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SIDA et HIV : un exemple de RÉTROVIRUS 
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au vendredi 18 octobre 2002

Quelques statistiques

1. La maladie

C'est le 5 juin 1981, aux États Unis, que furent mis en évidence (publiés), au CDC d'Atlanta, les premiers cas de cette maladie nouvelle et mortelle. Le premier portrait robot que l'on trace du malade est celui d'hommes blancs, jeunes et homosexuels mourant :

Rapidement on montre que la maladie attaque aussi :

On constate que la maladie s'attaque aux hommes bisexuels, à certains groupes ethniques particuliers (jamaïquins), ainsi qu'aux femmes et aux enfants qu'elles portent.

Tous les malades présentent une immunodéficience avec notamment une quasi disparition de cellules à rôle central dans l'immunité les lymphocytes T CD4 (et de quelques autres cellules ayant le récepteur CD4). L'absence de ces lymphocytes provoque un effondrement complet des défenses immunitaires. Incapables de lutter, le sujet malade succombe à une infection opportuniste causée par :

La maladie est alors appelée SIDA (= Syndrome d'immunodéficience acquise (donc non héréditaire)) ou en anglais AIDS.

L'immunodéficience n'est pas la seule manifestation de la présence du virus. En effet il est établi que le virus HIV (human immunodeficiency virus) est associé à certaines maladies du système nerveux central se manifestant par des lésions responsables de dépression, démence...

Une autre manifestation est le sarcome de Kaposi qui détermine des lésions cutanées de couleur brun-violet infiltrées dans le derme. Ce cancer pourrait être du à un Herpès virus 8 qui serait "aidé" par le HIV, peut être à cause de l'immunodépression.

Enfin, des études rétrospectives, basées sur la recherche de RNA viral dans des sérums conservés par congélation, montrent que le HIV était présent en 1959 en Afrique (Kinshasa) chez un patient prélevé, a priori non malade du SIDA... On estime les premiers cas apparus entre 1920 et 1940. Quelques cas sporadiques sont documentés : un marin norvégien contamine sa femme et sa fille en 1966, un adolescent noir meurt du sida en 1968 aux USA. Par contre, l'épidémie africaine semble contemporaine de l'épidémie américaine : il est probable que la transmission soit liée au "réseau homosexuel transcontinental". Elle a pu être propagée rapidement dans ce continent par les transfusions sanguines et les vaccinations réalisées avec des matériels contaminés (réutilisation des aiguilles). (voir le Monde du 5 février 2000)

Remarque : notion d'individu séropositif = c'est un individu porteur d'anticorps anti HIV. Il peut être malade mais peut aussi être "porteur asymptomatique" ou en "Pré-SIDA" c'est à dire posséder le virus sans que les troubles caractéristiques de la maladie soient encore apparus.

2. le virus

Le HIV a été isolé par Luc MONTAGNIER, Jean Claude CHERMANN, F. BARRÉ-SINOUSSI en janvier (août ?) 1983.

Il se présente sous forme de particules sphériques d'un diamètre de 80 à 100 nm, enveloppées enfermant un noyau central contenant la nucléocapside. On peut voir les particules bourgeonnantes sur les photographies suivantes :

   

 

extrait de Laborama revue de Diagnostics Pasteur(septembre 1985) 

 

1A : bourgeonnement du virus à la surface d'un lymphocyte T4 

 

1B : une particule virale en cours de maturation 

Il contient deux molécules de RNA identiques de 9,2 kbases.

L'étude des protéines fabriquées par le virus a été conduite notamment par des techniques électrophorétiques :

 

 extrait de Laborama revue de Diagnostics Pasteur 

(septembre 1985) 

 

Le virus LAV (= HIV) est analysé par électrophorèse sur gel de polyacrylamide à 12 %, après avoir été concentré et purifié. 

Ligne a : le virus a été marqué par un mélange d'aminoacides marqués au 14C. Toutes les protéines sont marquées. 

