La mort des colonies d’abeilles revisitée

Capture d’écran 2016-08-24 à 13.53.32.png

On a dit tout et n’importe quoi sur la maladie qui frappe les abeilles et détruit les colonies. Certains sont même allé jusqu’à incriminer le réchauffement climatique global. Les pesticides ont aussi été accusés d’amplifier cette hécatombe, dont en particulier les néonicotinoïdes, en fragilisant les abeilles qui ne peuvent alors plus se défendre contre les attaques des varroas et d’autres pathogènes.

Des centaines d’équipes de zoologistes associés à des biologistes s’affairent pour tenter de trouver une explication rationelle à la maladie des rûches mais pas seulement en se penchant au chevet des abeilles car les bourdons, d’autres importants insectes pollinisateurs utilisés en particulier dans les cultures sous serre, sont aussi affectés par diverses maladies. La complexité de ce problème commence à être décortiquée à l’aide des techniques les plus modernes de la biologie moléculaire, je veux parler du séquençage de l’ADN et des ARNs. Car il est urgent de trouver une solution – si au final on y arrive – pour juguler cette hécatombe dont les retombées économiques sont immenses. Les bienfaits des insectes pollinisateurs et en particulier des abeilles sont évalués mondialement à plus de 175 milliards de dollars par an : il y donc bien une motivation économique qui rend ce problème urgentissime.

En février, lors de la floraison des amandiers en Californie, 60 % des rûches américaines sont transportées par camion dans la San Joaquim Valley. La Californie est le premier producteur mondial d’amandes, plus de 80 % des amandes du monde y sont produites et cet exode temporaire de rûches est le plus grand évènement de pollinisation au monde. Ce gigantesque mouvement de rûchers favorise la fragilisation des abeilles puisque près d’un tiers des colonies ne survivent pas à l’épreuve. L’une des raisons incriminées pour expliquer la mortalité des abeilles est justement une mauvaise gestion des rûches et des essaims par les apiculteurs eux-mêmes. Mais la principale raison de cet état de fait reste encore le varroa.

journal.ppat.1005757.g001.png

Ce qui a intrigué les zoologistes est l’observation suivante : par comparaison aux colonies saines, celles qui montrent des signes de souffrance sont beaucoup plus affectées par des virus, parallèlement à la présence (ou non) de varroa et ceci indépendamment de tous les autres facteurs tels que l’environnement, la présence sur les lieux de butinage de pesticides ou encore de récents transports en camion pour amener les rûches sur les lieux de pollinisation. Il en est de même pour les colonies de bourdons. Les moyens d’investigation modernes de présence d’ADN et d’ARN et leur identification rapide a permis de montrer qu’une multitude de virus étaient responsables de la mort des colonies. Pour ne citer que quelques-uns d’entre eux, il s’agit pour la plupart de virus à ARN simple brin à lecture directe, par opposition aux « rétrovirus » dont la lecture se fait dans le sens 5′ vers 3′. Je passe sur les détails. Il s’agit du virus Israeli de paralysie sévère (IAPV), du virus Kashmir (KBV), du virus déformant les ailes (DWV), du virus Lake Sinai (LSV) mais aussi du virus Kakugo, du varroa destructor virus-1, du virus Sacbrood et enfin d’autres virus qui n’ont pas encore pu être classés taxonomiquement. Ça fait beaucoup et les spécialistes de la question ont tendance à émettre l’hypothèse que tous ces virus pathogènes pour les abeilles, pour beaucoup d’entre eux véhiculés par le varroa, se transmettent d’abeille à abeille par déglutition.

Chez les colonies atteintes par le varroa, la diversité virale est réduite à seulement deux ou trois types de virus, ce qui aurait tendance à montrer que le varroa ne transmet pas tous ces types de virus mais il reste encore à préciser ce point particulier. Les travaux actuels s’orientent vers une meilleure compréhension des mécanismes d’immunité des abeilles vis-à-vis d’une attaque virale. Il semble que le varroa affaiblit le système immunitaire des abeilles selon un processus encore inconnu. Ce qui est d’ors et déjà acquis est une modification du taux de petits ARNs inhibiteurs de la réplication des virus à ARN, l’un des mécanismes de défense des abeilles. La situation est plutôt compliquée par le fait que l’on ne dispose pas d’abeilles mutantes comme dans le cas de la drosophile (la mouche du vinaigre) qui est également susceptible à des attaques virales et chez laquelle il a été possible de préciser le rôle des petits ARNs inhibiteurs double-brin interférant avec la réplication virale. Enfin la production in vitro de ces virus est encore très difficile.

