Gros plan sur un virus distinct lié au VIH
"Nous nous attendions à une différence par rapport à d'autres virus, mais l'ampleur du phénomène nous a complètement surpris
Presque tout le monde connaît le VIH. Moins de gens connaissent son parent, le HTLV-1. Pourtant, le HTLV-1 peut être à l'origine de maladies graves, dont le cancer. Pour développer des moyens de lutte contre ce virus, il est essentiel de comprendre sa structure. Martin Obr et Florian Schur de l'Institute of Science and Technology Austria (ISTA) et des collègues américains montrent maintenant le virus en gros plan dans un nouvel article, publié dans Nature Structural & Molecular Biology.
Schéma de l'assemblage des particules virales. En haut : HTLV-1. La couche supérieure (bleue) organise le réseau immature. En bas : Autres rétrovirus (p. ex. VIH-1). La couche inférieure (orange) organise le réseau immature.
© Nature Structural & Molecular Biology / Obr et al.
Un gros plan viral. Particules de type virus HTLV-1 avec une vue rapprochée des éléments formant le réseau viral.
© Nature Structural & Molecular Biology / Obr et al.
Martin Obr est sur les nerfs, attendant anxieusement son train pour l'aéroport. Une tempête baptisée "Sabine" se prépare, entraînant la fermeture de tous les transports publics. Il prend son vol de Francfort à Vienne juste à temps.
Obr a passé les derniers jours en Allemagne à analyser méticuleusement ce qu'il appelle "l'échantillon parfait". Cet échantillon l'a aidé, ainsi que Florian Schur de l'Institut autrichien des sciences et technologies (ISTA), à décoder la structure d'un virus appelé HTLV-1 (virus de la leucémie humaine à cellules T de type 1).
En collaboration avec l'université du Minnesota et l'université Cornell, les scientifiques fournissent de nouveaux détails sur l'architecture du virus en utilisant la tomographie par cryo-électrons (Cryo-ET), une méthode permettant d'analyser les structures des biomolécules à haute résolution. Leurs résultats ont été publiés dans Nature Structural & Molecular Biology.
Le cousin du VIH
Obr et Schur se sont croisés pour la première fois alors qu'ils travaillaient sur le VIH-1 (virus de l'immunodéficience humaine de type 1), dans le but de mieux comprendre sa structure. Obr a ensuite rejoint le groupe de recherche de Schur à l'ISTA en tant que postdoc. Ils se sont alors intéressés au HTLV-1, un virus moins connu de la même famille de rétrovirus que le VIH-1, en raison d'une compréhension limitée de son architecture. "Le HTLV-1 est en quelque sorte le cousin négligé du VIH", explique M. Schur. "Sa prévalence est plus faible que celle du VIH-1, mais il existe de nombreux cas dans le monde.
Selon l'Organisation mondiale de la santé, entre 5 et 10 millions de personnes vivent actuellement avec le HTLV-1. Si la plupart des infections restent asymptomatiques, environ 5 % d'entre elles conduisent à des maladies agressives telles que la leucémie/lymphome à cellules T adultes, une forme de cancer dont le pronostic est inférieur à un an.
"En tant qu'agent pathogène humain provoquant des maladies graves, le HTLV-1 devrait être au premier plan de nos recherches pour répondre aux questions concernant ses fonctions et sa structure", ajoute M. Obr.
Le réseau viral
Les scientifiques se sont particulièrement intéressés à la structure de la particule virale, une information restée insaisissable jusqu'à présent. "Lorsqu'un virus est produit, il génère une particule. Cette particule n'est cependant pas encore infectieuse. La particule virale immature doit subir un processus de maturation pour devenir infectieuse", explique Schur.
La particule du HTLV-1 est formée d'un réseau de protéines (éléments constitutifs) disposées en une coquille sphérique. Cette enveloppe remplit une fonction essentielle : elle protège le matériel génétique viral jusqu'à ce que la cellule hôte soit infectée. Mais à quoi ressemble ce réseau en détail, quels sont ses composants clés et diffère-t-il des autres virus ?