Ligne b : le virus a été marqué par de la glucosamine marqués au 14C. Ce sont donc les glycoprotéines (gp) qui sont ainsi séparées. 

Ligne m : marqueurs de masse molaire connue exprimée en kg/mol ou kDa. 

L'ensemble des résultats permet d'établir le modèle suivant de virus.

 

Le génome du RNA viral, de 9600 nucléotides, est constitué d'au moins 3 régions appelées gag , pol et env qui codent respectivement pour

  • gag : les Ag de la nucléocapside (trois protéines p25, p18, P13, dérivés du gène gag par un précurseur commun),
  • pol : pour la transcriptase inverse (DNA polymérase RNA dépendante) et pour la protéase et l'intégrase
  • env : les protéines de surface du virion (glycoprotéine gp120 dérivé du gène env et provenant d'un précurseur plus important et gp 41. La gp 41 est transmembranaire et la gp120 est fixée chimiquement à elle. Bien que sa fonction de reconnaissance du CD4 soit essentielle pour l'infection virale, la gp120 possède cinq zones hypervariables, c'est à dire dont les séquences en acides aminés sont très différentes d'un clone de virus à un autre clone ).

Les autres gènes sont :

  • tat : activateur puissant de la transcription, le produit de latranscription étant lui même en cause dans l'activation d'un certain nombre de virus le plus souvent carcinogènes (Kaposi, papillomavirus des cancers cervicaux ou anorectaux)
  • ltr : région du promoteur,
  • nef : responsable de l'internalisation du CD4, provoquant la perte de la fonction immunitaire du lymphocyte. Les virus ne produisant pas nef sont observés chez les " non progresseurs ", individus infectés mais n'atteignant pas le stade SIDA.

Bilan des rapports entre le génôme et les protéines

Il existe deux variants de HIV majeurs (et de nombreuses souches) :
HIV 1 et HIV2 (ce dernier semble moins pathogène et moins transmissible que HIV1)

3. le cycle de multiplication

3.1. Étape : fixation sur la cellule cible (adsorption) - pénétration - décapsidation

Le HIV se fixe sur un récepteur membranaire le CD4 (récepteur des Ag du CMH II) par une glycoprotéine dite gp 120. Il lui faut l'aide d'un 2° récepteur le CCR5 pour la suite des événements. 

Pénétration classique par fusion de membrane. 

Décapsidation et libération de complexe RNA viral simple brin - Transcriptase réverse-Endonucléase 

3.2. Étape : synthèse de DNA

La Transcriptase réverse permet la synthèse d'une molécule de DNA viral bicaténaire circulaire qui migre vers le noyau. 

Il semblerait que l'enzyme recopie un des deux RNA puis continue sur le deuxième de façon à posséder des extrémités assurant la circularisation nécessaire à l'intégration.

Ce DNA s'intègre dans le DNA cellulaire en un site bien précis, uniquement semble-t-il si la cellule entre en multiplication. Le DNA viral persisterait sans intégration durant quelques jours ? 

3.3. Étape :

Deux possibilités : 

  • le DNA viral ne s'exprime pas : État latent. 
  • expression du DNA viral sous l'action de facteurs inconnus: 
    • transcription en RNA messagers puis traduction en protéines virales 
    • transcription en RNA génome 
    • assemblage des particules virales 
    • libération par bourgeonnement au niveau de la membrane plasmique du lymphocyte et libération 

Le reproduction du génome se fait donc DNA intégré contrairement au virus de HBV.

