder à un laboratoire depuis plusieurs mois », dit Thomson. Après avoir fermé ses installations en mars, l'institution de Thomson a adopté une approche progressive de la réouverture, à partir de juillet. « Les chercheurs tentent maintenant de rattraper leur retard sur leurs livrables », a-t-elle observé.

La distanciation sociale a augmenté le coût des projets de recherche, obligeant les établissements à faire des choix difficiles.

En tant que professeur de biologie de la faune et directeur du Mills Lab, un groupe de recherche interdisciplinaire axé sur la conservation de la faune, Mills effectue de nombreuses recherches sur le terrain dans les régions éloignées. L'un de ses projets de recherche nécessitait un trajet de 800 milles dans chaque sens pour une équipe de six chercheurs. Normalement, il aurait pu utiliser un seul camion à un coût budgété de 1 500 $ pour ce projet. Cependant, les règles de distanciation sociale ne prévoyaient pas plus d'une personne par véhicule, ce qui signifie que chaque membre de l'équipe avait besoin de son propre camion, ce qui a ajouté 7 500 $ au coût de la recherche. « Nous avons eu beaucoup de recul à ce sujet », a-t-il déclaré.

La pandémie a rendu le paysage du financement de la recherche plus instable.

L'Université d'Édimbourg couvre environ 72 pour cent du coût de la recherche via un financement externe de la recherche, a déclaré Thomson. Cela signifie que près de 30 pour cent du coût de la recherche doit provenir d'autres sources de financement, y compris les frais des étudiants internationaux.

Les frais de scolarité des étudiants internationaux sont une source clé de revenus sur laquelle de nombreuses universités se sont appuyées pour soutenir la recherche. Pourtant, les inscriptions internationales devraient diminuer car moins de personnes voyagent pendant la pandémie. "COVID a révélé la non-durabilité de ce modèle", a-t-elle noté. « Il y a de vraies failles dans le système que les institutions corrigent depuis des années. » De plus, "de nombreuses organisations caritatives ont vu leurs dons chuter de façon spectaculaire", a déclaré Thomson. « La question est de savoir s'ils pourront continuer à financer des projets de recherche ?

Opportunités

La confiance du public dans le travail des chercheurs a augmenté.

Alors que la pandémie a fait des ravages dans les délais de recherche et a soulevé des questions sur les sources de financement possibles, il y a également eu des résultats positifs. "Un grand avantage a été que la confiance du public dans la science et son rôle important dans notre société a augmenté", a déclaré Mills, notant que cette reconnaissance devrait entraîner un investissement public plus important dans la recherche dans les années à venir.

La pandémie a apporté un esprit de collaboration aux institutions de recherche.

La collaboration entre deux ou plusieurs institutions s'enlise souvent dans des discussions sur le propriétaire de la propriété intellectuelle issue des projets de recherche. "Pendant COVID, cela semble avoir presque disparu", a déclaré Thomson. « Les universités sont devenues plus ouvertes les unes avec les autres et les données sont partagées pour le bien public, ce qui conduit à une méthode de travail plus collaborative. Voir le flux de données entre les institutions sans barrières contractuelles ni discussions sur la propriété intellectuelle a été vraiment encourageant. »

COVID-19 donne aux institutions une chance de réimaginer ce qui est possible à l'avenir.

La pandémie a incité les dirigeants universitaires à repenser les structures traditionnelles et à envisager de nouvelles façons de faire les choses qui sont meilleures pour toutes les personnes impliquées. Par exemple, a déclaré Mills, la pandémie a révélé qu'il peut être plus difficile pour les femmes avec de jeunes enfants d'être aussi productives en travaillant à domicile. "Lorsque vous réalisez à quel point différents groupes sont touchés de manière disproportionnée par la pandémie, cela vous amène à réfléchir à l'équité en général et à la manière de surmonter les obstacles structurels dont nous ignorions l'existence avant le virus", a-t-il déclaré.

Les universités ont traditionnellement été lentes à changer, a déclaré Thomson, mais la pandémie a montré qu'un changement rapide est possible lorsque les institutions ressentent un sentiment d'urgence – et il n'y a plus d'excuse pour l'inaction.

Avant COVID, tout mettre en ligne « aurait pris deux ans et de nombreux comités », a-t-elle déclaré. « Nous avons pu le faire en deux semaines.

Elle a conclu : « La pandémie nous donne une chance d'améliorer la façon dont nous répondons aux défis à l'avenir. Nous avons la possibilité de réinitialiser complètement. C'est très attrayant.


Des bactéries infectées par un virus pourraient aider à lutter contre le changement climatique

Alison Buchan, Carolyn W. Fite professeur de microbiologie à l'Université du Tennessee, Knoxville, travaille avec les étudiants de son laboratoire. Crédit : Université du Tennessee, Knoxville.

Les virus ne tuent pas toujours leurs hôtes microbiens. Dans de nombreux cas, ils développent une relation mutuellement bénéfique : le virus s'installe à l'intérieur du microbe et, en retour, confère à son hôte une immunité contre les attaques de virus similaires.

