L'image de gauche montre comment les particules de poliovirus nouvellement formées (rose) sont chargées du génome du virus et se transforment en virus infectieux (rouge). A droite :si la protéine VPS34 de la cellule est inhibée, l'assemblage du virus s'arrête à mi-chemin. Les particules virales à moitié fabriquées sont affichées en rouge. Une particule virale mesure 30 nanomètres (un nanomètre équivaut à un millionième de millimètre). Crédit :Selma Dahmane, Université d'Umeå, Suède
Pour la première fois, des chercheurs de l'Université d'Umeå, en Suède, peuvent désormais montrer comment le redoutable poliovirus se comporte lorsqu'il s'empare d'une cellule infectée et la trompe pour qu'elle produise de nouvelles particules virales. On pensait que la poliomyélite était presque éradiquée, mais l'infection a maintenant été redécouverte à Londres et à New York.
"Nous avons maintenant une compréhension complètement différente de la façon dont le virus agit et donc de meilleures opportunités de recherche pour peut-être trouver de nouvelles façons de freiner la progression du virus à l'avenir", déclare Lars-Anders Carlson du Département de chimie médicale et de biophysique à Umeå. Université.
Le redoutable poliovirus appartient à la même grande famille, les entérovirus, que plusieurs rhumes. On sait depuis un certain temps que les entérovirus réorganisent radicalement l'intérieur des personnes infectées, mais on ne sait pas exactement comment, simplement parce que la technologie ne nous a pas permis de voir aussi profondément dans les cellules. Grâce au microscope cryoélectronique avancé d'Umeå, les chercheurs ont pu pour la première fois prendre des images en trois dimensions de la façon dont le poliovirus se forme et envahit les cellules humaines.
"Nous avons été surpris de voir comment le virus transforme les processus dans la cellule qui sont autrement utilisés pour détruire les virus pour produire de nouveaux virus à la place", explique Lars-Anders Carlson.
Les chercheurs ont pu identifier le site dans la cellule où le poliovirus forme de nouvelles particules virales, en voyant des sites avec des virus à moitié assemblés. Étonnamment, cette "usine à virus" dans la cellule s'est avérée être des surfaces dans la cellule qui ressemblaient à un processus autrement normal dans la cellule, l'autophagie. L'autophagie est un processus relativement récent dans les cellules qui a fait l'objet du prix Nobel 2016. Normalement, l'autophagie sert à décomposer les particules dont la cellule veut se débarrasser, comme les particules virales. Mais le poliovirus parvient à reprogrammer ce mécanisme de défense contre les virus pour produire plus de virus à la place.
Les chercheurs ont découvert que certaines protéines sont particulièrement importantes. La protéine VSP34 est utilisée par le virus pour construire de nouvelles particules virales. Lorsque les chercheurs ont inhibé VSP34, ils ont pu voir que le virus pouvait à peine assembler des virus entiers, mais surtout seulement la moitié des particules virales. Une autre protéine importante est appelée ULK1, qui ralentit la production de virus. Les chercheurs ont pu constater que la quantité de virus explosait lorsque cette protéine était inhibée. Cela confirme la théorie selon laquelle le poliovirus brise ce "frein".
Une fois que le virus s'est multiplié dans la cellule, les particules doivent être libérées pour infecter de nouvelles cellules. Cela se fait en libérant les particules en petits paquets, appelés vésicules. Ici, les chercheurs ont également fait une découverte surprenante; un tri minutieux de ce qui est emballé dans les vésicules a lieu. Seuls les virus correctement formés et porteurs du matériel génétique du virus sont placés dans les vésicules, tandis que les particules virales vides ne sont pas autorisées. De cette façon, le virus peut se propager plus efficacement.
"Les nouvelles connaissances que nous apportons sur le rôle de l'autophagie dans la formation de virus peuvent fournir de nouvelles informations pour le développement de futurs antiviraux qui pourraient compléter les vaccins. Nous avons de bonnes raisons de croire que nos découvertes sont valables pour le grand groupe de virus auxquels le poliovirus appartient, les entérovirus. Il n'existe pas de vaccin contre la plupart des entérovirus, mais un antiviral qui agit sur le système d'autophagie pourrait être efficace contre beaucoup d'entre eux. Cependant, il reste encore un long chemin à parcourir", déclare Lars-Anders Carlson.
La poliomyélite est à juste titre une maladie redoutée qui peut entraîner la paralysie et la mort. Le poliovirus commence dans les intestins mais peut ensuite attaquer la moelle épinière. Il n'existe toujours pas de remède contre la maladie, mais la seule façon de la prévenir est de se faire vacciner. Dans une grande partie du monde, les campagnes de vaccination ont connu un tel succès que la maladie est considérée comme pratiquement éliminée. Cependant, la poliomyélite persiste dans certains pays d'Asie, d'Afrique et du Moyen-Orient. Le poliovirus se transmet principalement par les matières fécales. En 2022, le virus a de nouveau été détecté dans les eaux usées de New York et de Londres. De plus, New York a enregistré le premier nouveau cas en dix ans d'une personne devenue paralysée en raison d'une infection par la poliomyélite.
Lorsque de nouvelles particules virales sont préparées pour être libérées dans de petits paquets (appelés vésicules), le virus s'assure que seules les particules virales qui ont été chargées avec le génome du virus, et donc devenues infectieuses, sont emballées. Plusieurs exemples de ce processus sont présentés (particules infectieuses en rouge, vésicules en bleu). Crédit :Selma Dahmane, Université d'Umeå, Suède
La réapparition de la poliomyélite dans les pays développés peut être due en partie à une baisse des taux de vaccination, la maladie étant considérée comme presque éradiquée, et également à une résistance croissante à la vaccination.
L'étude était une collaboration avec des chercheurs des National Institutes of Health, aux États-Unis, et de l'Université Monash, en Australie. Il est publié dans la revue scientifique Nature Communications .
