Cycle réplicatif :

Grâce à son organisation génétique complexe, le VIH1, par ses propriétés intrinsèques de parasite intracellulaire, assure son cycle de réplication qui se décompose en deux phases, une phase précoce, se caractérisant par les étapes d’entrée du virus, de transcription inverse permettant la synthèse d’ADN double brin, d’import nucléaire du CPI, et d’intégration de l’ADN viral dans l’ADN cellulaire. Et une phase tardive, au cours de laquelle, les gènes viraux sont exprimés, les différents partenaires protéiques assemblés avec les molécules d’ARN viral pour permettre la production de nouvelles particules virales. Les différentes étapes du cycle réplicatif sont représentées dans la figure 14.

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Figure 14: Cycle de réplication du VIH-1 :

A) Fixation du VIH à la cellule cible, B) Fusion des deux enveloppes et entrée du virus dans la cellule, C) Décapsidation, D) Transcription inverse de l’ARN viral en ADN double brin, E) Import nucléaire du CPI, F) intégration de l’ADN proviral dans le génome de la cellule, G) transcription de l’ADN proviral en ARN génomique et ARN messagers, H) Traduction des ARN messagers en protéines virales, I) Assemblage de nouveaux virions au niveau de la membrane cellulaire, J) Bourgeonnement et maturation des nouveaux virions libérés [74]

 Reconnaissance, fusion et entrée du virus dans la cellule hôte :

L’adhésion des particules virales aux cellules cibles, macrophages et lymphocytes est réalisée suite à la reconnaissance spécifique entre la gp120 et le récepteur cellulaire CD4 [75,76]. Cette interaction induit un changement conformationnel de la gp120 et permet l’exposition d’une boucle V3. Cette Boucle reconnaît ensuite un corécepteur de la cellule cible, CXCR-4 ou CCR5 afin de permettre l’infection.

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- Le CXCR4, exprimé par de nombreuses cellules, en particulier les lymphocytes T. Il est reconnu uniquement par les VIH-1 qui se répliquent dans les lignées lymphocytaires T.

- Le CCR5, exprimé surtout par les macrophages et les lymphocytes T mémoires. Il est reconnu par les VIH-1 qui se répliquent dans les lignées lymphocytaires et monocytaires (monocytes et

macrophages).

Une nomenclature est ainsi définie selon le tropisme des VIH pour leurs cellules cibles :

- Virus X4 : utilisation du CXCR4 : virus lymphocytotrope - Virus R5 : utilisation du CCR5 : virus monocytotrope

- Virus R5X4 : utilisation du CCR5 et/ou du CXCR4 : virus à double tropisme

La connaissance de ce tropisme est importante pour la mise en route de certaines thérapeutiques antirétrovirales.

En effet, cette reconnaissance aboutit à l’exposition puis à l’insertion du peptide de fusion de la gp41 dans la membrane de la cellule hôte. Le rapprochement des membranes virale et cellulaire est ainsi facilité, et la fusion peut se produire, ce qui libère la CA dans le cytoplasme de la cellule cible.

 Décapsidation :

Le processus de déstructuration de la CA virale permet la libération du complexe de rétro transcription composé de l’ARN viral, d’un ARN de transfert lysine 3 (l’ARNtLys3) qui sert d’amorce à la rétro transcription, de protéinesvirales et cellulaires. Bien que peu connu, le mécanisme de

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déstabilisation de la capside serait facilité par la cyclophiline A, une cis-Trans isomérase associée au «core» du virion [77]. Le moment de déroulement de la décapsidation était un point de débat. Le modèle du cycle de réplication du VIH-1 couramment accepté, stipule que cette étape se produit immédiatement après son entrée dans le cytoplasme. Cette décapsidation post-fusion serait, selon ce modèle, l’étape clé pour déclencher la rétro transcription, rendue dès lors possible par le libre accès des nucléotides cytoplasmiques au complexe de la rétro transcription. Cependant des études de microscopie ont montré que les protéines de CA ne sont pas dispersées dans le cytoplasme après l’entrée virale, comme il serait attendu d’une décapsidation précoce, mais s’accumulent assemblées sous forme de cage de CA intègre contenant le génome viral rétro transcrit de manière transitoire à la membrane nucléaire.