"Nous nous attendions à une différence par rapport aux autres virus, mais l'ampleur de cette différence nous a complètement surpris", explique M. Obr.
Un virus unique
L'analyse des scientifiques a révélé que le réseau du HTLV-1 immature est remarquablement différent des autres rétrovirus. Ses éléments constitutifs sont assemblés d'une manière unique et, par conséquent, son architecture globale est différente. En outre, la "colle" qui maintient la construction ensemble est également différente. Dans la plupart des rétrovirus, le treillis se compose d'une couche supérieure et d'une couche inférieure ; en général, la couche inférieure fait office de colle et maintient l'intégrité structurelle, tandis que la couche supérieure définit la forme.
"Dans le cas du HTLV, c'est l'inverse. La couche inférieure ne tient plus qu'à un fil", explique M. Schur.
Naturellement, la question se pose de savoir pourquoi le HTLV-1 a une architecture de réseau si différente. Une explication possible est que le HTLV-1 a un mode de transmission unique. Le HTLV-1 préfère avoir une cellule infectée à côté d'une cellule non infectée pour se propager par contact direct. Le VIH-1, quant à lui, utilise un mode de transmission sans cellule. Il produit des particules qui peuvent se déplacer n'importe où dans la circulation sanguine.
"D'un point de vue évolutif, il était probablement avantageux pour le HTLV-1 de modifier sa structure en treillis pour ce type de transmission. Néanmoins, à ce stade, il ne s'agit que de spéculations. Cela doit être vérifié expérimentalement", poursuit M. Obr.
De nouvelles stratégies de traitement ?
La compréhension de ces détails structurels est une étape cruciale, car l'article pourrait ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre les infections par le HTLV-1.
Il existe différentes façons d'interférer avec l'infectivité des rétrovirus. Par exemple, on peut bloquer le virus mature au stade de l'infection. On peut aussi cibler le virus immature et l'empêcher de mûrir et de devenir infectieux. Comme l'étude des scientifiques détaille l'architecture du virus immature, il est désormais possible de réfléchir à des stratégies pour s'attaquer au virus à ce stade de sa maturation.
"Il existe des types d'inhibiteurs viraux qui perturbent les assemblages en ciblant les éléments constitutifs pour les empêcher de s'assembler. D'autres agissent en déstabilisant le réseau", explique M. Schur. "Les possibilités sont nombreuses.
L'échantillon "glacé" parfait
Malgré l'expérience acquise dans l'analyse de virus de la même famille, tels que le VIH-1, le projet de recherche actuel de l'équipe sur le HTLV-1 a posé des problèmes particuliers. L'"échantillon parfait" d'Obr a marqué un tournant.
Pour des raisons de sécurité, l'échantillon ne contient pas le virus proprement dit. Au lieu de cela, les scientifiques ont produit des particules semblables à celles du virus dans des cultures de cellules de mammifères ou ont généré les éléments constitutifs du virus dans des cultures bactériennes. "Lorsque ces éléments sont placés dans les bonnes conditions, ils s'auto-assemblent en structures qui ressemblent au véritable virus immature", explique Schur. Ces particules non infectieuses sont ensuite rapidement congelées, stockées à -196 °C dans de l'azote liquide, puis imagées à l'aide d'un cryo-microscope électronique (Cryo-EM), un type de microscope qui capture des images à haute résolution jusqu'à un nanomètre.
Mais pouvons-nous être sûrs que les scientifiques observent la réalité ?
Cette question est tout à fait justifiée, comme le fait remarquer M. Obr : "Nos particules semblables à des virus ne sont dépourvues que de quelques enzymes qui les aideraient à mûrir. Il n'y a aucune raison de penser que la particule immature réelle est différente". Cette approche prudente permet toutefois aux chercheurs d'étudier les virus en toute sécurité tout en obtenant des informations inestimables.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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