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SIDA : un exemple de dysfonctionnement de l'immunité acquise

L'organisme humain est confronté en permanence aux micro-organismes présents dans son environnement. Heureusement, plus de 95 % d'entre eux ne sont pas pathogènes pour l'homme. Les autres sont responsables des pathologies que l'on regroupe sous le nom d'infections.
Les virus comptent parmi les agents infectieux les plus pathogènes pour l'organisme. D'une taille de quelques nanomètres (nm) à quelques centaines de nm, ils ont une architecture très rudimentaire :
  • un seul type de matériel génétique, ADN ou ARN, parfois accompagné d'enzymes et/ ou d'autres protéines ;
  • une nucléocapside, coque protéique qui protège les composants internes du virus et lui donne sa forme ;
  • parfois, une enveloppe entoure la nucléocapside, qui n'est autre qu'un fragment de la membrane plasmique de la cellule qui l'a fabriqué.
Incapable d'assurer sa croissance et son développement par lui-même, un virus n'est pas classé parmi les êtres vivants, mais dans la famille des acaryotes. C'est un parasite intracellulaire obligatoire : il a besoin de pénétrer dans une cellule, dite cellule hôte, et de la reprogrammer pour qu'elle se reproduise.
D'ordinaire, notre système immunitaire est capable de lutter contre une infection virale grâce à des cellules spécialisées :
  • les lymphocytes T4, qui organisent toute la réponse immunitaire spécifique ;
  • les lymphocytes B et T8, chargés de neutraliser le virus et de détruire les cellules infectées.
Le VIH, ou virus de l'immunodéficience humaine, a une particularité qui explique la gravité de l'infection qu'il initie : ses cellules hôtes sont en majorité des cellules immunitaires spécifiques, il va donc affaiblir notre système de défense et provoquer l'apparition du SIDA, ou syndrome d'immunodéficience acquise. Cette pathologie reste à ce jour incurable et mortelle, malgré les progrès en matière de traitement qui augmentent l'espérance de vie du malade.
L'étude des patients « contrôleurs du VIH », qui ne déclenchent pas la maladie après plus de dix ans de séropositivité et en l'absence de traitement, car ils sont capables de contrôler l'infection, pourrait permettre le développement de nouvelles stratégies de traitement.
De même, le candidat vaccin « VIH-rougeole », développé par l'Institut Pasteur et mis en essai clinique en 2009, pourrait permettre de restaurer les défenses immunitaires des personnes infectées par le virus du SIDA.
1. Quelles sont les caractéristiques du VIH ?
• Le VIH est un rétrovirus : son matériel génétique est de l'ARN, présent en double exemplaire. La capside renferme également des enzymes : une transcriptase inverse, pour transformer l'ARN viral en ADN intégrable dans un chromosome de la cellule hôte, une protéase et une intégrase.
• L'enveloppe est piquée de glycoprotéines virales, la gp41 surmontée de la gp120, qui s'accrochent à la cellule hôte.
• Les enzymes nécessaires à la reproduction du virus ne sont pas très fiables, si bien que les copies virales présentent des erreurs par rapport à l'original. Les souches virales retrouvées chez les malades présentent des différences, qui expliquent la difficulté à fabriquer un vaccin efficace contre VIH.
Exercice n°1
2. Quelles sont les données épidémiologiques sur le SIDA et sa prévention ?
• L'épidémiologie est l'étude de maladies infectieuses, elle suit l'évolution de différents facteurs comme la fréquence de la maladie, sa répartition géographique, les facteurs favorisants.
Fréquence :
  • Nombre de personnes vivant avec le VIH/ SIDA dans le monde en 2007 : 33,2 millions environ.
  • Nombre de nouveaux cas d'infection à VIH en 2007 : 2,5 millions.
  • Nombre de décès dus au SIDA en 2007 : 2,1 millions.
  • En France en 2005, environ 150 000 personnes vivaient avec le VIH, et 6 700 nouvelles contaminations avaient été recensées ; près de 40 000 personnes seraient porteuses du virus sans le savoir. Plus de la moitié des nouveaux diagnostics d'infection VIH concerne des personnes contaminées par rapports hétérosexuels (27 % par rapport homosexuels), et les femmes représentent 38 % des nouvelles infections à VIH diagnostiquées. D'après le Sidaction, 12 % des nouvelles contaminations concernent les jeunes de 15 à 24 ans en 2005.