Les travaux de recherche dans le domaine de la mort des colonies d’abeilles s’orientent enfin vers les bactéries normalement présentes dans le tractus digestif des abeilles afin de déterminer l’interaction entre celles-ci et la défense immunitaire des abeilles. Toute une recherche malaisée en perspective, les enjeux économiques la justifient amplement.

Source : Plos pathogens, doi : 10.1371/journal.ppat.1005757

Diagnostiquer à coup sûr la présence d’un virus dans un prélèvement sanguin : l’affaire de quelques heures.

Il y a quelques semaines le Docteur Ian Lipkin, spécialiste des diagnostics à l’école de médecine de l’Université Columbia a eu une grosse surprise. Son laboratoire a reçu un échantillon de sang d’un patient de l’hôpital universitaire pour analyse car les médecins ne comprenaient pas de quelle maladie mystérieuse souffrait ce malade, un genre de fièvre hémorragique. Comme quelques temps auparavant Lipkin avait découvert un nouveau virus apparenté à celui de la polyomyélite à l’aide des techniques d’analyse qu’il avait développé dans son laboratoire et que les symptomes du patient d’alors ressemblaient étrangement à ceux décrits pour ce nouveau patient, il préféra ne pas prendre de risques et effectua l’analyse du sang de ce patient. Il identifia immédiatement le virus comme étant celui de la dengue, une fièvre hémorragique. Une brève enquête révéla que le patient avait séjourné au Viet-Nam quelques mois auparavant. Comme il était sous traitement immunodépresseur pour recevoir une greffe de moëlle osseuse, le virus de la dengue réapparut.

Cette histoire n’aurait aucun intérêt si on ne se penchait pas sur la technologie innovante mise au point par Lipkin. Il a adapté la technique dite PCR (Polymerase Chain Reaction) pour effectuer des diagnostics à haute fréquence. La PCR consiste à amplifier le nombre de copies d’un morceau d’ADN présent dans un échantillon afin d’en déterminer ultérieurement la séquence avec une machine de séquençage automatique Illumina (voir le lien):

Polymerase_chain_reaction.svg

Pour être certain de ce que l’on veut amplifier, il est nécessaire de connaître le petit morceau d’ADN qui sert à amorcer la réaction (DNA primer) et plus ce morceau comporte de bases (A, T, G et C) plus la spécificité de la PCR est élevée. Il existe maintenant des millions d’amorces disponibles commercialement et Lipkin, n’ayant pas froid aux yeux, on peut dire les choses ainsi, a réalisé une gymnastique incroyable en ajoutant dans le milieu réactionnel les amorces – un peu plus de deux millions – correspondant à pas moins de 502 virus pathogènes pour les mammifères dont l’homme. Il a fait le pari que comme les virus ont tendance à muter sans arrêt une amorce suffisamment longue ne s’apariant pas parfaitement avec un acide nucléique pourrait tout de même fonctionner correctement. Passons sur la préparation des échantillons car beaucoup de virus ont un matériel génétique constitué d’ARN qu’il faut transformer en ADN par une opération maintenant routinière et il faut éviter que l’ADN soit malencontreusement détruit par des activités enzymatiques indésirables présentes dans l’échantillon analysé.

Bref, une fois cette amplification par PCR terminée le mélange est analysé dans un séquençeur automatique et le tour est joué. Sans entrer dans les détails complexes de la technique développée par Lipkin la spécificité, les faux-positifs et le traitement des échantillons ont été optimisés ainsi que le logiciel d’analyse des résultats du séquençage pour atteindre des résultats rapides et fiables car souvent, en milieu hospitalier la vie d’un malade peut dépendre de la rapidité d’un diagnostic. Lipkin a appellé sa technologie VirCapSeq-VERT ou plateforme de séquençage de virome de vertébrés, virome signifiant la population de virus rencontrés seulement chez les mammifères. N’importe quel échantillon biologique peut être analysé en toute confiance pour un prix relativement modique de l’ordre de 60 dollars, le système automatisé permettant d’analyser en parallèle jusqu’à 21 échantillons. Belle avancée dans le diagnostic clinique !

Source : http://mbio.asm.org/ Illustration PCR : Wikipedia

http://www.illumina.com/systems/sequencing-platform-comparison.html?sciid=2014107IBN2

Cancer du sein : une origine virale ?

