Biologie des Flavivirus

a) Structure du virion

Les virions des Flavivirus possèdent une forme sphérique avec un diamètre de 40 à 60 . Ils so t o stitu s d’u si ple i d’ARN à pola ité positive, protégé par une capside et d’u e i ou he lipidi ue da s la uelle deu p ot i es d’e eloppe so t i luses (figure 4) (Simmonds et al., 2017)

Virus de la Fièvre jaune (YFV)

Virus Spondweni

Virus Zika (ZIKV) Vi us de l’e phalite japonaise (JEV) Virus du Nil Occidental (WNV) Virus du récif de saumarez (SREV) Vi us de l’e phalite à tiques (TBEV) Complexe Dengue Complexe Fièvre jaune Complexe Encéphalite japonaise Complexe Spondweni Tiques de mammifères Tiques d’oiseau Moustiques Flavivirus Vecteurs connus Vecteurs inconnus Tiques

Virus de la Dengue 1 (DENV1)

Virus de la Dengue 2 (DENV2)

Virus de la Dengue 3 (DENV3)

Virus de la Dengue 4 (DENV4)

N on n eur otro p es N eur otro p es Virus Modoc (MODV)

Figure 4 : Structu e d’u e pa ti ule vi ale de Flavivirus (Heinz and Stiasny, 2012)

prM : précurseur de la protéine de membrane ; E p ot i e d’e eloppe ; M : protéine de membrane ; C : capside.

La apside est o pos e de a ides a i s, elle est i pli u e da s l’empaquetage du génome viral et la formation du noyau nucléocapsidique (Mukhopadhyay et al., 2005). Les p ot i es d’e eloppe p M et E so t des gl op ot i es poss da t deux hélices transmembranaires. Les protéines prM sont présentes sur les virions immatures, et interviennent comme chaperonnes da s le eplie e t et l’asse lage des p ot i es E (Lorenz et al., 2002). Elles sont ensuite clivées pendant la maturation afin de donner des virions matures constitués des protéines M et E.

Les dimères de protéines E possèdent un (des) site(s) de liaison au récepteur cellulaire et un peptide de fusio , pe etta t ai si l’e t e des i io s dans la cellule hôte (Lorenz et al., 2002; Mukhopadhyay et al., 2005).

b) Le génome viral

Le génome des Flavivirus est o pos d’u si ple i d’ARN à pola it positi e d’e i o , -11 kb. Il possède un seul cadre de lecture ouvert ou ORF (Open Reading Frame) d li it pa des e t it s ’ et ’ o oda te. Ces de i es fo e t des st u tu es secondaires nécessaires à la réplication et à la traduction.

L’ARN i al est t aduit e u seul pol peptide qui, une fois clivé par différentes protéases, donne dix protéines :

- trois protéines structurales : la p ot i e de apside C , la p ot i e d’e eloppe E et la protéine de membrane (M) ;

- sept protéines non structurales : NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B et NS5 (figure 5).

Capside (C) Membrane

lipidique

Figure 5 : Organisation du génome d’u Flavivirus

La traduction est permise grâce à la p se e d’u e oiffe à l’e t it ’ (Simmonds et al., 2017). L’e t it ’ e poss de pas de ueue poly(A) mais forme une structure en ou le, o duisa t à la fo atio d’u ARN su g o i ue sfRNA) (Chapman et al., 2014). Cet ARN subgénomique joue un rôle essentiel dans la pathogénicité et intervient dans la modulation de la réponse antivirale des cellules (Heinz and Stiasny, 2012; Chapman et al., 2014; Manokaran et al., 2015).

c) Cycle de réplication

Le processus infectieux débute pa l’atta he e t de la pa ti ule i ale su la membrane de la cellule hôte (figure 6). Il s’effe tue par interaction et liaison à des récepteurs cellulaires, notamment avec les glycoaminoglycanes (GAGs) tels que les héparanes sulfates présents à la surface cellulaire. Dans le cas de la dengue (DENV) cet attachement se fait via l’i te a tio e t e les otifs de liaiso aux glycoaminoglycanes, présents sur la partie C terminale de la p ot i e d’e eloppe E et les héparanes sulfates(Chen et al., 1997; Hilgard and Stockert, 2000; Germi et al., 2002; Kroschewski et al., 2003; Okamoto et al., 2012). Récemment, une étude a pu montrer que la protéine d’e eloppe E de )IKV est apa le d’i te agi a e les gl oa i ogl a es p se ts à la su fa e de ellules pla e tai es humaines (Kim et al., 2017).

