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Les gènes auxiliaires du VIH
En plus des trois gènes de structure, le génome viral contient également six autres gènes.
Les gènes régulateurs
Ce sont les gènes tat et rev codant respectivement pour la protéine trans- activatrice (Tat) et la protéine régulatrice de l’expression du VIH (Rev) qui sont essentiels à la réplication virale (2,52). Ces protéines sont impliquées dans la transcription de l’ADN proviral en ARN messagers (ARNm), la régulation et le transport des ARNm (https://www.bio-top.net/Physiopathologie/sida_description.htm, 71).
Les gènes accessoires
Ce sont les gènes vif, vpr, vpu (ou vpx pour le VIH-2) et nef qui codent respectivement pour les protéines virales Vif, Vpr, Vpu /Vpx, et Nef. Brièvement, dans le cytoplasme Vif augmente l’infectivité virale tandis que Vpr facilite l’import de l’ADN proviral vers le noyau de la cellule hôte. Dans l’enveloppe, le facteur négatif Nef augmente la réplication et la pathogénicité du virus en diminuant l’expression du récepteur CD4 et des molécules du CMH de classe I au niveau des cellules infectées, tandis que Vpu facilite la libération des particules virales lors du bourgeonnement et permet aussi la dégradation du CD4 et le transfert de gp160 vers la membrane (https://www.bio-top.net/Physiopathologie/sida_description.htm).
Cellules-cibles et réplication du VIH
Cellules-cibles du VIH
Les cellules cibles du VIH sont celles qui présentent à leur surface le récepteur CD4. Il s’agit des lymphocytes T (LT) CD4+ et des cellules présentatrices d’antigènes dont les monocytes, les macrophages, les cellules dendritiques (DC-SIGN), les cellules de la microglie cérébrale et les cellules de Langerhans du tissu cutané (73 ; 79 ; 94 ; 93)
Les corécepteurs de chimiokines, coopérant avec la molécule CD4, sont indispensables pour permettre l’entrée du virus (36). Ainsi, les virus macrophagiques ou R5 utilisent le corécepteur CCR5 (tropisme M) tandis que les virus lymphotropiques ou X4 dépendent du corécepteur CXCR4 (tropisme T). Certains virus sont mixtes (R5X4) et sont capables d’utiliser les deux types de corécepteurs : ils sont rares dans les stades précoces de l’infection mais émergent durant l’évolution de la maladie chez la moitié des patients (62).
Réplication du VIH
Pour pouvoir se répliquer, le VIH a besoin de pénétrer dans la cellule-hôte. Le cycle de réplication du VIH est composé de deux phases : précoce et tardive.
Phase précoce
La phase précoce comprend la fixation du virus sur la cellule cible, la fusion des membranes et la pénétration du virus dans le cytoplasme cellulaire.
Fixation ou attachement
Cette étape commence par la reconnaissance spécifique du récepteur CD4 par la glycoprotéine d’enveloppe virale externe, la gp120 (128). Grâce à cette liaison de haute affinité, la gp120 va subir un changement de conformation qui va lui permettre de se lier à l’un des corécepteurs de chimiokines, CCR5 ou CXCR4 (44).
Fusion, pénétration et décapsidation
Cette fixation du corécepteur va engendrer un changement conformationnel de la glycoprotéine d’enveloppe virale interne gp41 qui lui permet d’entrer en contact avec la cellule-cible et de réaliser la fusion de l’enveloppe virale avec la membrane cellulaire (128). Cette fusion membranaire crée un pore à travers lequel la nucléocapside pénètre dans le cytoplasme cellulaire (126, https://sites.google.com/site/tpemathematiquesetvih/home/presentation-du vih/presentation/generalites-vih.). Il s’en suit une étape de décapsidation qui permet la libération de l’ARN dans le cytoplasme cellulaire (https://sites.google.com/site/tpemathematiquesetvih/home/presentation-du vih/presentation/generalites-vih.).
Phase tardive
Cette phase comprend la transcription de l’ARN viral en ADN proviral, l’intégration de cet ADN dans le génome cellulaire, la synthèse des ARN messagers (ARNm) et la traduction en protéines virales, l’assemblage, le bourgeonnement et enfin la maturation du virus.