 

  

3.4. Évolution du virus et d'autres paramètres chez les malades :

Chez le malade on peut observer les évolutions suivantes de différents paramètres, la date 0 fixant le contage (le rapport infectant) :

On peut constater dans un premier temps une très forte multiplication virale accompagnée d'une chute des LT CD4. Puis assez rapidement, l'infection est contrôlée puisque le virus chute et les LT CD4 remontent à la normale. La réaction immunitaire semble donc protectrice avec l'installation d'un fort taux d'anticorps anti HIV qui se maintient très longtemps.
Mais progressivement le taux de LT CD4 diminue traduisant l'attaque sournoise du virus qui remonte doucement. Le chute des Ac marque le début de l'immunodépression liée à la mort des LT CD4 : l'individu pourrait être séronégatif. La pahse SIDA montre une reproduction virale intense avec quasi disparition des LT CD4 et des Ac : la mort entraine le malade, en général par des infections opportunistes.

L'évolution de l'infection selon les patients est toutefois variable : le cas général décrit ci-dessus peut être soit avec une charge virale restant importante et une durée raccourcie entre contage et sida, ou au contraire une très longue période avec un peu de virus mais sans sida.

 
Évolution typique
Évolution rapide
Pas d'Évolution ou Évolution lente 
 

On peut émettre deux hypothèses à la chute des LT CD4 : destruction par le virus, mais aussi chute de la production. Or on constate que la durée de vie de ces cellules est diminuées (de 90 jours elle passe à 30).

Sur de longues périodes il est difficile d'apprécier l'effet de réinfections.

L'analyse génétique du virus montre de très nombreuses souches qui n'ont peut être pas la même virulence.

3.5. Persistance du virus :

Les études actuelles montrent que le HIV persiste dans l'organisme malgré les traitements et malgré leur efficacité. Les cellules concernées sont probablement des LT CD4 mémoire, dont la demie-vie est de 43 mois (Le Monde 28 avril 1999).

4. la maladie et son épidémiologie

4.1. Les modes de transmission

Il est établi que le SIDA n'est pas transmis par l'eau, les aliments ou les piqûres d'insectes (moustiques en particulier).

Le virus du SIDA est transmis selon quatre modes majeurs par le sang (ou ses dérivés) ou/et les sécrétions sexuelles :

  • par transmission sexuelle (le sida est une MST)
  • par transfusion sanguine et injection d'extraits sanguins
  • par échange par les drogués d'aiguilles et d'accessoires contaminés par le sang
  • par contamination du foetus ou du nouveau-né par la mère infectée essentiellement par la contamination lors de l'accouchement par les voies naturelles (contamination par les microtransferts de sang mère-enfant ou par les sécrétions de la mère) et l'allaitement. Seuls 20% des enfants de mères séropositives sont contaminées.
    En France le nombre de cas de transmission : 222 avant 1990, 27 en 1996, 9 en 1997, 0 au premier semestre 1998. Cette situation est liée au dépistage (95 %) et aux traitements. (Le Monde 15-16 août 1999)

Aussi :

  • les contacts de la vie courante ne transmettent absolument pas le SIDA
  • donner son sang ne peut en aucun cas transmettre le SIDA, le matériel utilisé pour prélever le sang étant stérile et jeté après utilisation.
  • les moustiques ne transmettent pas le HIV

Le SIDA est une maladie transmissible mais non directement contagieuse.

4.2. le diagnostic

Il repose sur deux méthodes :

  • l'isolement des virus par cultures de lymphocytes T sanguins ou ganglionnaires (les L. T sont la cible du virus) . Il est utilisé pour le diagnostic des enfants nés d'une mère HIV+ puisque les Ac peuvent être d'origine maternelle.
  • la détection des anticorps antiviraux (sérologie)

a. l'isolement des virus HIV

Il est réservé à des laboratoires spécialisés dotés de moyens importants et de mesures de sécurité majeures. Il ne peut s'agir dans l'immédiat de techniques de routine.

Diverses publications font mention de la présence de particules virales dans le plasma, le sérum, le sperme, les sécrétions endocervicales féminines pour les sujets séropositifs. Toutes ces études prouvent que le virus HIV est transmissible par le sang et ses dérivés et les sécrétions génitales masculines et féminines.

b. la détection des anticorps anti Ag d'enveloppe de HIV 1 et 2 (test de première intention)

On les rencontre dans le sérum des patients infectés car les protéines virales provoquent la formation d'Anticorps (Ac) sériques.
C'est la seule méthode de diagnostic pouvant être utilisée en routine.
On utilise pour ce dépistage essentiellement des méthodes ELISA avec ou sans compétition.