  • Grâce à la trithérapie puis à la quadrithérapie, le taux de mortalité due au SIDA a baissé de 75 à 85 % dans les pays développés.
Répartition géographique : plus de 95 % des personnes infectées par le VIH vivent dans les pays en voie de développement, surtout en Afrique. L'Asie, l'Amérique du Sud et l'Europe de l'Est sont de plus en plus touchés.
Facteurs favorisants : une partie importante de la population ne connaît pas ou ne respecte pas les règles de prévention, les comportements à risque (rapports sexuels non protégés, consommation de drogues injectables) persistent, en particulier chez les jeunes.
• Une baisse du nombre de nouveaux cas passe par un renforcement des mesures de préventions adaptées à chaque mode de contamination :
Mode de contamination
Prévention
Par voie sexuelle, par le sperme et les sécrétions vaginales.
Utilisation du préservatif, test de dépistage avant son abandon.
Par voie sanguine, par échange de seringues souillées entre toxicomanes, ou par transfusion (rare dans les pays développés)
Renforcement des politiques de distribution de kits contenant des seringues à usage unique et du matériel de désinfection.
Par voie materno-fœtale, pendant la grossesse, l'accouchement, et de mère à enfant pendant l'allaitement
Test de dépistage préventif pour les populations à risque.

Exercice n°2Exercice n°3
3. Quelles sont les caractéristiques du cycle réplicatif du VIH ?
• Le virus se fixe sur sa cellule cible, ici un lymphocyte T4 (ce peut être également un macrophage, une cellule dendritique, une cellule du système nerveux), par ses glycoprotéines gp120, qui ont une forte affinité pour le récepteur CD4 du lymphocyte.
• La fusion des membranes du virus et de la cellule hôte provoque la pénétration des capsides virales, qui se dissocient pour libérer leur contenu dans le cytoplasme.
• La transcriptase inverse virale fabrique un ADN à partir de l'ARN du virus, qui va migrer dans le noyau pour s'intégrer à un chromosome de la cellule hôte.
• La cellule fabrique des ARN messagers viraux à partir de l'ADN, ils serviront à la fabrication de trois protéines virales. Ces précurseurs seront coupés par des protéases en fragments plus petits qui correspondent aux protéines fonctionnelles du virus.
• Les virus s'assemblent et se rapprochent de la membrane plasmique, dans laquelle les complexes gp120-gp41 se sont déjà enchâssés.
• Les virus sortent de la cellule hôte en s'enveloppant d'un fragment de membrane plasmique, ils vont infecter chacun une nouvelle cellule cible.
Exercice n°4
4. Quelles sont les conséquences cliniques et paracliniques de l'infection par le VIH ?
• On distingue quatre phases, de l'invasion de l'organisme par les VIH jusqu'à l'évolution en SIDA.
• La primo-infection : les signes cliniques apparaissent deux à douze semaines après l'infection et ne persistent que quelques semaines, d'ailleurs seulement 20 à 40 % des malades consultent un médecin à ce stade. Les signes principaux sont : une adénomégalie, un état pseudo grippal, une éruption cutanée, une candidose ou des aphtes, des troubles neurologiques. À la fin de cette phase, le test immunologique de dépistage est positif, l'individu est dit séropositif.
• La phase de latence : elle peut durer de deux à plus de dix ans. Pendant cette phase, les virus sont éliminés par les anticorps produits par l'organisme, et les LT4 tués sont remplacés en masse, mais leur nombre baisse inexorablement.
• La phase symptomatique : elle dure quelques mois et est révélée par des adénomégalies multiples et douloureuses, des affections touchant la peau et les muqueuses, des manifestations inflammatoires (polyarthrite, etc.). Puis, le sujet présente une fièvre modérée persistante, une perte de poids de plus de 10 %, une diarrhée chronique, etc. La production d'anticorps et de lymphocytes T4 et T8 n'est plus suffisante pour assurer la protection immunitaire du malade.
• Le SIDA déclaré : il est défini par l'apparition d'infections opportunistes graves, des tumeurs malignes responsables du sarcome de Kaposi et de lymphomes, des manifestations respiratoires, digestives, neurologiques, etc. Les défenses immunitaires se sont totalement effondrées, ce qui entraîne le décès du malade en quelques mois.