Retranscription et intégration
Dans le cytoplasme, a lieu la rétrotranscription de l’ARN viral en ADN proviral. Elle est réalisée grâce à la transcriptase inverse (TI) ou rétrotranscriptase (RT). Cette enzyme, caractéristique des rétrovirus, possède trois activités enzymatiques distinctes :
– Rétrotranscriptase qui rétrotranscrit l’ARN viral pour former un hybride ARN et ADN simple brin,
– Ribonucléase H (RNase H) qui dégrade l’ARN de l’hybride,
– Polymérase qui permet de synthétiser l’autre brin d’ADN complémentaire à l’ADN simple brin pour former un double brin d’ADN (120).
L’ADN double brin forme ensuite, avec plusieurs protéines virales dont l’intégrase et le Vpr, un complexe nucléoprotéique de pré-intégration (PIC). Ce PIC est transporté vers le noyau grâce à de nombreux facteurs cellulaires tels que les filaments d’actine (12). Cette étape essentielle du cycle de réplication du VIH est suivie par l’intégration de l’ADN viral au génome cellulaire réalisée par l’intégrase (IN). Cette dernière clive les extrémités 3’-LTRs de l’ADN viral et celles 5’-LTRs du génome cellulaire, puis une ligase cellulaire intervient pour les joindre de façon stable (31). Ainsi, le virus inséré dans le génome de l’hôte, est appelé provirus. Ce dernier peut rester latent pendant de longues périodes, constituant des « réservoirs du VIH » ou être transcrit pour donner naissance à de nouvelles particules virales.
Synthèse des ARNm et traduction en protéines virales
Ainsi, ce provirus est transcrit par l’ARN polymérase II cellulaire en ARN génomique qui est ensuite épissé en ARN messagers viraux. Ces derniers sont transportés du noyau vers le cytoplasme où ils sont traduits en protéines régulatrices (Nef, Tat, Rev, Vpu, Vif et Vpr) et en polyprotéines de structure (Gag, Gag-pol, Env) (71 ; 56).
Assemblage bourgeonnement et maturation
Ces polyprotéines Env, Gag et Gag-pol s’assemblent au niveau de la membrane plasmatique cellulaire avec l’ARN viral pour former un virion immature. Ce virion s’insère, grâce à la membrane plasmique de la cellule-hôte et bourgeonne en utilisant un fragment de cette membrane pour former son enveloppe. Après scission, le virion est libéré dans le milieu extracellulaire pour y finir sa maturation. Ce processus de maturation consiste à la protéolyse des précurseurs Gag et Pol par la protéase virale et Env par la protéase cellulaire pour donner les différentes protéines virales. Cette étape cruciale de maturation entraine ainsi un changement structural du virion qui devient alors infectieux et prêt à infecter de nouvelles cellules CD4+ (74; 88; 111 ; 122).
Variabilité et diversité génétique du VIH
Variabilité génétique
La grande variabilité génétique du VIH est le reflet de l’adaptation du virus aux conditions environnementales, ce qui lui permet de résister aux antirétroviraux afin d’étendre son tropisme ou d’échapper au système immunitaire de l’hôte. Cette variabilité est le résultat de plusieurs facteurs :
Mutations aléatoires fréquentes
Cette variabilité est liée aux erreurs d’incorporation de nucléotides, estimées à 1 à 10 mutations par génome et par cycle, lors de l’activité de la reverse transcriptase. Par ailleurs, la réplication virale intense contribue également à cette variabilité, avec une production journalière de 1 à 10 milliards de virions portant chacun des mutations différentes. Ainsi, chez un même individu infecté, il existe plusieurs variantes génétiques, représentant ainsi une quasi-espèce virale (41).
Recombinaisons génétiques
La recombinaison génétique est un processus aléatoire conduisant à l’apparition dans une cellule co-infectée de formes recombinantes (10). Ces dernières sont le résultat de la recombinaison des séquences de deux virions génétiquement différents (10). Cette recombinaison est favorisée par les comportements à risque parce qu’ils augmentent la probabilité de contaminations multiples chez une même personne.
Pression de sélection naturelle
Elle est exercée par le système immunitaire et les antirétroviraux.
Système immunitaire
Le VIH a un fort potentiel à se répliquer et à muter. Les mutations dues aux erreurs de transcription et aux recombinaisons entraînent la production de nombreux virions de nature différente et la destruction d’un grand nombre par le système immunitaire. Ainsi, les virions survivants capables de se répliquer sous l’effet d’une pression immunitaire, sont sélectionnés menant au final à l’inefficacité des défenses immunitaires et à l’immunodépression (taux de LT CD4+ faible) (1).
