Introduction aux virus : parasites acellulaires

La limite optique. Les virus ont été trouvés grâce à un filtre, car un meilleur microscope ne les aurait pas montrés. Le pouvoir de résolution d’un microscope optique est limité à environ 200 nanomètres, plafond fixé par la longueur d’onde de la lumière visible — de 400 à 700 nanomètres environ — et décrit mathématiquement par Ernst Abbe dans les années 1870. Grossir au-delà de cette limite ne donne qu’un grossissement à vide : une image plus grande sans détail supplémentaire. Les colorants améliorent le contraste, non la résolution. La plupart des virions mesurant 20 à 250 nanomètres, ils se situent sous la limite optique, et aucune combinaison de lentilles, d’huile à immersion ou de colorant ne peut les mettre au point.

Le filtre qui répondait à une autre question. Le filtre Chamberland-Pasteur, mis au point par Charles Chamberland en 1884 dans le laboratoire de Pasteur, était une bougie de porcelaine non émaillée dont les pores, de l’ordre d’une fraction de micromètre, retenaient les bactéries et les particules plus grosses par simple exclusion de taille. La filtration répondait donc à une question que l’optique ne pouvait même pas poser : elle transformait le problème en épreuve de passage. Si le filtrat limpide restait infectieux, l’agent avait soit franchi des pores trop fins pour toute bactérie, soit le filtrat était contaminé, et des témoins rigoureux ainsi que la répétition permettaient de séparer ces deux explications. Ivanowski, en 1892, est resté prudent et n’a pas revendiqué une nouvelle classe d’organismes, soupçonnant une bactérie très petite ou un défaut de son filtre. C’est en cela que le filtre importait : il détectait une propriété — franchir une barrière étanche aux bactéries — qu’aucune image ne pouvait montrer, et il rendait l’expérience lisible à l’œil nu, puisque l’observateur regardait la plante et non la particule.

Pourquoi un filtrat limpide n’est pas stérile. Cette même propriété est devenue plus tard un avertissement autant qu’un outil : la filtration élimine les bactéries et les particules plus grosses, mais pas les virus, les mycoplasmes ni les toxines ; un filtrat n’est donc pas stérile au sens plein.

Ivanowski avait montré que l’agent franchissait un filtre étanche aux bactéries, mais il avait laissé sa nature en suspens ; le mot virus désignait alors un poison ou un principe contagieux, non une sorte de particule. Martinus Beijerinck, travaillant sur la mosaïque du tabac en 1898, a apporté l’argument manquant. Il a montré que le principe infectieux diffusait à travers un bloc de gélose, que des dilutions répétées et des passages sur de nombreuses plantes ne l’affaiblissaient pas comme l’aurait fait un toxique chimique, et qu’il ne pouvait être cultivé sur milieu nutritif : il ne se multipliait que dans un tissu végétal vivant et en division. De ces comportements, il l’a nommé contagium vivum fluidum, un fluide vivant contagieux, et a remis en usage le mot virus. L’importance est méthodologique, et elle structure encore la discipline. Beijerinck a défini la nouvelle catégorie par ce que l’agent faisait, non par sa petite taille — filtrable, invisible, non cultivable en bouillon ou sur gélose, dépendant d’un tissu vivant — et c’est cette définition qui a rendu défendable une classe d’organismes séparée. Wendell Stanley y a ajouté la chimie en 1935, en obtenant des cristaux du virus de la mosaïque du tabac, résultat qui a contribué à son prix Nobel de 1946. Stanley a d’abord soutenu que le matériel infectieux était une protéine pure ; en 1936, Norman Bawden et William Pirie ont montré que les cristaux contenaient à la fois des protéines et de l’acide ribonucléique : le génome était donc de l’ARN et la particule une nucléoprotéine. Ce résultat chimique a clos le débat : l’agent n’était pas une simple petite bactérie, car une bactérie ne se cristallise pas ainsi et sa composition chimique diffère. Les bactériophages ont été découverts peu après — Frederick Twort en 1915 et Félix d’Hérelle en 1917 — et en 1952 Alfred Hershey et Martha Chase ont utilisé le phage T2 pour montrer que c’est l’ADN, et non la protéine, qui porte l’information génétique. L’héritage clinique est direct. Comme un virus ne se voit pas et ne pousse pas sur les milieux ordinaires, le diagnostic s’est tourné vers la détection de ses protéines (tests antigéniques), de son acide nucléique (amplification en chaîne par polymérase) ou des anticorps qu’il suscite (sérologie), et les postulats de Koch ne peuvent être satisfaits de façon classique pour un virus, car l’agent ne peut être cultivé seul.