Capture d’écran 2015-09-17 à 17.47.39

Les progrès dans l’identification non équivoque de l’ADN à l’aide des techniques de séquençage actuelles ont ouvert un immense champ d’investigation et parfois il est surprenant d’en découvrir les résultats obtenus. J’avais relaté il y a quelques jours la présence de cellules foetales chez la mère, identification rendue possible par la puissance des machines de séquençage. Tout en restant prudent quant à l’interprétation de résultats scientifiques parfois déroutants mais aussi et souvent non concluants, il faut dans ce genre d’investigation disposer d’outils permettant d’atteindre une spécificité indiscutable, le risque étant que dans le cas contraire on peut raconter n’importe quoi.

Une récente étude parue dans PlosOne et réalisée à l’Université de Berkeley fait un peu froid dans le dos dans la mesure où toutes les précautions ont été prises pour ne pas décrire un simple artefact. Il s’est agi de montrer que sans aucun doute un ADN d’origine virale était retrouvé presque systématiquement dans les cancers du sein.

Il y a peu de virus reconnus pour leurs propriétés oncogènes chez l’homme. Seulement six virus ont été identifiés. Le plus connu est l’HPV (virus du papillome humain) qui est à l’origine de presque la totalité des cancers du col de l’utérus et qui provoque également des cancers de l’anus et certains cancers de l’oropharynx. Le second virus directement lié à l’apparition d’hépatocarcinomes est celui de l’hépatite (types B et C). Celui d’Epstein-Barr provoque le lymphome de Burkitt et des carcinomes du oropharynx. Restent enfin l’HTLV-1 à l’origine de leucémies à cellules T et un sous-type du virus de l’herpès (type 8) qui est lui à l’origine du sarcome de Kaposi que l’on observe que chez les personnes immunodéprimées.

Pour ce qui concerne ces travaux sur les tumeurs mammaires les analyses ont concerné 114 biopsies liées à des tumeurs invasives, 21 à des stades pré-tumoraux (mastectomies dans les deux cas) et 104 biopsies de sujets sains provenant de femmes ayant subi une mammoplastie. Ce ne sont pas les virus énumérés ci-dessus dont la présence a été recherchée dans ce biopsies mais l’ADN d’un virus animal normalement anodin pour l’homme, celui de la leucémie bovine (BLV), très proche de l’HTLV dont on suspectait un éventuel rôle dans l’apparition de cancers du sein par analogie avec un virus présent chez la souris, très proche également de l’HTLV, et qui provoque des tumeurs mammaires. À l’aide d’anticorps dirigés contre la protéine de l’enveloppe du BLV une étude montra en 2003 que dans près de 40 % des tumeurs mammaires humaines on retrouvait la présence de cette protéine sans en tirer de conclusions à l’époque.

On connaît assez bien l’étiologie des tumeurs mammaires. À peine 10 % d’entre elles sont d’origine génétique. Pour le reste on a incriminé l’âge, le passé reproductif des femmes, grossesses ou non, allaitement ou non, l’utilisation de produits hormonaux de substitution ou des contraceptifs, le régime alimentaire, bref mis à part certains traitement hormonaux prescrits après la ménopause et de très rares cas déclenchés par des traitements à l’aide de radiations ionisantes, aucune conclusion claire n’a pu être apportée pour les causes initiales des cancers du sein. Après ces travaux datant de 2003, les progrès qu’a connu la biologie moléculaire ont conduit les biologistes à se pencher à nouveau sur cette présence d’un antigène viral d’origine bovine.

Pour lever toute ambiguité la sonde utilisée pour amplifier l’ADN présent dans les biopsies a été choisie de telle façon qu’il ne puisse pas y avoir de faux-positifs. Les conditions de conservation des biopsies a aussi donné lieu à des vérifications multiples afin de ne pas faire aussi apparaître d’artefacts. La sonde constituée de deux brins d’ADN de 20 bases chacun correspondait à l’oncogène du BLV, une protéine appelée Tax. Cette sonde a été montrée comme ne pouvant s’hybrider avec aucun des rétrovirus oncogènes connus ni avec des virus assez communément présents dans le lait maternel comme les HPV 16 et 18 ou encore le virus d’Epstein-Barr. Bref, toutes les précautions expérimentales ont été prises et le résultat de l’étude parue dans PlosOne (voir le lien) a montré ceci :

Capture d’écran 2015-09-17 à 16.45.47

Ce que l’on peut tout de suite constater est que trois femmes non cancéreuses sur 10 sont porteuses du BLV. Comme les biopsies non cancéreuses provenaient de femmes ayant subi une chirurgie esthétique, auraient-elles ultérieurement développé un cancer du sein. L’étude n’apporte évidemment pas de réponse directe à cette question. On la trouve en constatant que 4 femmes sur dix présentant des lésions précancéreuses étaient porteuses du virus et encore plus alarmant cette proportion atteint 60 % pour les tumeurs cancéreuses.