En accord avec ces observations, il a été démontré que la disparition des CA virales entre 24 et 48 heures après infection coïncide avec la synthèse de l’ADN viral complet et à l’entrée de l’ADN viral dans le noyau [78, 79,80], indiquant que le virus perd sa capside juste avant l’entrée dans le noyau. Cette étape de décapsidation est d’ailleurs impérative étant donné la taille de la capside qui excède le diamètre du pore nucléaire.

 La transcription inverse :

Au cours de cette étape, l’ARN simple brin viral est rétro-transcrit en ADN simple brin puis en ADN double brin grâce aux activités de la rétrotranscriptase viral. Après l’étape de transcription inverse, le génome viral d’ADN est bordé à ses deux extrémités par les LTR, qui portent des signaux d’intégration. Le LTR contient le promoteur qui contrôle l’expression du génome viral. L’ADN

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Proviral associé à l’IN dans le CPI, va être importé dans le noyau de la cellule, où il va s’intégrer dans le génome cellulaire.

 Intégration de l’ADN proviral :

L’intégration suit directement l’étape de la transcription inverse après le passage à travers du pore nucléaire. Elle est catalysée par l’IN et consiste en l’insertion du génome viral dans le génome cellulaire. L’ADN néo synthétisé est lié au CPI. L’ADN viral sera alors intégré dans le génome cellulaire, après coupure de ce dernier. Une fois l’ADN viral intégré, la machinerie cellulaire réparera les coupures ayant permis son insertion dans l’ADN cellulaire. L’intégration semble se faire dans des sites non spécifiques mais dans des régions qui sont actives pour la transcription. Plusieurs copies peuvent s’intégrer dans le génome de l’hôte en fonction du type cellulaire. Une fois intégré, le provirus se comportera comme n’importe quel gène cellulaire. Il pourra rester sous forme latente ou s’exprimer dans les cellules activées pour donner de nouvelles particules virales qui, à leur tour, pourront infecter de nouvelles cellules.

 Transcription et expression des gènes viraux :

La phase de transcription répond à deux nécessités, la première étant la synthèse d’ARN génomique qui sera associé aux protéines gag et incorporé dans les particules virales et la seconde étant la synthèse d’ARN messagers spécifiques de chaque grand groupe de protéines virales. L’expression de l’ARN viral est régulée par des facteurs viraux (facteurs de transcription) et cellulaires (directement liés au fonctionnement normal de la machinerie cellulaire de la

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cellule infectée). L'ARN génomique issu des gènes gag et pol est traduit au niveau des ribosomes pour produire le précurseur protéique gag et pol ainsi que

Les génomes de nouveaux virus. La synthèse des protéines virales dépend d’ARN messagers spécifiques codant pour des précurseurs spécifiques qui donneront, après maturation, des protéines spécifiques (protéines de la matrice, de la capside, de la nucléocapside et à activité enzymatique telles que la transcriptase inverse, l’intégrase et la protéase). La protéine env est clivée en gp120 et gp41 par une protéase cellulaire. Ces glycoprotéines vont ensuite aller s’implanter dans la membrane de la cellule hôte.

 L’assemblage, encapsidation et morphogénèse :

Le polypeptide gag-pol se lie à l’ARN viral et initie l’assemblage de la protéine gag dans une nucléocapside qui bourgeonne à partir de la membrane plasmique. Il y a formation de la nucléocapside hélicoïdale qui protège le nucléoïde, lui-même constitué des 2 molécules d'ARN simple brin et des protéines de structure internes.

 Le bourgeonnement, libération et maturation :

L'interaction entre cette structure nouvellement formée et la membrane plasmique de la cellule infectée (où sont insérées les glycoprotéines virales) induit la formation du bourgeon viral. La lyse cellulaire provoque la libération des nouveaux virions. Les protéines virales sont initialement produites sous forme de précurseurs : elles ne sont pas fonctionnelles mais ont la capacité de s’assembler à la surface de la cellule infectée, ce qui donne lieu au bourgeonnement et à la production de particules virales immatures. La protéase effectue un découpage des différentes protéines à partir de sites bien précis, les

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sites de clivage. Il s’ensuit un réassemblage de la particule virale, spontanément par l’intermédiaire de domaines d’interaction spécifique portés par les protéines structurales. Le virus devient infectieux.

Figure 15: Forme immature du VIH-1 [68]

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