Les adénovirus non-humains
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Auteurs : Fabien Loustalot ; Sophie Creyssels ; Sara Salinas ; Mária Benk ; Balázs Harrach ; Franck J. D. Mennechet ; Eric J. KremerSource :
- médecine/sciences [ 0767-0974 ] ; 2015-12-16.
Abstract
Chaque année, des cas de zoonoses (passage d’un pathogène d’une espèce animale à l’homme) sont recensés sur l’ensemble de la planète. Souvent d’origine virale, ces infections se sont parfois avérées mortelles chez l’homme. Réservoirs de nombreux pathogènes dangereux pour l’homme, les chauves-souris ont particulièrement été incriminées ces 20 dernières années. Le développement des sociétés humaines et les modifications environnementales favorisent les interactions hôtes-réservoirs, amplifiant ainsi l’émergence de zoonoses. Dans ce contexte impliquant la virologie, les bouleversements socioculturels et environnementaux, nous nous sommes interrogés sur la possibilité que des adénovirus de chauves-souris et/ou de primates non-humains puissent, un jour, constituer un risque pour l’homme.
Every year brings another round of zoonotic viral infections. Usually they fall under the radar, but the occasional lethal epidemic brings another scare to the public and new urgency to the medical community. The types of these viruses (DNA vs. RNA genomes, enveloped vs. proteinaceous) as well as the preceding host(s) vary. Over the last 20 years, bats have been identified as an enigmatic carrier for several pathogens that have jumped the species barrier and infected humans. Factors that favour the emergence of zoonotic pathogens include the increasing overlap of the human and animal habitats, cultural activities, and the host reservoir. In this context, we asked whether bat and/or nonhuman primate adenoviruses are a risk for human health.
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DOI: 10.1051/medsci/20153112013
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journal-id-type="url">http://www.medecinesciences.org</journal-id><journal-title-group><journal-title>médecine/sciences</journal-title><abbrev-journal-title abbrev-type="publisher">Med Sci (Paris)</abbrev-journal-title></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0767-0974</issn><issn pub-type="epub">1958-5381</issn><publisher><publisher-name>Éditions EDK, Groupe EDP Sciences</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.1051/medsci/20153112013</article-id><article-id pub-id-type="publisher-id">medsci20153112p1102</article-id><article-id pub-id-type="dkey">10.1051/medsci/20153112013</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="section" xml:lang="fr"><subject>M/S Revues</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="fr">Les adénovirus non-humains</article-title><subtitle xml:lang="fr">Un risque zoonotique ?</subtitle><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Is there a risk of zoonotic 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rid="AFF3">3</xref></contrib><contrib contrib-type="author"><name><surname>Mennechet</surname><given-names>Franck J.D.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="AFF1">1</xref><xref ref-type="aff" rid="AFF2">2</xref></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name><surname>Kremer</surname><given-names>Eric J.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="AFF1">1</xref><xref ref-type="aff" rid="AFF2">2</xref><xref ref-type="corresp" rid="FN1">*</xref></contrib></contrib-group><aff id="AFF1"><label>1</label><addr-line><institution>Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, CNRS UMR 5535</institution>, <named-content content-type="street">1919, route de Mende</named-content>, <named-content content-type="postcode">34293</named-content> <named-content content-type="city">Montpellier</named-content>, <country>France</country></addr-line></aff><aff id="AFF2"><label>2</label><addr-line><institution>Université de Montpellier</institution>, <named-content content-type="city">Montpellier</named-content>, <country>France</country></addr-line></aff><aff id="AFF3"><label>3</label><addr-line><institution>Institute for Veterinary Medical Research, Center for Agricultural Research, Hungarian academy of sciences</institution>, <named-content content-type="postcode">H-1581</named-content> <named-content content-type="city">Budapest</named-content>, <country>Hongrie</country></addr-line></aff><author-notes><corresp id="FN1"><label>*</label><email>eric.kremer@igmm.cnrs.fr</email></corresp></author-notes><pub-date pub-type="final"><day>16</day><month>12</month><year>2015</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>16</day><month>12</month><year>2015</year></pub-date><pub-date pub-type="ppub"><month>12</month><year>2015</year></pub-date><volume>31</volume><issue>12</issue><issue-id