Les protéines structurales

I.5.1 La protéine capside :

Formée de 261 acides aminés, avec un poids moléculaire (PM) de 30kDa, la protéine capside participe, entre autres, au cycle réplicatif viral. La région I amino-terminale des alphavirus (aa 1 à 80), riche en acides aminés basiques, est impliquée dans la formation et la dissociation des nucléocapsides (NCs) (Weiss, Nitschko et al. 1989; Owen and Kuhn 1996). La région II (aa 81 à 113) est une séquence conservée qui permet la liaison spécifique et l’encapsidation de l’ARN génomique (Owen and Kuhn 1996). Cette région joue aussi un rôle dans le bourgeonnement viral en interagissant avec la protéine E2 (Strauss and Strauss 1994; Zhao, Lindqvist et al. 1994). La région III carboxy-terminale (aa 114 à 2 58-275) conservée possède une activité auto-protéase permettant le clivage co-traductionnel en cis au sein de la chaîne polypeptidique du SINV (Han, Sabbatini et al. 1996).

I.5.2 La glycoprotéine E1 :

La glycoprotéine d’enveloppe E1, qui est une hémagglutinine, est composée de 435 aa (44kDa) et est responsable de la fusion en se liant aux membranes cibles à l’aide du domaine transmembranaire qui agit comme une séquence d’ancrage à l a membrane du réticulum endoplasmique (Simizu, Yamamoto et al. 1984). L’ectodomaine est stabilisé par des ponts disulfures intramoléculaires. Le domaine N-terminal porte le peptide de fusion (Pletnev, Zhang et al. 2001). Le domaine C-terminal permet l’ancrage de la protéine à la membrane. La protéine E1 possède un site de glycosylation.

I.5.3 Les glycoprotéines E2 et E3 :

Le clivage protéolytique du précurseur pE2 (62 kDa) libère les glycoprotéines E2 (43kDa – 432 aa) et E3 (11kDa) (Figure 2). La partie N-terminale d’E2 constitue l’ectodomaine qui interagit avec les ligands et la liaison au récepteur. La partie carboxy-terminale porte le domaine d’ancrage dans la bicouche lipidique (Pletnev, Zhang et al. 2001). En aval du dom aine transmembranaire, la protéine E2 possède un e ndodomaine cytoplasmique dont la fonction principale est la liaison à la NC pour permettre l’assemblage (West and Brown 2006). Ce domaine intervient aussi dans l’intégration et la maturation des protéines structurales au niveau du réticulum endoplasmique (Lee, Ricker et al. 1994; Owen and Kuhn 1997).

La protéine E3 du CHIKV n’est pas associée aux virions mais est relarguée par les cellules infectées (Simizu, Yamamoto et al. 1984). On ne connaît pas la fonction de E3, mais comme pour SINV, E3 pourrait être impliquée dans le repliement et la formation des spicules de l’enveloppe virale (Parrott, Sitarski et al. 2009).

I.5.4 La petite protéine 6K :

Le polypeptide hydrophobe 6K (55aa, 6kDa) est associé à l a particule virale et pourrait participer, en tant que protéine chaperon, au repliement de la glycoprotéine E1 lors de la formation de l’hétérodimère E1/E2. Cette protéine est palmitoylée et cette palmitoylation est importante dans le processus de bourgeonnement de la particule virale (Gaedigk-Nitschko and Schlesinger 1990).

Figure 3. L’organisation du génome et grandes fonctions des protéines des alphavirus (Powers, Brault et al. 2001)

I.6 La replication

Comme les autres alphavirus, CHIKV peut être cultivé sur différents types cellulaires provenant de leurs hôtes naturels (mammifères, homme, moustiques), à des températures variant de 25 à 41°C. Leur multiplication est intra-cytoplasmique. Les alphavirus se fixent aux membranes des cellules sensibles par l’intermédiaire de leurs protéines d’enveloppe mais le récepteur cellulaire n’est toujours pas identifié (Solignat, Gay et al. 2009).