Le mystère de la présence de ce virus reste entier car la pasteurisation est considérée comme détruisant le BLV. La longue histoire de la promiscuité entre l’homme et le bétail ne date pas d’aujourd’hui. Pendant plusieurs millénaires l’homme a vécu en contact direct avec ces bêtes à corne pour en obtenir le lait, la viande et le cuir. Ce virus aurait pu être transmis à l’homme dans le passé et comme beaucoup de rétrovirus s’intégrer au génome humain et se « réveiller » pour des raisons inconnues, exprimant alors l’oncogène Tax conduisant à l’apparition de tumeurs mammaires. Mais on parle ici au conditionnel. Il reste néanmoins que cette étude est en faveur d’une origine virale d’une majorité de cancers du sein.

Illustrations : Wikipedia et PlosOne

Source : http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0134304#sec005

La peur ancestrale du rat est bien justifiée !

Capture d’écran 2014-10-16 à 21.23.27

On a coutume de dire qu’à Paris, Londres, Bangkok ou New-York … il y a autant de rats que d’habitants et c’est la vérité. Certes les puces des rats ne nous sautent plus dessus pour nous transmettre la peste mais tous ces rats représentent un réel risque sanitaire mal connu du grand public car les médias s’abstiennent de parler de sujets qui dérangent, le climat, la transition énergétique ou l’effondrement du prix du pétrole sont plus payants en terme d’audimat ou de lecteurs assidus. Parler des rats, vous n’y pensez pas ! Et pourtant partout où il y a des hommes il y a des rats et dans certains pays le rat est même un mets de choix. Séjournant au Cameroun il y a quelques années, j’ai réussi après un gros effort mental à manger un morceau de viande de rat de brousse à peine plus gros que la dernière phalange de mon petit doigt, un pays où la chair de cet animal est considérée comme excellente. Mais les rats vivant partout dans les grandes villes sont plutôt repoussants. Des biologistes de l’Université Columbia à New-York ont voulu en savoir plus sur les microorganismes pathogènes que véhiculent les rats de la ville de New-York et ils n’ont pas été déçus, loin de là !

C’est un véritable cauchemar qu’ont découvert ces limiers de la microbiologie avec les moyens modernes d’investigation au niveau de l’ADN que la police utilise de plus en plus pour retrouver d’horribles violeurs de petites filles des années après leur forfait. Pour ces rats new-yorkais il y a vraiment de quoi avoir peur parce qu’ils sont tous porteurs de virus vraiment bizarres transmissibles à l’homme et encore inconnus avant cette étude auxquels il a fallu donner des noms parfois poétiques : Flavivirus, Pestivirus, Pegivirus, Salepovirus Parechovirus ou Hepacivirus dont certains sont retrouvés aussi chez les chauve-souris, l’un des principaux vecteurs soupçonnés du virus de la fièvre d’Ebola. Pire encore, sur les 133 rats capturés et étudiés, 8 d’entre eux étaient porteurs du redoutable Hantavirus dit de Seoul découvert durant la guerre de Corée et qui provoque une fièvre hémorragique aussi mortelle qu’Ebola avec une attaque des reins et des poumons le plus souvent fatale. Pas vraiment de quoi être rassuré. Tous ces nouveaux virus sont potentiellement mortels pour l’homme, c’est bien connu le rat est un commensal de l’homme depuis la nuit des temps et ce n’est pas surprenant puisque le rat est le seul animal avec l’homme à s’entretuer sans raison apparente, « qui se ressemble s’assemble » comme on dit dans les chaumières.