Antirétroviraux
Une pression de sélection est exercée sur le virus par les antirétroviraux lorsque les patients infectés par le VIH sont traités. Ce traitement lorsqu’il n’est pas complètement suppressif, peut entraîner l’émergence des virions résistants au détriment des virions sensibles. Par conséquent, cette pression médicamenteuse entraîne la sélection des virions mutants les plus résistants aux antirétroviraux et mieux adaptés à leur environnement (10).
Diversité génétique
Cette grande variabilité génomique est à l’origine de la grande diversité génétique du VIH et ainsi, les différents variants viraux sont classés en deux types, VIH-1 et VIH-2. Le VIH-1, le plus répandu dans le monde et plus proche des virus simiens de chimpanzés (SIVcpz) et de gorilles (SIVgor), est classé en quatre groupes : M, O, N et P (96 ; 34). Le groupe M, le plus prédominant, regroupe 9 sous-types ou clades (A-D, F, G, H, J et K) ainsi que de nombreuses formes recombinantes circulantes ou uniques (CRF ou URF) (63 ; 34). A ce jour, au moins plus de 100 formes recombinantes circulantes CRF01-CRF102 ont été décrites dont les plus fréquemment retrouvées sont les CRF01-AE et CRF02-AG (44).
A la différence du VIH-1, le VIH-2, plus localisé en Afrique de l’ouest et plus proche du SIV des mangabeys enfumés (SIVsmm), comporte également neuf groupes : A à I (96; 3). Du fait, de la faible transmissibilité du VIH-2 et de la distance génétique élevée entre ses différents groupes, seuls deux recombinants ont été décrits à ce jour pour le VIH-2: le CRF01_AB et un URF (65, 124).
La diversité constitue un obstacle majeur à la constitution d’un vaccin préventif et peut également poser des problèmes de diagnostic et de prise en charge thérapeutique (60).
Phase de latence clinique ou asymptomatique
Environ 12 semaines après l’infection, la mise en place de la réponse immune cellulaire provoque l’entrée dans la phase de latence clinique, souvent asymptomatique et pouvant durer entre 2 et 12 ans. Les anticorps anti-VIH apparaissent généralement dans la circulation sanguine entre la 3ème semaine et la 12ème semaine après l’infection. Pendant cette phase, la réplication virale est inhibée par les lymphocytes T CD8 cytotoxiques (LT CD8) qui détruisent les cellules cibles infectées, et les anticorps anti-VIH qui limitent la fixation du VIH aux CD4. Cette phase est caractérisée par une augmentation constante ou légèrement progressive de la CV plasmatique, généralement de < 1000 à > 100 000 copies/ml. (29).
La valeur de CD4 initialement stable, voire proche de la normale (~ 1000 cellules/mm3) va progressivement diminuer (environ 50-100 cellules/mm3 par an). Ils sont continuellement renouvelés jusqu’à l’altération des organes lymphoïdes, rompant ainsi l’équilibre précaire qui s’était créé entre la réplication virale et la réponse immunitaire.
Phase symptomatique aboutissant au SIDA
Ce stade correspond à l’augmentation de la CV plasmatique et à l’effondrement du système immunitaire (CD4 < 200 cellules/mm3). L’infection symptomatique est caractérisée par des maladies opportunistes mineures (candidose orale) ou majeures (pneumocystose, toxoplasmose, tuberculose, CMV…). Elle peut aussi entrainer des maladies tumorales (sarcome de Kaposi lié à HHV-8, lymphome B lié à EBV), ainsi que des encéphalopathies à VIH. L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a élaboré une classification clinique en 4 stades de l’infection à VIH (stade 1 pour asymptomatique, puis stades 2, 3 et 4 en fonction de la gravité des maladies). En l’absence de traitement antirétroviral (TAR), l’évolution naturelle de l’infection à VIH aboutit au décès de quasiment tous les patients, en moyenne 8 à 10 ans après la primo-infection. Occasionnellement (< 1%), certains patients appelés « contrôleurs du VIH » (elite controllers en anglais) arrivent à contrôler l’infection en l’absence de TAR sur une très longue période : ils contrôlent naturellement la réplication du virus et maintiennent un niveau de CD4 élevé (14 ; 76).
Evolution de l’infection à VIH chez l’enfant
L’infection à VIH chez l’enfant se fait sous deux formes cliniques tandis que celle de l’adulte se divise en trois phases. Cependant, leurs évolutions ne diffèrent guère dans l’ensemble car le déficit immunitaire sévère aboutit aux mêmes complications infectieuses (23 ; 42).