Exemples :

- savonnettes ABOTT (utilisées pour d'autres tests, en particulier de grossesse)

 
 

 

 Les deux barres de la savonnette sont recouvertes : 
  • l'horizontale d'Ig de lapin anti IgG humaines 
  • la verticale d'Ag de HIV (gp41 de HIV1 et 2, p24 du core) 

Les étapes : 

  • addition du sérum : les Ig anti HIV se fixent sur la verticale et toutes les Ig sur l'horizontale
  • lavage 
  • addition du conjugué c'est à dire d'Ig marqué à la peroxydase anti Ig humaines 
  • lavage 
  • addition du chromogène puis de la solution d'arrêt. 

L'interprétation est simple: - = - + = + !!! 
 

- WellcomeZyme anti-HIV Monoclonal recombinant

 
Dans les puits de la microplaque sont fixées des Ig anti p24 d'HIV sur lesquels sont fixées des Ag HIV. 

On ajoute le sérum du malade et une Ig anti HIV marquée à la Peroxydase. Les Ig anti HIV du sérum et les Ig anti HIV marquées sont en compétition pour se fixer sur les épitopes d'Ag HIV différents de l'épitope de l'Ig de fixation. . 

L'addition du chomogène permet de montrer si les Ig marquées se sont fixées. 

Si elles sont fixées la coloration apparait et le résultat est négatif. 

Si elles ne se sont pas fixées alors ce sont les Ig du malade qui se sont fixées et le résultat est positif... 
 

Ce sont des méthodes simples, sensibles, spécifiques, rapides, destinées au dépistage des grandes séries de prélèvement.

Mais comme il existe quelques rares faux positifs, tout résultat positif devra être confirmé par une méthode plus spécifique mais plus coûteuse et réservée à des laboratoires spécialisés (Western Blot)

c. la détection d'Ac plus spécifiques d'enveloppe par immunoempreinte ou Western blot (test de confirmation)

On utilise la technique du Western Blot.

  • sur une bande d'électrophorèse est réalisée la migration de protéines du HIV cultivé in vitro
  • par un transfert électrique, les protéines sont placées sur une bande de nitrocellulose
  • le sérum du patient est mis en contact avec la bande
  • la bande est colorée

On détecte ainsi les Ac dirigés contre les protéines virales avec une bien meilleure précision que le test global.

Remarques :

1. La présence d'Ac anti HIV prouve que le sujet a été en contact immunisant avec le virus mais il n'est pas possible de dire s'il développera ou non un jour le SIDA.

2. Après contamination les Ac anti HIV apparaissent en 2 à 12 semaines, parfois plus lentement (1 an)

Il n'est pas possible de déterminer par les examens sérologiques si le sujet est contagieux. Mais il faut néanmoins l'informer d'une contagiosité éventuelle et lui rappeler les mesures prophylactiques qu'il doit respecter vis à vis de ses partenaires sexuels. De plus, des tests sérologiques ont un grand intérêt dans les Centres de Transfusion sanguine pour dépister les donneurs de sang séropositifs et écarter ces sujets qui représentent un danger potentiel de contamination.

d. la mesure de la concentration virale par amplification génique

Les techniques d'amplification génique (par PCR par ex) se sont développées afin d'apprécier la charge virale dans le plasma. Elles permettent une détection très précoce, très utile dans les milieux du film X où la preuve de la non contamination rassure les acteurs et les actrices !

Ces techniques permettent de détecter une charge supérieure à 200 copies par mL en 1999.

4.3. la prévention

La Médecine est encore très dépourvue contre les infections virales puisqu'il n'existe pratiquement pas de médicaments antiviraux car il est difficile de bloquer l'activité du virus sans bloquer le fonctionnement des cellules de l'organisme hôte.