Comprendre cette relation est bénéfique non seulement pour la recherche médicale et les applications pratiques, mais aussi en biologie marine, déclare Alison Buchan, professeure de microbiologie Carolyn W. Fite à l'Université du Tennessee, Knoxville.

"Les microbes marins sont uniquement responsables de la mise en œuvre de processus essentiels à tous les cycles biogéochimiques de la Terre, y compris beaucoup qui jouent un rôle dans le changement climatique", a-t-elle déclaré.

Buchan expliquera certaines de ces interactions le dimanche 17 février, lors de la réunion annuelle de l'American Association for the Advancement of Science à Washington, D.C.

Son exposé, "It's Only Mostly Dead: Dechiffrer les mécanismes sous-jacents aux interactions virus-microbes", fera partie de la session scientifique intitulée Virus, Microbes and Their Entangled Fates.

La fonction d'une communauté microbienne est en grande partie dictée par sa composition : quels microbes sont présents et combien de chacun.

Au sein de la communauté, les bactéries se disputent les ressources. Au cours de ce combat, certaines bactéries produisent des antibiotiques et les utilisent contre d'autres types de bactéries. Ce type d'interaction est connu depuis un certain temps.

Alison Buchan résume ses recherches sur les virus et les microbes avant une présentation pour la conférence AAAS 2019. Crédit : Université du Tennessee, Knoxville

Mais il existe une autre stratégie de combat que des scientifiques comme Buchan envisagent à l'instant : les bactéries pourraient utiliser les virus qui les infectent comme armes contre d'autres types de microbes.

"We have recently discovered that while they are in the process of dying, microbes can produce new viruses that then go to attack their original invader. This is a form of resistance we had not observed before," said Buchan.

This type of competitive interaction, Buchan said, is important for stabilizing the size of microbial populations in marine systems. This balance may be crucial for biogeochemical processes, including many related to climate change.

During Sunday's presentation, Buchan will be sharing the stage with Joshua Weitz, professor or theoretical ecology and quantitative biology at the Georgia Institute of Technology, and Matthew Sullivan, associate professor of microbiology and civil, environmental, and geodetic engineering at the Ohio State University.


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19.3: Viruses - Biology

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A virus is a structure that carries its own genomic material in the form of RNA or DNA to invade and replicate inside a host cell. After a virus binds to surface receptors on the host cell, it enters and rapidly disassembles, un-coding its genetic material. In the case of DNA viruses, the viral DNA directs the host cells replication proteins to synthesize new copies of the viral genome which are then transcribed and translated into viral proteins.

Finally, the host reassembles these viral components into progeny, allowing a single virus particle to produce 1000s more, often leading to death of the host cell.

16.1: What are Viruses?

Aperçu

A virus is a microscopic infectious particle that consists of an RNA or DNA genome enclosed in a protein shell. It is not able to reproduce on its own: it can only make more viruses by entering a cell and using its cellular machinery. When a virus infects a host cell, it removes its protein coat and directs the host&rsquos machinery to transcribe and translate its genetic material. The hijacked cell assembles the replicated components into thousands of viral progeny, which can rupture and kill the host cell. The new viruses then go on to infect more host cells.

Why Study Viruses?

Viruses can infect different types of cells: bacteria, plants, and animals. Viruses that target bacteria, called bacteriophages (or phages), are very abundant. Current research focuses on phage therapy to treat multidrug-resistant bacterial infections in humans. Viruses that infect cultivated plants are also highly studied since epidemics lead to huge crop and economic losses.

Viruses were first discovered in the 19 th century when an economically-important crop, the tobacco plant, was plagued by a mysterious disease&mdashlater identified as Tobacco mosaic virus. Animal viruses are of great importance both in veterinary research and in medical research. Moreover, viruses underlie many human diseases, ranging from the common cold, chickenpox, and herpes, to more dangerous infections like yellow fever, hepatitis, and smallpox.

The Structure of a Virus

Viruses come in a variety of shapes that are specialized in attacking their target cell. The two major components of all viruses are the viral genome and its protective protein coat, known as the capsid. The viral genome is made up of single or double-stranded RNA or DNA, and it encodes the proteins that make up the capsid. Together, the viral genome and the capsid are known as the nucleocapsid.

A unique feature of many eukaryotic viruses is the presence of a phospholipid membrane, known as the envelope that surrounds the capsid. This envelope typically originates from the membranes of previously infected host cells, but can also include viral proteins (called envelope proteins) attached to it. Finally, some animal viruses have a cluster of virus-encoded proteins, the viral tegument, in the space between the envelope and capsid.

Viral Infection

The viral life cycle can be broken into the following five steps: attachment, entry, replication, assembly, and release. The proteins on the surface of the virus help it recognize specific host cells. Some viruses use these surface proteins to bind host cell receptors and initiate internalization by endocytosis, while envelope-coated viruses can directly fuse with the host cell membrane.