Capture d’écran 2014-10-16 à 20.53.12

Donc, les Londoniens, les Parisiens et bien d’autres citadins vivent en étroit contact avec des réservoirs indicibles de ces animaux nous côtoyant insidieusement et porteurs de toute une panoplie de virus mortels. Pour les bactéries, le tableau est tout aussi sombre puisque les rats charrient des salmonelles, des Clostridium, y compris la bactérie responsable de la peste, mais oui c’est vrai, et bien d’autres bactéries toutes dangereuses pour l’homme avec des conséquences sur la santé dont aucun promeneur avec son chien n’a la moindre notion. Si vous promenez votre chien dans les rues de Paris, de Berlin, Londres, Singapour, Shanghai, Sydney ou Tokyo vous êtes tout simplement en danger de mort ! En effet, tous les virus et autres bactéries qu’hébergent ces rats peuvent être transmis à l’homme par l’intermédiaire de leur animal de compagnie préféré, leur teckel ou leur cocker chéris qui hument les défécations ou encore mieux l’urine des rats et deviennent la meilleure courroie de transmission de ces maladies pour la plupart encore inconnues et contre lesquelles il n’existe aucune parade. Par exemple il y a de bonnes raisons de penser que de nombreuses personnes souffrant de l’hépatite non A non B ont contracté le virus par l’intermédiaire de leur animal de compagnie favori, en l’occurrence leur chien, qui a reniflé les crottes d’un rat porteur (sain) du virus. Trois pour cent de la population est porteuse du virus de l’hépatite C et un cinquième de ces personnes en mourra dans les 20 années qui suivront leur premier contact avec le virus. Le rat new-yorkais a l’air d’affectionner plus particulièrement ce type de virus puisqu’à l’issue de cette étude il est sérieusement envisagé de l’utiliser comme animal de laboratoire pour étudier justement ce dernier agent pathogène pour lequel il n’existe pas d’animal modèle, les résultats avec les chimpanzés comme animaux modèles s’étant avérés décevants. C’est à peu près le seul point positif de cette étude, tous les autres résultats font carrément peur !

Source : mBio ( doi:10.1128/mBio.01933-14. ) en accès libre et Columbia University Mailman School of Public Health news. Illustration : arbre phylogénétique de quelques virus trouvés chez les rats new-yorkais.

Une origine intestinale (et virale ?) de la maladie de Parkinson ?

Lewy_Body_alphaSynuclein

Il ne s’agit que d’un modèle expérimental mais c’est aussi surprenant qu’effrayant d’apprendre que la maladie de Parkinson puisse avoir une origine intestinale induite éventuellement par un virus. Heiko Braak, un physio-pathologiste allemand depuis longtemps impliqué dans l’étude du cerveau humain, a établi notamment une classification des différentes formes évolutives de la maladie d’Alzheimer et il a également proposé une classification des divers stades de la maladie de Parkinson. Récemment (2007) ce même Braak a avancé une hypothèse audacieuse pour expliquer l’origine de ces maladies neuro-dégénératives sus-nommées. Pour Braak, le cerveau est envahi via les nerfs olfactifs et le nerf vague (nerf cranial X), dont les fibres parasympathiques innervent l’intestin, par des métabolites et éventuellement des virus. D’après Braak, les sécrétions nasales avalées arrivent aussi jusqu’à l’intestin et les deux voies d’invasion du cerveau doivent être considérées de concert, que ce soient le nerf cranial X ou les nerfs olfactifs (voir le lien sur ce blog). Ses observations ont montré que dans le cas de la maladie de Parkinson, le centre olfactif du cerveau et les régions du bulbe rachidien commandant les centres moteurs étaient le plus souvent les première régions affectées.

1503_Connections_of_the_Parasympathetic_Nervous_System

Toujours selon Braak ces maladies neuro-dégénératives seraient dues à un virus lent ou encore à l’arrivée via ces nerfs d’une forme anormale d’une protéine, dans le cas des fibres nerveuses parasympathiques, appelée alpha-synucléine très abondante dans les mitochondries des neurones qui perturberait progressivement les dits neurones. Toutes les hypothèses doivent être examinées comme ce fut le cas pour la maladie de la vache folle (Creutzfeldt-Jakob) avec le prion alors qu’on était très loin d’imaginer qu’une protéine mal repliée puisse avoir un effet pathogène.

Pour Braak, l’alpha-synucléine mal conformée, qui constitue un marqueur de la maladie de Parkinson car elle s’accumule dans des inclusions (corps de Lewy, voir l’illustration en début de billet) qui causent la mort des neurones, pourrait acquérir cette mauvaise conformation en raison de la présence éventuelle d’un virus présent dans l’intestin. Soit le virus lui-même soit cette protéine mal conformée remonteraient par un processus très lent jusqu’au cerveau via le nerf cranial X.

Depuis que cette hypothèse a été formulée au début des années 80 personne n’a été vraiment capable de la confirmer jusqu’à des travaux réalisés à l’Université de Lund qui viennent d’être publiés dans le journal Acta Neuropathologica ( DOI: 10.1007/s00401-014-1343-6 ).