Forme lentement évolutive
Cette première forme, majoritaire et de symptomatologie tardive, est liée à une infection en fin de grossesse ou à l’accouchement et ressemble à celle de l’adulte avec une progression lente vers le SIDA après 8 à 10 ans. Chez 80 % des enfants infectés, les perturbations immunitaires significatives n’apparaissent qu’après plusieurs années d’évolution (9 ; 35). La symptomatologie clinique peut débuter assez précocement avant l’âge de 6 mois sous forme de polyadénopathie avec ou sans hépato-splénomégalie mais ces symptômes restent stables ou même disparaissent pour faire place à une longue période asymptomatique. Les complications infectieuses entrainent la lente dégradation du statut immunitaire. Des infections bactériennes, ORL ou bronchiques sont observées dans un premiers temps puis lorsque le taux de lymphocytes TCD4+ est effondré, surviennent lors des infections opportunistes identiques à celles de l’adulte. L’atteinte neurologique ne prend pas la forme de l’encéphalopathie du nourrisson mais correspond plutôt à ce qui est observée chez l’adulte en situation de déficit immunitaire sévère. La morbi-mortalité est similaire à long terme à celle des adultes infectés par le VIH. La survie moyenne est de 95 % à 5 ans en l’absence de TAR mais n’est pas précise à plus long terme.
Forme rapidement évolutive
Cette seconde forme est minoritaire, précoce et sévère (entre 3 à 6 mois de vie). Elle concerne environ 15% des enfants infectés et se caractérise par la constitution en quelques mois d’un déficit immunitaire sévère qui touche en général, aussi bien l’immunité cellulaire que l’immunité humorale (35; 42). Elle survient dans les premiers mois de vie de l’enfant et conduit rapidement à l’apparition d’infections opportunistes (muguet, diarrhée chronique, troubles de la croissance, pneumopathies, hépatosplénomégalie et lymphadénopathie). La mort de ces enfants d’emblée très immunodéprimés survient en moins de 4 ans dans un tableau d’encéphalopathie subaiguë. Cette dernière est caractérisée par :
Des troubles du maintien postural et une spasticité avec hypertonie pyramidale
Une atteinte des fonctions cognitives
Une dyspraxie buccolinguale
Elle évolue par paliers vers une aggravation progressive avec microcéphalie et représente un facteur pronostic corrélé au risque opportuniste (13 ; 35).
Epidémiologie et transmission du VIH
Epidémiologie du VIH
Depuis le début de l’épidémie, 74,9 millions (58,3 millions -98,1 millions) de personnes ont été infectées par le VIH et un peu moins de la moitié (32 millions environ) sont décédées de maladies liées au SIDA (http://www.unaids.org/sites/default/files/media_asset/UNAIDS_FactSheet_fr. pdf.). Selon les dernières données de l’ONUSIDA en 2018, il y avait 37,9 millions de personnes vivant avec le VIH dans le monde (Figure 8). Parmi ces individus :
– 36,2 millions [31,3 millions – 42,0 millions] sont des adultes
– 1,7 million [1, 3 millions- 2,2 millions] sont des enfants de moins de 15 ans.
De toutes les personnes vivant avec le VIH, seuls 79% [67-92%] connaissaient leur statut. A la fin de juin 2019, 24,5 millions [21,6 millions -25,5 millions] de personnes avaient accès au traitement antirétroviral. En 2018, 23,3 millions [20,5 millions -24,3 millions] de personnes vivant avec le VIH avaient accès au traitement antirétroviral, soit une augmentation de 7,7 millions [6,8 millions – 8,0 millions] en 2010. Parmi les femmes enceintes vivant avec le VIH, 82% avaient accès à des médicaments antirétroviraux pour prévenir la transmission du VIH à leurs enfants en 2018. Les nouvelles infections à VIH ont été réduites de 40% depuis le pic de 1997. En effet, en 2018, 1,7 millions [1,4 millions -2,3 millions] de personnes étaient nouvellement infectées par le VIH contre 2,9 millions [2,3 millions -3,8 millions] en 1997.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE :REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE VIRUS DE L’IMMUNODEFICIENCE HUMAINE (VIH)