Ce mécanisme est également décrit dans le cas de la fièvre jaune (Germi et al., 2002). De même, l’i hi itio de l’i fe tio des i us du Nil O ide tal WNV ou de l’e phalite japonaise (JEV) lors de l’utilisatio d’h pa i e o t e ue es derniers utilisent également les GAGs dans leur p o essus d’e t e (Su et al., 2001; Lee et al., 2006).

D’aut es récepteurs potentiels ont été décrits dans la littérature, tels que les heat shock protéines (Hsp70/90) décrits pour DENV et JEV à la fois sur des cellules humaines (Jindadamrongwech et al., 2004; Reyes-Del Valle et al., 2005; Cabrera-Hernandez et al., 2007; Das et al., 2009; Zhu et al., 2012a; Thongtan et al., 2012) et dans les cellules de moustiques (Salas-Benito et al., 2007; Cabrera-Hernandez et al., 2007; Zhu et al., 2012a; Vega-Almeida et al., 2013). Le récepteur intégrine alpha 5 béta 3 peut également jouer un rôle dans le p o essus d’e t e da s le as de WNV et de JEV (Chu and Ng, 2004; Bogachek et al., 2010; Fan et al., 2017).

Les récepteurs lectines calcium dépendants interviennent da s l’e t e des i us tels ue DENV et JEV dans les cellules humaines ou encore pour WNV dans les cellules de moustiques

Protéines structurales _{Protéines non structurales}

’NTR Polyprotéine

’NTR

(Navarro-Sanchez et al., 2003; Davis et al., 2006; Miller et al., 2008; Dejnirattisai et al., 2011; Wang et al., 2016; Liu et al., 2017).

Enfin, on retrouve aussi les récepteurs tyrosine kinase comme les TAM. Ils comprennent les récepteurs AXL et TYRO3, qui interviennent dans les infections par DENV (Kuadkitkan et al., 2010; Meertens et al., 2012; Perera-Lecoin et al., 2013) mais principalement par le ZIKV (Hamel et al., 2015; Nowakowski et al., 2016; Liu et al., 2016a; Meertens et al., 2017). En effet ces récepteurs seraient impliqués dans la reconnaissance des résidus phosphatidyl-sérine présents à la surface du virion ia l’i te e tio de Gas-6 (Perera-Lecoin et al., 2013; Moller-Tank and Maury, 2014). Cependant selon des études in vivo, ces récepteurs TAM ne sont pas nécessaires à l’i fe tio pa le ZIKV chez la souris (Hastings et al., 2017; Wang et al., 2017c).

Dans le cas de ZIKV, d’aut es epteu s peu e t gale e t t e i pli u s da s le p o essus d’atta he e t et/ou d’e t e, tels que les récepteurs TIM (T-cell immunoglobulin and mucin domain) ou encore les récepteurs DC-SIGN (Dendritic Cell-Specific Intercellular Adhesion Molecule-3-Grabbing Non-Integrin) (Hamel et al., 2015).

Pour la majorité des Flavivirus, la oie p i ipale d’e t e des virions dans la cellule s’effe tue par endocytose clathrine-dépendante (figure 6). L’a idifi atio de l’e doso e entraîne un changement conformationnel de la protéine E et permet la fusion entre la e a e de l’e doso e et celle de la particule virale, libérant ainsi le matériel génétique du virion (figure 6) (Allison et al., 1995; Mukhopadhyay et al., 2005; Stiasny and Heinz, 2006).

Figure 6 : C le de pli atio d’u Flavivirus (adapté de (Fernández-Sanlés et al., 2017)

L’ARN simple brin est ensuite traduit en une seule polyprotéine. Cette dernière est ensuite clivée par des protéases virales et cellulaires afin de donner les trois protéines

Internalisation Réplication Attachement et entrée Fusion et traduction Virion immature Virion mature Réticulum endoplasmique Endosome Réarrangement de l’e veloppe et gl os latio

structurales (C, prM (précurseur de M) et E) et les sept protéines non structurales (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B et NS5).

La pli atio de l’ARN et l’asse lage des p ot i es i ales se déroulent au niveau du réticulum endoplasmique (RE). Les nouvelles particules virales immatures, constituées des protéines structurales et d’ARN, o t bou geo e et ig e jus u’à l’appa eil de Golgi. Les protéines prM des particules non infectieuses vont ensuite être clivées par des protéases cellulaires, les furines, permettant ainsi la formation de virions matures infectieux. Ces derniers seront relargués dans le milieu extra cellulaire par exocytose (figure 6).