La prévention est donc fondamentale pour limiter la propagation du SIDA.

4.3.1. Prévention de la transmission par la voie sanguine

hygiène

Comme en dehors de l'organisme, les virus HIV sont très fragiles et facilement détruits par le chauffage à 56°C pendant 30 minutes ou un contact de 10 min. avec l'eau de Javel (hypochlorite) à 0,1 %, l'éthanol à 50 %, le glutaraldéhyde à 1 %, le méthanal (formol) à 0,5 %, il suffit pour éviter de se contaminer de :

  • de désinfecter les mains après tout examen clinique
  • porter des gants pour manipuler sang, sécrétions et excrétions du malade
  • désinfecter les récipients ayant contenu selle, crachats, urines d'une patient HIV+ avec de l'eau de Javel par ex.
  • préférer l'utilisation du matériel à usage unique
  • déposer tout instrument ou objet à usage multiple utilisé pour manipuler le sang dans eau de Javel, éthanol, puis le nettoyer et si possible le stériliser.
  • désinfecter à l'éthanol à 50 % pendant au moins une minute toute lésion cutanée (blessure, piqûre) contractée auprès d'un sujet HIV + ou non.

Par contre, le linge et les couverts de patients atteints du SIDA suivent le même circuit que ceux des autres patients.

dépistage dans le sang et les produits dérivés

Le dépistage systématique des Ac anti HIV sur les dons de sang est effectué en France depuis août 1985 ce qui diminue considérablement le risque de transmission mais ne l'annule pas complètement en raison de la longue période de séronégativité qui suit la contamination. Le chauffage des fractions sanguines utilisées, quand il est possible, limite encore le risque.

Les Centres de Transfusion évitent enfin de prélever du sang chez les personnes à risque (prisons, collectes de rue...). Ces mêmes personnes doivent éviter de donner.

On essaie de trouver des produits de substitution du sang en particulier par voie de synthèse biotechnologique pour des facteurs de coagulation. On limite au maximum les transfusions et le recours aux dérivés.

drogues par voie intraveineuse

Il est essentiel que les personnes consommant des drogues actives par voie intraveineuse renoncent à l'échange entre elles du matériel d'injection et utilisent des seringues et aiguilles stériles. Les pailles utilisées pour la cocaïne peuvent transmettre, en cas d'échange, du sang provenant de la muqueuse nasale abîmée par la paille.

Remarque : les sujets séropositifs ne doivent pas partager leur brosse à dents, leur rasoir ou tout autre objet susceptible d'être contaminé par leur sang.

On n'oubliera pas la grande polémique en France sur la contamination importante par le sida des hémophiles et des transfusés. La particularité française reposait sur l'importance du nombre des transfusions réalisées et sur la collecte à risque. D'autres pays voisins n'ont pas eu cette même catastrophe humaine, malgré l'absence de test sanguin de dépistage avant 1985. La réorganisation de l'utilisation du sang a conduit à une forte diminution de son utilisation, preuve que l'économie était possible, et au contrôle des donneurs permettant d'exclure les personnes à risuqe et en premier lieu les prisonniers, souvent toxicomanes par voie intraveineuse.

4.3.2. Prévention de la transmission par la voie sexuelle (le péril sexuel)

À lire aussi les déclarations de Bush junior et de son administration !

Les recommandations essentielles sont :

Par contre les virus HIV ne sont pas transmis au cours des actes de la vie quotidienne et ne sont pas contaminants en dehors des relations sexuelles et du contact sanguin.

4.3.3. Prévention de la transmission mère-enfant

Elle intéresse les femmes séropositives et celles faisant partie de groupes à risque :

  • toxicomanes par voie intraveineuse
  • prostituées
  • femmes originaires des pays où l'endémie est importante (en particulier les pays africains)
  • partenaires sexuelles d'hommes originaires de ces mêmes pays, de toxicomanes, de bisexuels, d'hémophiles.