Some bacteriophages do not enter the cell they inject their genome (and viral enzymes) into the host cell. Once inside the cell, the virus is uncoated and directs the machinery of the host cell to transcribe and translate its genome. The host cell packages the new copies of the viral genome into viral particles to make progeny. The progeny viruses may be stored in the host cell before release or continually extruded from the cell by budding off from the cell membrane. The viral infection cycle is classified as lytic or lysogenic. In the lytic cycle, the new viruses burst out of the host cell thus killing it. In the lysogenic cycle, the viral DNA is incorporated into the host genome where it lays dormant and is copied each time the host cell replicates.

Yamauchi, Yohei, and Ari Helenius. &ldquoVirus Entry at a Glance.&rdquo J Cell Sci 126, non. 6 (March 15, 2013): 1289&ndash95. [La source]

Lin, Derek M, Britt Koskella, and Henry C Lin. &ldquoPhage Therapy: An Alternative to Antibiotics in the Age of Multi-Drug Resistance.&rdquo World Journal of Gastrointestinal Pharmacology and Therapeutics 8, non. 3 (August 6, 2017): 162&ndash73. [La source]

Nicaise, Valérie. &ldquoCrop Immunity against Viruses: Outcomes and Future Challenges.&rdquo Frontiers in Plant Science 5 (November 21, 2014). [La source]


New coronavirus stable for hours on surfaces

This scanning electron microscope image shows SARS-CoV-2 (yellow)—also known as 2019-nCoV, the virus that causes COVID-19—isolated from a patient in the U.S., emerging from the surface of cells (blue/pink) cultured in the lab. NIAID-RML

The virus that causes coronavirus disease 2019 (COVID-19) is stable for several hours to days in aerosols and on surfaces, according to a new study from National Institutes of Health, CDC, UCLA and Princeton University scientists in Le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre. The scientists found that severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) was detectable in aerosols for up to three hours, up to four hours on copper, up to 24 hours on cardboard and up to two to three days on plastic and stainless steel. The results provide key information about the stability of SARS-CoV-2, which causes COVID-19 disease, and suggests that people may acquire the virus through the air and after touching contaminated objects. The study information was widely shared during the past two weeks after the researchers placed the contents on a preprint server to quickly share their data with colleagues.

The NIH scientists, from the National Institute of Allergy and Infectious Diseases’ Montana facility at Rocky Mountain Laboratories, compared how the environment affects SARS-CoV-2 and SARS-CoV-1, which causes SARS. SARS-CoV-1, like its successor now circulating across the globe, emerged from China and infected more than 8,000 people in 2002 and 2003. SARS-CoV-1 was eradicated by intensive contact tracing and case isolation measures and no cases have been detected since 2004. SARS-CoV-1 is the human coronavirus most closely related to SARS-CoV-2. In the stability study the two viruses behaved similarly, which unfortunately fails to explain why COVID-19 has become a much larger outbreak.

The NIH study attempted to mimic virus being deposited from an infected person onto everyday surfaces in a household or hospital setting, such as through coughing or touching objects. The scientists then investigated how long the virus remained infectious on these surfaces.

The scientists highlighted additional observations from their study:

  • If the viability of the two coronaviruses is similar, why is SARS-CoV-2 resulting in more cases? Emerging evidence suggests that people infected with SARS-CoV-2 might be spreading virus without recognizing, or prior to recognizing, symptoms. This would make disease control measures that were effective against SARS-CoV-1 less effective against its successor.
  • In contrast to SARS-CoV-1, most secondary cases of virus transmission of SARS-CoV-2 appear to be occurring in community settings rather than healthcare settings. However, healthcare settings are also vulnerable to the introduction and spread of SARS-CoV-2, and the stability of SARS-CoV-2 in aerosols and on surfaces likely contributes to transmission of the virus in healthcare settings.

The findings affirm the guidance from public health professionals to use precautions similar to those for influenza and other respiratory viruses to prevent the spread of SARS-CoV-2:

  • Avoid close contact with people who are sick.
  • Avoid touching your eyes, nose, and mouth.
  • Stay home when you are sick.
  • Cover your cough or sneeze with a tissue, then throw the tissue in the trash.
  • Clean and disinfect frequently touched objects and surfaces using a regular household cleaning spray or wipe.

Article

N van Doremalen, et al. Aerosol and surface stability of HCoV-19 (SARS-CoV-2) compared to SARS-CoV-1. Le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre. DOI: 10.1056/NEJMc2004973 (2020).

NIAID Director Anthony S. Fauci, M.D., and Vincent Munster, Ph.D., a principal investigator in NIAID’s Laboratory of Virology, are available to comment on this study.

This media availability describes a basic research finding. Basic research increases our understanding of human behavior and biology, which is foundational to advancing new and better ways to prevent, diagnose, and treat disease. Science is an unpredictable and incremental process— each research advance builds on past discoveries, often in unexpected ways. Most clinical advances would not be possible without the knowledge of fundamental basic research.

NIAID conducts and supports research — at NIH, throughout the United States, and worldwide — to study the causes of infectious and immune-mediated diseases, and to develop better means of preventing, diagnosing and treating these illnesses. News releases, fact sheets and other NIAID-related materials are available on the NIAID website.