1. Historique
2. Rappels sur le VIH
2.1. Définition et classification du VIH
2.2. Structure du VIH
2.2.1. L’enveloppe
2.2.2. La matrice
2.2.3. La capside et son contenu
2.3. Organisation génomique du VIH-1
2.3.1. Les LTR
2.3.2. Gènes de structure
2.3.3. Les gènes auxiliaires du VIH
2.4. Cellules-cibles et réplication du VIH
2.4.1. Cellules-cibles du VIH
2.4.2. Réplication du VIH
2.4.2.1. Phase précoce
2.4.2.2. Phase tardive
2.5. Variabilité et diversité génétique du VIH
2.5.1. Variabilité génétique
2.5.2. Diversité génétique
CHAPITRE II : L’INFECTION A VIH
1. Histoire naturelle de l’infection à VIH
1.1. Phase de primo-infection
1.2. Phase de latence clinique ou asymptomatique
1.3. Phase symptomatique aboutissant au SIDA
2. Evolution de l’infection à VIH chez l’enfant
2.1. Forme lentement évolutive
3. Epidémiologie et transmission du VIH
3.1. Epidémiologie du VIH
3.2. Modes de transmission du VIH
3.2.1. La transmission sexuelle
3.2.2. La transmission par voie sanguine
3.2.3. La transmission de la mère à l’enfant (TME)
3.2.3.1. La transmission in utero :
3.2.3.2. La transmission intra –partum
3.2.3.3. La transmission par le lait maternel
4. Diagnostic biologique de l’infection à VIH
4.1.Diagnostic indirect ou sérologique
4.1.1. Tests de dépistage
4.1.2. Tests de confirmation
4.2. Diagnostic direct : Mise en évidence du virus ou de ses constituants
4.2.1. Recherche de l’antigéne P24
4.2.2. Techniques de biologie moléculaire
4.2.3. Isolement du virus en culture cellulaire
4.3. Diagnostic de l’enfant né de mère séropositive
4.3.1. Modalités du diagnostic
4.3.2. Importance du Dried Blood Spots (DBS)
4.3.3. Décentralisation des plateformes
4.3.4. Technologies POC et leur importance dans l’atteinte du premier
5. Traitement antirétroviral
5.1. Les inhibiteurs de la réplication virale
5.1.1. Les inhibiteurs de la transcriptase inverse
5.1.1.1. Inhibiteurs nucléotidiques de la transcriptase inverse
5.1.1.2. Inhibiteurs non-nucléosidiques de la transcriptase inverse
5.1.2. Les inhibiteurs de la protéase
5.1.3. Les inhibiteurs de l’intégrase
5.2. Les inhibiteurs d’entrée
CHAPITRE III : PREVENTION DE LA TRANSMISSION LA MEREL’ENFANT DU VIH (Expérience du Sénégal)
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL EXPERIMENTAL
CHAPITRE I : JUSTIFICATION, OBJECTIFS ET CADRE
1. Justification
2. Objectifs de l’étude
2.1. Objectif général
2.2. Objectifs spécifiques
3. Cadre de l’étude
CHAPITRE II : MATERIEL ET METHODES
1. Matériel (cf. Annexe I)
2. Méthodologie de l’étude
2.1. Type et période de l’étude
2.2. Population d’étude
2.3. Collecte des échantillons
2.4. Réalisation des tests de diagnostic précoce
2.4.1. Technique du GeneXpert (Cepheid) dans le diagnostic précoce du VIH-1
2.4.1.1. Principe
2.4.1.2. Mode opératoire
2.4.2. Technique de mPIMA (Alere) dans le diagnostic précoce du VIH-1
2.4.2.1. Principe
2.4.2.2. Mode opératoire
2.4.3. Technique de CAP /CTM dans le diagnostic précoce du VIH-1
2.4.3.1. Principe
2.4.3.2. Mode opératoire
2.5. Analyse statistique
2.5.1. Définitions
2.5.2. Analyses des performances
CHAPITRE III : RESULTATS DE L’ETUDE
1. Caractéristiques de la population d’étude
1.1. Répartition des enfants en fonction du site de prélèvement
1.2. Répartitions des enfants en fonction de l’âge et du sexe
1.3. Répartition des enfants en fonction du schéma thérapeutique de la mère
1.4. Répartition des enfants en fonction de la durée entre le démarrage du traitement de la mère et l’accouchement
1.5. Répartition des enfants en fonction de leur schéma prophylactique
1.6. Répartition des enfants en fonction du mode d’alimentation
2. Résultats du diagnostic avec CAP/CTM
3. Performances du GeneXpert (Cepheid) dans le diagnostic précoce du VIH-1
4. Performances du mPIMA (Alere) dans le diagnostic précoce du VIH-1
CHAPITRE IV: DISCUSSION
CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
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