Les virus HIV sont transmis par une mère infectée à son enfant dans un cas sur 2 (ou 20% en France). Il semble que HCG ait un rôle bénéfique. Trois possibilités pour cette transmission :

  • pendant la grossesse par passage du virus au travers du placenta. Très rare
  • à la naissance par contamination vaginale lors de l'accouchement. Fréquent.
  • ou après par contamination par la lait lors de l'allaitement. Fréquent.

D'autre part, la grossesse favorise chez la mère séropositive le déclenchement de la maladie SIDA.

La prévention comporte donc :

  • l'information de la mère sur les risques encourues par elle pendant le grossesse et par les risques encourus par l'enfant.
  • le dépistage sérologique des femmes à risques si elles souhaitent une grossesse ou si elles sont enceintes.
  • un traitement avant l'accouchement. En Afrique on peut proposer un traitement "minute" à la néviparine. Des essais restent en cours (voir le Monde 29 septembre 1999)

On recommande donc :

  • d'interrompre la grossesse pendant les deux premiers trimestres
  • de surveiller attentivement au cours du troisième trimestre la fin de la grossesse et de prévoir un accouchement par césarienne si les conditions sanitaires le permettent avec perfusion d'AZT. Puis le bébé est traité à l'AZT pendant 6 semaines.

Des études sont entreprises de traitement des femmes enceintes séropositives avec des antiviraux.

4.4. Les stratégies thérapeutiques

Elles s'orientent dans deux directions principales :

- Thérapeutique antivirale

Elle a pour but d'empêcher l'une des étapes du cycle :

  • Inhibition de l'interaction virus/cellule en:
    • empêchant la liaison VIH/récepteur CD4 ( CD4 soluble = leurre pour le virus , peptide T = analogue de la Gp110 ....)
  • Inhibition de la transcriptase réverse par des analogues des nucléosides comme l'AZT depuis 1987, et ses dérivés ddI , ddC, puis des dérivés non nucléosidiques comme la néviparine et éfavirenz.
  • Inhibition de la synthèse des ARN messagers viraux ( oligonucléotides anti-sens s'hybridant à des gènes de régulation empêchant ainsi l'expression de divers gènes .
  • Inhibition de la maturation des protéines virales.

    Il s'agit en fait de la coupure de la protéine produite en trois protéines : elle nécessite des protéases qui sont atteintes par les antiprotéases de création récente.

On utilise depuis 1996 une trithérapie efficace (antiprotéases et deux anti-transciptase réverse) mais dont ses effets secondaires sont pénibles pour les patients tout en leur assurant une autre qualité de vie. La réduction de la concentration en HIV n'empèche pas son maintien dans le corps et très certainement la contagiosité. En France, on estime à 6 % le nombre d'échecs thérapeutiques, soit environ 2000 personnes (une charge virale supérieure à 5000 copies par mL est suspecte, et à 30000 copies par mL avec un taux de CD4 inférieur à 200 000 par mL l'échec est patent).
Ces échecs sont bien sûr lié à des mutants polyrésistants qui apparaissent d'autant plus facilement que l'observance des thérapeutiques est mal respectée par le patient. Il est possible, par phénotypage ou génotypage, de détecter les résitances. (voir Le Monde du 7-8 avril 2002)

- Restauration des fonctions immunitaires ???????
Il s'agit de l'utilisation de cytokines immuno-stimulantes ( interféron a , g , interleukine 2 , GM-CSF ) .

AZT = 3'-azido-3'deoxythymidine

5. les autres rétrovirus

Cette famille, définie par la présence de la transcriptase-réverse et le RNA de leur génome, est divisée en 3 sous-groupes :

À l'inverse des oncovirus ils vont détruire les cellules qu'ils infectent .
Ils sont responsables de pathologie chronique à évolution lente au niveau des poumons , des articulations, du système nerveux central , de l'immunité .....

Conclusions

 

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