Capture d’écran 2014-10-16 à 08.45.44

Cette équipe de neurobiologistes s’est concentrée depuis plusieurs années sur le processus d’envahissement du cerveau par la maladie de Parkinson et elle a montré, ce qui est maintenant acquis, que cette progression est le fait d’un mauvais repliement de l’alpha-synucléine qui « infecte » les neurones de proche en proche à la manière des prions. En utilisant des rats et en injectant dans leur intestin cette protéine sous sa forme « toxique » isolée de cerveaux de malades morts à la suite de la maladie de Parkinson, l’équipe de l’Université de Lund a montré sans ambiguité qu’elle remontait jusqu’au cerveau de proche en proche via les nerfs parasympathiques issus du nerf cranial X pour atteindre les centres moteurs du cerveau (voir l’illustration ci-dessus) en provoquant les symptômes de la maladie dont en particulier les désordres moteurs caractéristiques.

Une direction thérapeutique pourrait donc être d’arriver à stopper l’invasion de cette protéine au cours des communications inter-neuronales. Par contre cette étude ne dit rien de l’hypothèse virale mentionnée par Braak qui pourrait être le point de départ des maladies neuro-dégénératives. Les candidats à l’hypothèse virale tant de la maladie de Parkinson que de la maladie d’Alzheimer sont le cytomégalovirus, apparenté au virus de l’herpès et le virus d’Epstein-Barr également de la même famille. Ces virus sont connus pour « se promener » le long des nerfs. Une direction de recherche avec les modèles utilisés dans le cadre des recherches mentionnées ici serait de tenter de montrer une relation entre ces virus et l’apparition des alpha-synucléines déficientes voire des protéines amyloïdes mal conformées, mais c’est un vaste programme d’investigation. On ne peut donc pas exclure que les maladies de Parkinson et d’Alzheimer puissent être d’origine virale et si tel est le cas, c’est assez effrayant car plus de 70 % de la population est porteuse de l’un et de l’autre de ces virus …

Source : University of Lund Press Releases. Je tiens à la disposition de mes lecteurs l’article mentionné ci-dessus par son DOI. Voir aussi :

https://jacqueshenry.wordpress.com/2014/10/07/si-vous-perdez-lodorat-anosmie-preparez-votre-testament/

Et si on parlait aussi de « l’intelligence » des virus

On vit définitivement dans un monde franchement hostile, non seulement les êtres humains se livrent quotidiennement à leur passe-temps favori consistant à s’entretuer dans la joie, mais les micro-organismes dans lesquels nous baignons littéralement nous veulent aussi du mal et ils ne cessent d’inventer des stratégies pour mieux nous exterminer. Les bactéries ont créé des défenses subtiles contre les antibiotiques pour les détruire et on l’a bien cherché puisqu’on a utilisé ces substances à tors et à travers. Dans le genre, les humains ont créé des missiles anti-missiles, les bactéries ont fait la même chose. Puis non contentes de nous ennuyer, elles ont imaginé une fonction d’adaptation et de tolérance à ces antibiotiques (voir un précédent billet) et les virus s’y mettent aussi en adoptant une autre stratégie encore plus sophistiquée, cette fois-ci de camouflage comme on dissimule un char d’assaut avec un filet ressemblant à du feuillage après avoir compris, comme les bactéries avec les antibiotiques, la stratégie à adopter pour devenir résistants aux anti-viraux.

Normalement la seule défense dont on dispose pour combattre efficacement un virus est notre système immunitaire et on arrive en général à triompher ou parfois à en mourir si on est déjà affaibli du côté des défenses immunitaires pour d’autres raisons. Or il existe des virus qui restent dans notre corps toute notre vie et nous nr disposons d’aucun moyen de défense pour nous en débarrasser. C’est le cas de la famille des cytomégalovirus, un peu mégalos sur les bords puisqu’ils ont inventé un stratagème hautement sophistiqué pour nous tromper et rester bien chaudement dans notre organisme en se rappelant à notre bon souvenir de temps en temps. Cette variété particulière de virus infecte plus de 80 % des êtres humains. Parmi les pathologies dues à cette famille on peut citer pêle-mêle la mononucléose, l’herpès, des rétinites, des pneumonies atypiques, bref malgré le fait que nous exprimions des anticorps contre ce virus on n’arrive jamais à s’en débarrasser une fois qu’on a été infecté et puisque les porteurs sont plus nombreux que les personnes encore indemnes ces dernières ont toutes chances de devenir également infectées. En effet le virus se transmet par la salive, le sang, les larmes, le sperme ou le lait maternel, autant dire qu’il est illusoire de s’en protéger. La question était de savoir comment ce virus parvient à tromper la vigilance de notre système immunitaire qui devient totalement impuissant pour le combattre alors qu’on peut pourtant détecter des anticorps dirigés contre lui. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’on affirme que plus de 80 % de la population est infectée, toutes conditions sociales, de couleur de peau ou de régions du globe confondues par leur séropositivité au cytomégalovirus.