Exercice n°5Exercice n°6
5. Quelles sont les cibles du traitement du SIDA ?
• Les traitements actuels sont basés sur des associations de molécules qui agissent de manière complémentaire sur différentes phases du cycle viral. Les trithérapies (association de trois molécules) et même les quadrithérapies sont fondées sur ce principe. Leur but est de produire une double action sur l'immunité : diminuer la charge virale, c'est-à-dire le nombre de virus dans l'organisme, et faire remonter le taux de lymphocytes T4, pour améliorer la défense antivirus. On associe également ces molécules, dont les stratégies d'action diffèrent, pour limiter l'émergence de souches virales résistantes au traitement.
• Il existe quatre catégories de molécules utilisées dans le traitement anti-VIH :
  • les molécules qui empêchent la fusion virus - cellule cible ;
  • les inhibiteurs de la transcriptase inverse, molécules qui ressemblent à des nucléotides et qui induisent des erreurs fatales dans la fabrication de l'ADN viral ;
  • les inhibiteurs de l'intégrase, qui empêchent l'ADN viral de se dissimuler dans l'ADN de la cellule hôte ;
  • les inhibiteurs de protéases, qui empêchent la production des protéines virales fonctionnelles.
• L'inconvénient majeur des traitements antisida est l'existence de nombreux effets secondaires parfois invalidants : troubles digestifs, métaboliques, neurologiques, etc.
Exercice n°7
6. Quels sont les moyens de diagnostic de l'infection ?
• Le diagnostic de l'infection de l'organisme par le VIH peut être posé à partir de recherches complémentaires.
a) La recherche d'anticorps anti-VIH dans le sang du patient, à travers deux tests :
• Le test d'Ouchterlony : on laisse diffuser dans un le gel les antigènes étudiés, et le sérum du patient. Si ce dernier contient les anticorps anti-VIH-1 par exemple, ceux-ci vont s'agglutiner avec les virus et sédimenter pour donner un arc de précipitation.
• Le test ELISA : des protéines virales sont fixées au fond d'un puits, on dépose au-dessus une goutte de sérum à tester ; si le sérum contient des anticorps (Ac) anti-VIH, ceux-ci s'agglutinent avec les antigènes viraux. Après avoir lavé le puits, on dépose des anticorps anti-anticorps humains, couplés à une enzyme capable d'effectuer une réaction colorée. Un second lavage élimine les molécules en excès. On dépose enfin une molécule qui, en présence de l'enzyme, se transforme en produit coloré.
  • Si aucune coloration n'apparaît (exemple du haut), le patient est séronégatif.
  • Si la coloration recherchée apparaît (exemple du bas) le patient est séropositif.
Le test ELISA
b) La recherche de protéines du VIH : test de Western-Blot : on sépare sur un gel soumis à un courant électrique les protéines du sérum du patient, de façon à les isoler les unes des autres ; le gel est ensuite plongé dans un liquide qui contient des anticorps anti-VIH. Une réaction colorée va mettre en évidence les complexes antigènes-anticorps des patients contaminés, qui signalent la présence de protéines du VIH dans le sérum testé.
Remarque : pour effectuer un diagnostic anténatal de l'infection par le VIH, on peut utiliser la PCR : c'est une technique d'amplification qui permet, à partir d'un minuscule échantillon, issu de quelques cellules fœtales par exemple, d'obtenir un nombre de molécules d'ADN suffisant pour pouvoir effectuer le test de dépistage.
Exercice n°8
À retenir
• Le VIH est un rétrovirus, donc un virus à ARN. Une enzyme, la transcriptase inverse, permet de fabriquer un ADN viral.
• L'infection est majoritairement présente en Afrique et plus généralement dans les pays en voie de développement.
• La contamination se fait essentiellement par voie sexuelle.
• Le VIH envahit surtout les lymphocytes T4, et s'intègre à son matériel génétique ; il se reproduit grâce aux mécanismes de synthèse des protéines de la cellule hôte.
• Après une longue période asymptomatique, les défenses immunitaires s'effondrent, des cancers et des infections opportunistes graves apparaissent.
• Après une recherche des anticorps anti-VIH ou des protéines virales, le traitement est une association de substances antivirales qui bloquent différents stades du cycle réplicatif du virus.
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