Le coronavirus de l’hépatite murine (MHV)

Le virus de l’hépatite murine, découvert par Almeida et Tyrrell (1967), est un excellent modèle d’infection virale utilisé pour l’étude des désordres neurologiques et hépatiques humains. Depuis, plusieurs sérotypes ont été identifiés, variant entre eux selon leurs tropismes et leur niveau de virulence, tels que les MHV-Y et MHV-R1 causant des entérites, et les MHV-2, -3, -A59 et -JHM (MHV- 4) responsables de troubles neurologiques et/ou hépatiques (Compton et al., 1993; Dubois-Dalq et al., 1982; Stohlman et al., 1998).

Le MHV-3 est le variant le plus virulent, induisant une hépatite fulminante menant à la mort des souris, dans la plupart des lignées, de 3 à 5 jours suivant l’infection (Le Prévost et al., 1975). Les souris des lignées A2G et C3H sont considérées comme semi-susceptibles à l’infection par le MHV-3 car l’infection devient persistante et mène plutôt à des désordres neurologiques chroniques (Virelizier et al., 1975).

1.5.3.1- Structure du virus MHV

Le MHV possède un génome à ARN simple brin (ARNsb) de polarité positive formé de 31 526 bases et imbriqué dans une nucléocapside (protéine N) hélicoïdale d’environ 100nm de diamètre. Ce complexe nucléoprotéique est enveloppé d’une membrane lipidique particulièrement épaisse (7.8 nm comparativement à 4 nm pour une membrane biologique typique) dérivée de la cellule hôte (revue dans King et al., 2011) dans laquelle est imbriquée plusieurs protéines membranaires dont la

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protéine polyglycosylée de surface (S), la glycoprotéine de la membrane (M), la protéine d’enveloppe (E), ainsi que la glycoprotéine hémaglutinine estérase (HE) chez certains sérotypes (Figure 4). Les virions de MHV sont formés d’un ratio stoechiométrique des protéines N, M et HE de 1 : 2,6 : 0,4.

Figure 4 : Structure de la particule virale du MHV (Phillips & Weiss, 2011). (S= protéine de surface; E= protéine d’enveloppe; HE= hémagglutine-estérase; M= protéine de matrice; N=nucléoprotéine).

1.5.3.2- Le génome du virus MHV

L’ARN génomique du MHV est linéaire, unimoléculaire, poly-adénylé en 3’ et coiffé en 5’. Cet ARN poly-cistronique sert d’ARN messager (ARNm) fonctionnel infectieux et pouvant être directement traduit (Lomniczi et al., 1977). Encadré de séquences non-traduites (UTRs) de 200 à 600 nucléotides, ce génome viral possède une séquence d’initiation à son extrémité 5’ d’environ 65 à 98 nucléotides, également présente sur les sept ARNm sous-génomiques emboîtés (revue dans King et al., 2011). Le génome du MHV possède 11 cadres de lectures ouverts (ORFs) (Figure 5). Le premier gène en 5’ est formé des deux premiers ORFs, soient les ORF1a et ORF1b, occupant le 2/3 du génome (revue dans

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King et al., 2011). Ce gène code pour toutes les protéines de réplication et de transcription, dont la polymérase virale et les protéines non-structurales (nsp) (Denison et al., 2011).

Les protéines nsp sont issues de la transformation des polyprotéines pp1a et pp1ab par l’activité protéinasique des nsp3 (PLP1 et PLP2) et de la nsp5 Mpro (Lu et al., 1995). Chez la plupart des coronavirus, dont le MHV et le SRAS-CoV, ces transformations mènent à la production de 16 nsps (Gorbalenya et al., 1989) qui s’associent au complexe de réplication intracytoplasmique (Shi et al., 1999). Les nsps 4 à 16 ont des activités enzymatiques indispensables à la synthèse des ARN viraux (Denison et al., 2011) telle que l’activité exoribonucléique (ExoN) de la nsp14 responsable des corrections de lecture essentielles au maintien de l’intégrité d’un si gros génome à ARN (Snijder et al., 2003) et potentiellement à l’évasion immunitaire en ciblant les ARNm et les microARN cellulaires (Peng et al., 2010). À ce jour, seule la nsp2 du MHV et du SRAS-CoV et la partie C-terminale de la nsp1 du MHV sont considérées non-essentielles à la réplication virale, quoique celle-ci s’effectue de façon beaucoup moins efficace in vitro et in vivo en leur absence (Graham et al., 2005).