Après fixation, le virus est internalisé dans une vésicule d’endocytose, où le faible pH induit un changement de conformation des protéines d’enveloppe qui permet la fusion de l’enveloppe virale (rôle essentiel d’E1) et de la membrane vésiculaire. La NC est alors libérée dans le cytoplasme où commence, après décapsidation, la traduction de la région 5’de l’ARN. Dès l’entrée, l’ARN viral sert d’ARNm pour la synthèse des NsPs. Les NsP1 à NsP4 sont produites à partir du précurseur P1234 par clivages protéolytiques successifs. Selon les virus, la traduction de l’ARN génomique produit une seule polyprotéine 1234, ou deux polyprotéines p123 et 1234, la traduction s’arrêtant le plus souvent à un codon stop (UGA) facultatif. Quelques molécules de précurseur p1234 s ont alors produites par échappement (« read-through »). Les précurseurs polypeptidiques sont clivés par la protéase virale.

L’ARN 26S est transcrit à p artir de l’ARN complémentaire et correspond à l ’extrémité 3’ de l’ARN génomique. La capside est clivée très rapidement par sa propre activité protéolytique qui

se trouve ensuite neutralisée. Les glycoprotéines de l’enveloppe (précurseur E1-6k-E2-E3) sont transloquées dans le réticulum endoplasmique et clivées par des protéases cellulaires. Elles sont ancrées dans la membrane par des domaines C-terminaux et subissent des glycosylations différentes selon les virus. Le précurseur E2 est clivé plus tardivement par la furine, pour donner E2 et E3 (Ozden, Lucas-Hourani et al. 2008). Les complexes de réplication (CR) des alphavirus associant les protéines nsP123, P4, ainsi que quelques protéines cellulaires, sont constitués pendant les phases initiales du cycle viral et restent stables pendant toute la durée de l’infection.

Ils sont confinés dans des structures membranaires, les vacuoles cytopathiques de type I (VCPI).

(Lemm, Bergqvist et al. 1998; Ahola, Lampio et al. 1999).

La synthèse d’un ARN de polarité négative peut alors commencer, selon une exacte complémentarité du génome viral, excepté pour la présence d’un G excédentaire non apparié à l’extrémité 3’. Elle est assurée par l’activité enzymatique (hélicase, protéase, ARN polymérase) des 4 nsPs. Cette copie de polarité négative sert ensuite de matrice pour la production de nouvelles copies d’ARN génomiques (+) et pour la traduction de la partie sous génomique 26S en protéines structurales, sous le contrôle d’un promoteur situé entre les régions codant les protéines non structurales et structurales.

La synthèse de l’ARN négatif s’arrête après six heures d’infection, puis seuls les ARN positifs sont produits (Strauss and Strauss 1994). L’ARN 26S est traduit en protéines structurales.

L’encapsidation des ARN positifs génomiques s’effectue dans le cytoplasme. De l’ARN 26S peut être lui aussi encapsidé. Les nouvelles particules virales sont ensuite produites par bourgeonnement au niveau de la membrane cytoplasmique sur laquelle sont fixées les glycoprotéines de l’enveloppe.

Dans les cellules de moustique, après une courte phase initiale productive, une infection persistante à faible niveau s’établit, sans lyse cellulaire. Dans les cellules de vertébrés sensibles (cellules Vero, BHK21, MRC5), l’infection est rapidement très productive, puis elle conduit à la lyse cellulaire (voir Tableau II).

Ces observations sont à rapprocher de l’infection in vivo : les insectes restent infectés toute leur vie sans affection apparente. Cette persistence chez l’insecte vecteur est un élément essentiel dans le cycle de transmission vecteur-hôte. Les femelles piquent car elles ont besoin de sang pour assurer la production d’œufs. Après un repas, le virus se réplique dans l’intestin puis gagne les glandes salivaires. L’injection de la salive au moment de la piqûre assure la pénétration du virus dans l’hôte (Turell, Gargan et al. 1984; Nakoune, Finance et al. 2007). Bien que cytoplasmique, la réplication des alphavirus dans les cellules d’insecte est fortement perturbée par l’actinomycine D ou par l’énucléation, indiquant que les fonctions nucléaires sont requises durant cette phase. Au contraire, dans les cellules de vertébrés, où l’infection provoque un effet cytopathique important, l’actinomycine D (inhibe la synthèse des acides ribonucléiques) ou l’énucléation ont peu d’effet sur la réplication (Condreay, Adams et al. 1988).

II. Le Vecteur

Afin de comprendre les facteurs qui amènent à l’émergence ou à la ré-émergence de la maladie, il convient d’analyser, après les facteurs liés au virus, ceux liés au vecteur et d’identifier son réservoir ainsi que les interactions virus-vecteur.