Pour comprendre la suite de ce billet il faut faire un très bref rappel sur la structure de ce virus et une illustration vaut mieux que plusieurs lignes de charabia scientifique :

721px-CMVschema.svg

Il s’agit donc d’un virus comportant une enveloppe qui protège l’espèce de diamant interne (capside) contenant le matériel génétique et cette enveloppe est reconnue par le système immunitaire qui va tenter en vain de s’en débarrasser. Et c’est là que « l’intelligence » du virus intervient. Pour bien comprendre ce que le virus a inventé il faut rappeler brièvement que notre organisme a mis au point un système de reconnaissance à la surface de ses cellules qui est reconnu par les lymphocytes comme n’étant pas étranger et que ni ces lymphocytes, en particulier ceux dits « tueurs » ni les anticorps ne vont attaquer. Ce système est appelé le complexe majeur d’histocompatibilité qui comme son nom l’indique fait que nous sommes compatibles avec nous-même en terme d’immunité. Ce complexe, sans entrer dans les détails, comprend des protéines de surface cellulaire le plus souvent décorées avec des sucres pour améliorer la précision du système de compatibilité extrêmement compliqué mais qui fonctionne tout de même sans encombre à quelques exceptions près comme dans le cas de ce qu’on appelle les maladies auto-immunes, la maladie de Guillain-Barré en est un bon exemple. Le virus ne possède pas les informations génétiques pour coder une quelconque protéine du complexe d’histocompatibilité, mais qu’à cela ne tienne, il a réussi à modifier l’une des protéines de sa propre enveloppe pour leurrer la défense immunitaire de l’organisme. Pour ce faire, le virus a imaginé de produire une protéine qui ressemble à s’y méprendre à l’une de celles du complexe d’histocompatibilité tout en étant totalement différente de celle-ci. Un stratagème proprement incroyable qui fait penser aux petits poissons en plastique qu’utilisent les pêcheurs au bout de leur ligne.

Une équipe de biologiste de la Monash University à Melbourne a voulu en avoir le cœur net et a étudié la structure fine de la protéine virale en question appelée m04. L’élucidation de sa structure spatiale a clairement montré qu’elle ressemble à s’y méprendre à la chaine légère de l’immunoglobuline variable, Ig-V, appelée Fab (2W9D) . Les scientifiques de la Monash U. ont nommé cette protéine virale une « immunoévasine », un truc démentiel qui permet au virus d’échapper à la surveillance des lymphocytes.

L’illustration ci-dessous tirée de la publication montre clairement la ressemblance entre les deux protéines. Elle est tirée du dernier numéro du Journal of Biological Chemistry en accès libre pour les curieux ( DOI: 10.1074/jbc.M114.584128) avec à droite une superposition montrant cette ressemblance.

Capture d’écran 2014-07-08 à 12.02.26

L’organisme est complètement trompé, le virus survit pendant des années sans aucun problème dans l’organisme et parfois, pour des raisons inconnues, il se manifeste comme s’il voulait nous dire qu’il est intelligent et qu’il nous a bien eu avec son stratagème diabolique. Pas du tout à court d’imagination le virus a aussi eu l’idée de modifier toute une série de ses protéines de surface pour être bien certain d’échapper efficacement au système immunitaire qui est très bien organisé pour défendre l’organisme. Il y a d’abord les lymphocytes T qui patrouillent en permanence pour détecter la moindre anomalie de notre organisme. Quand elles détectent une protéine virale à la surface d’une cellule ou encore une cellule cancéreuse, elles la marquent en laissant un signal d’alerte et les lymphocytes tueurs finissent le travail en détruisant la cellule en question et en tuant par la même occasion le virus présent à l’intérieur de celle-ci. Avec cette protéine virale m04 ou immunoévasine, le lymphocyte T ne reconnaît plus rien d’étranger et on peut dire que tout va très bien pour le virus.

L’équipe australienne a exprimé cette protéine par une lignée cellulaire appropriée et réussi à obtenir des micro-cristaux qui ont été analysés à l’aide des radiations lumineuses (rayons X) d’un synchrotron pour en déduire la structure spatiale. Pour les curieux il existe un synchrotron performant près de Gif-sur-Yvette en France très apprécié justement des biologistes ( http://en.wikipedia.org/wiki/SOLEIL) utilisé pour élucider la structure spatiale des protéines.