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Les protéines de structures sont codées par différents cadres de lecture (gènes 2 à 9) situés en aval du gène 1 et disposés selon une séquence déterminée identique pour tous les coronavirus (HE–S–E–M– N) (Spaan et al., 1988). Des protéines dites accessoires qui varient beaucoup en nombre, en séquence et en mode d’expression selon les différents MHV sont intercalées entre les gènes de structure (Lai et al., 1997).

1.5.3.3- Les protéines de structure du MHV

La phosphoprotéine N est responsable de l’encapsidation de l’ARN viral génomique formant ainsi des complexes ribonucléoprotéiques correspondant à la nucléocapside virale. Cette protéine de 50 à 60 kd est formée de trois domaines semi-conservés intercalés d’éléments hypervariables. Les deux premiers domaines conservés servent à la liaison avec l’ARN, notamment à la séquence 5’UTR de l’ARN génomique viral (Masters et al., 1992) et le troisième domaine conservé est responsable de la liaison avec la protéine M pour l’assemblage des virions infectieux (Sturman et al., 1980). Par ailleurs, la protéine N semblerait jouer le rôle de protéine chaperone dans la synthèse de l’ARN viral et dans la traduction (Compton et al., 1987) et serait aussi un antagoniste des IFN de type I (revue dans Baker et al., 2009; revue dans King et al., 2011).

Il y environ 80 exemplaires trimériques de la protéine de surface (S) sur chaque virion de MHV (Neuman et al., 2006) formant ainsi l’aspect en couronne du virus tel qu’observé en microscopie électronique. Cette protéine trimérique est formée de monomères assemblés au niveau du complexe réticulum endoplasmique-Golgi des cellules infectées (Opstelten et al., 1993). Elle est également le facteur principal de la détermination du tropisme et de la réponse humorale anti-virale (Perlman & Netland, 2009).

La glycoprotéine M, la plus abondante du virion, est une protéine de surface membranaire de type III d’environ 200 à 250 acides aminés pourvue de trois domaines trans-membranaires NexoCendo (revue dans King et al., 2011), un ectodomaine glycosylé en position N-terminale d’environ 20 acides aminés et une longue partie interne en position C-terminale formée d’une région amphilique suivie d’une queue hydrophilique responsable des interactions avec la nucléocapside (revue dans Baker et al., 2009; revue dans King et al., 2011). Chez le MHV, la protéine M se retrouve également dans la structure interne du virion (Risco et al., 1996).

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La protéine pentamérique E, ancrée dans la membrane via une séquence spécifique en position N- terminale (Cavanagh & Britton, 2009), n’est que très peu présente dans la membrane du virion, environ 20 copies par particule virale, mais joue un rôle prédominant dans l’assemblage des virions, possiblement en agissant comme canal ionique ou comme une viroporine (revue dans Baker et al., 2009; revue dans King et al., 2011). Cette petite protéine d’environ 9 à 12 kd est essentielle, tout comme la protéine M, à l’exocytose des virions nouvellement formés (Routledge et al., 1991).

La protéine de surface hémagglutinine-estérase (HE) est une glycoprotéine homo-dimérique de type I médiant l’attachement réversible des virions aux acides sialiques O-acétylés en agissant à la fois comme lectine et sialate-O-acétylestérase (Yokomori et al., 1989). Elle est retrouvée chez certains coronavirus bêta quoique sa présence soit très variable et qu’elle subit fréquemment des mutations et même des délétions lors d’un nombre élevé de passages in vitro, démontrant son rôle secondaire dans la réplication virale (Yokomori et al., 1991, 1992). Le gène de l’HE a été acquis par recombinaison lors de co-infections avec d’autres virus, tel que suggéré par une similarité de l’ordre de 30% des séquences d’acides aminées de la HE des coronavirus avec celles de l’hémagglutinine (HA) du virus de l’influenza C (Luytjes et al., 1988).