Prenez les quatre critères un par un et le paradoxe se transforme en conséquences pratiques. La croissance : une cellule croît en absorbant de la matière et en grossissant avant de se diviser, mais un virion est assemblé sous sa forme mature — les ribosomes de l’hôte traduisent l’ARN messager viral en protéines de coque, qui s’auto-assemblent autour d’un génome copié et, pour les virus enveloppés, bourgeonnent à travers une membrane cellulaire — sans stade juvénile ni variation de taille à mesurer. Au laboratoire, un virus ne se compte donc pas en colonies sur une boîte ; l’infectivité se mesure par la méthode des plages : des dilutions sériées de l’échantillon sont déposées sur une nappe de cellules hôtes vivantes et chaque particule infectieuse y produit une zone claire de cellules détruites, une plage valant une unité infectieuse. Le métabolisme : un virion n’a ni ribosomes, ni transport membranaire, ni voie productrice d’énergie, et il ne consomme aucun nutriment hors d’une cellule. Ce seul fait explique pourquoi les antibiotiques ne guérissent jamais une virose : ils agissent sur des structures propres aux bactéries, comme la paroi de peptidoglycane, le ribosome 70S ou la voie bactérienne des folates, qu’un virion ne possède pas. Les antiviraux doivent donc bloquer une enzyme virale ou une étape de l’entrée — une polymérase, une protéase, une neuraminidase ou une intégrase — ce qui explique leur petit nombre et leur spectre étroit. La reproduction : un virus ne se divise pas ; il accomplit un cycle de réplication fait d’attachement, de pénétration, de décapsidation, de synthèse, d’assemblage et de libération. Pendant la période d’éclipse, aucune particule infectieuse ne peut être retrouvée dans la cellule, car le virion a été démonté et seul son génome reste actif. Une cellule infectée peut ensuite libérer des centaines ou des milliers de particules filles, ce qu’on appelle la taille de libération, et comme les ARN polymérases virales manquent généralement de relecture, chaque copie introduit des erreurs. Ce taux d’erreur est la matière première de la dérive antigénique qui permet à la grippe d’échapper à l’immunité de l’année précédente et de la résistance qui apparaît sous traitement anti-VIH. La réponse aux stimuli : un virion ne chasse pas, ne perçoit pas et ne nage pas vers une cellule ; l’attachement est un ajustement chimique entre une protéine virale de surface et un récepteur de l’hôte, comme une clé dans une serrure. Pas de récepteur, pas d’infection : c’est une bonne part de l’explication de la gamme d’hôtes et du tropisme tissulaire, comme lorsque l’hémagglutinine de la grippe se lie aux résidus d’acide sialique de l’épithélium respiratoire ou que la gp120 du VIH se lie au récepteur CD4 des lymphocytes T auxiliaires. Réunissez les quatre et le verdict est clair : selon la croissance, le métabolisme, la reproduction et la réponse aux stimuli, un virus n’est pas vivant. Pourtant il porte un génome, il se réplique, il mute et il est sélectionné : il est donc indiscutablement biologique. Le débat sur le caractère vivant des virus relève donc largement de la définition, non d’un fait de nature, et l’infirmière doit tenir les deux moitiés ensemble : pas une cellule, mais une menace. La traduction pratique au chevet tient en quatre habitudes — ne jamais attendre d’un antibiotique qu’il guérisse une virose, commencer les antiviraux tôt car ils agissent sur des étapes des premiers jours, suivre la charge virale plutôt que la culture pour juger un traitement anti-VIH, et s’appuyer sur l’hygiène des mains, l’isolement et la vaccination, qui interrompent une particule incapable de se multiplier seule.