Sources : Monash University et J. Biol. Chem (voir le DOI)

La controverse du virus de la grippe

800px-H1N1_navbox

Les journalistes toujours en quête d’informations à sensation (le poids des mots, le choc …) se sont accaparé d’une publication parue le 11 juin dans le journal scientifique Cell Host & Microbe qui relate les similitudes entre les six gènes du virus H5N1 avec leurs homologues du virus de la grippe de 1918. Le Guardian, jamais en reste dans le registre de l’alarmisme, titre : « Des scientifiques condamnent la création folle et dangereuse du virus mortel transmissible de la grippe ». Puisque c’est Lord May, ce vieux fossile ancien président de la Royal Society, qui le dit, non seulement on peut mais on doit le croire. La réalité est toute autre car le professeur Yoshihiro Kawaoka, travaillant entre les Universités de Tokyo et de Madison, Wisconsin, n’a pas du tout reconstruit le virus de la grippe dite espagnole mais identifié par génétique inverse à partir des bases de données disponibles quelles étaient les mutations qui différenciaient le virus actuel H5N1 de celui de la pandémie de 1918.

Il faut dire un mot de la génétique inverse car cette approche est utilisée pour réaliser certains vaccins en particulier celui de la grippe. Il s’agit d’étudier les effets sur l’organisme du produit d’un gène après modifications ponctuelles de ce dernier, artificiellement ou telles que ces modifications ont été observées par analyse de séquences. Dans le cas de la grippe il s’agit des séquences d’ARN. La confection du vaccin annuel de la grippe s’effectue ainsi :

Capture d’écran 2014-06-13 à 07.28.55

En réalisant des études dans un laboratoire de biologie de haute sécurité classé P4 celles-ci ont eu pour seul but de déterminer quelle pouvait être la tendance dans l’évolution à venir du virus. Ce qui a été montré ce sont de très discrètes mutations sur les produits de 8 des 11 gènes que comporte le virus qui accroissent la virulence, la vitesse de réplication du virus et ses modes d’infection. L’étude n’avait pas pour but de reconstruire le virus de 1918 ou de le disséminer mais au contraire d’affiner et d’orienter les travaux futurs tant au niveau de la mise au point des vaccins que de l’amélioration des molécules antivirales.

Kawaoka prévient tout de même qu’il y a un pool génétique naturel susceptible d’aboutir à un événement pandémique et qu’il faut y être préparé. C’est la raison pour laquelle le virus construit en laboratoire n’est pas celui de 1918 puisqu’il diffère de ce dernier de 3 % ! Pour un journaliste ce n’est rien du tout, donc les deux virus sont quasiment identiques, mais en termes de biologie et surtout de virulence quelques mutations suffisent à inactiver totalement par exemple l’hémagglutinine et le virus devient alors inoffensif. A contrario la virulence dépend aussi de l’efficacité de l’équipement enzymatique qui convertit l’ARN du virus, son support génétique, en ARN messager susceptible d’être capable de dévier le métabolisme de la cellule hôte pour initier la réplication. Et la virulence est le résultat de l’ensemble de ces facteurs. Ce que Kawaoka a pu déterminer avec son équipe c’est le nombre de mutations nécessaires pour que le virus actuel devienne aussi dangereux que celui de 1918 et là où ce travail pourrait faire peur c’est le résultat de ses travaux : sept mutations réparties sur trois gènes feraient que le virus actuel pourrait devenir aussi dangereux que celui de 1918. Comme le virus de la grippe est un virus à ARN la fréquence de mutation est beaucoup plus élevée que chez les virus à ADN alors la probabilité de voir émerger un HxNy meurtrier est loin d’être nulle.

Cependant la même étude a montré que le vaccin contre la souche H1N1 de 2009 est efficace contre ce virus artificiellement construit en laboratoire. Il y a donc tout lieu d’espérer que toutes les personnes vaccinées alors et celles qui ont été en contact avec cette souche pourraient se trouver protégées contre une nouvelle pandémie de type 1918. Enfin, cette étude a permis d’éclairer le mécanisme de transmission par voie orale étudiée chez le furet. En conclusion l’alarmisme des journalistes est plutôt mal venu car cette étude est une contribution importante pour la lutte contre le virus de la grippe et sa prévention.

Source : University of Wisconsin at Madison News, illustrations : génétique inverse NIH via Wikipedia et DOI: 10.1016/j.chom.2014.05.006

et pour mémoire : https://jacqueshenry.wordpress.com/2014/05/03/la-grippe-espagnole/