pub-id-type="publisher-id">medsci/2015/13</issue-id><fpage>1102</fpage><lpage>1108</lpage><permissions><copyright-statement>© 2015 médecine/sciences – Inserm</copyright-statement><copyright-year>2015</copyright-year><copyright-holder>médecine/sciences – Inserm</copyright-holder></permissions><abstract xml:lang="fr"><p>Chaque année, des cas de zoonoses (passage d’un pathogène d’une espèce animale à l’homme) sont recensés sur l’ensemble de la planète. Souvent d’origine virale, ces infections se sont parfois avérées mortelles chez l’homme. Réservoirs de nombreux pathogènes dangereux pour l’homme, les chauves-souris ont particulièrement été incriminées ces 20 dernières années. Le développement des sociétés humaines et les modifications environnementales favorisent les interactions hôtes-réservoirs, amplifiant ainsi l’émergence de zoonoses. Dans ce contexte impliquant la virologie, les bouleversements socioculturels et environnementaux, nous nous sommes interrogés sur la possibilité que des adénovirus de chauves-souris et/ou de primates non-humains puissent, un jour, constituer un risque pour l’homme.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Every year brings another round of zoonotic viral infections. Usually they fall under the radar, but the occasional lethal epidemic brings another scare to the public and new urgency to the medical community. The types of these viruses (DNA vs. RNA genomes, enveloped vs. proteinaceous) as well as the preceding host(s) vary. Over the last 20 years, bats have been identified as an enigmatic carrier for several pathogens that have jumped the species barrier and infected humans. Factors that favour the emergence of zoonotic pathogens include the increasing overlap of the human and animal habitats, cultural activities, and the host reservoir. In this context, we asked whether bat and/or nonhuman primate adenoviruses are a risk for human health.</p></trans-abstract><counts><fig-count count="2"></fig-count><table-count count="0"></table-count><equation-count count="0"></equation-count><ref-count count="53"></ref-count><page-count count="7"></page-count></counts><custom-meta-group><custom-meta><meta-name>idline</meta-name><meta-value>Med Sci (Paris) 2015 ; 31 : 1102–1108</meta-value></custom-meta><custom-meta><meta-name>cover_date</meta-name><meta-value>Décembre 2015</meta-value></custom-meta><custom-meta><meta-name>first_month</meta-name><meta-value>12</meta-value></custom-meta><custom-meta><meta-name>last_month</meta-name><meta-value>12</meta-value></custom-meta><custom-meta><meta-name>first_year</meta-name><meta-value>2015</meta-value></custom-meta><custom-meta><meta-name>last_year</meta-name><meta-value>2015</meta-value></custom-meta></custom-meta-group></article-meta></front><body><p><inline-graphic mime-subtype="jpeg" mimetype="image" xlink:href="medsci20153112p1102-img1.jpg"></inline-graphic></p><p>Un grand nombre de facteurs virologiques, environnementaux et socioculturels interviennent dans l’émergence et la réémergence de maladies virales. Les virus présentent un temps de réplication très court et l’aptitude à produire des milliers de particules par cellule infectée. Les virus sont aussi des organismes qui évoluent rapidement grâce à une grande capacité d’adaptation et à des modifications génétiques. N’occupant pas une niche écologique de façon constante et définitive, les virus ont ainsi sélectionné au cours de l’évolution la possibilité de parasiter des espèces hôtes alternatives. Bien que restant un événement rare chez l’être humain, les zoonoses font l’objet d’une veille constante en raison de l’impact considérable que certains virus ont aujourd’hui sur la santé publique à l’échelle planétaire.</p><sec id="S1"><title>Les animaux incubateurs de pathogènes humains</title><p>Rendus célèbres par les médias, certains virus émergents ont surpris la communauté médicale et scientifique en raison de l’intensité de leur virulence, associée à un niveau élevé de contagion et de mortalité. Comme pour la plupart des virus émergents, ils sont à l’origine de zoonoses, c’est-à-dire de maladies et/ou d’infections qui se transmettent des animaux à l’homme. Les principales zoonoses virales connues à ce jour impliquent des virus à ARN (rage, chikungunya, grippes). Parmi les nombreuses espèces animales sauvages et/ou domestiques pouvant constituer le réservoir potentiel de ces virus, les chauves-souris sont particulièrement incriminées.</p><p>Les chauves-souris forment l’ordre des chiroptères (<italic>Chiroptera</italic>) et représentent, avec presque un millier d’espèces répertoriées, le deuxième ordre des mammifères le plus important après celui des rongeurs (<italic>Rodentia</italic>). Réparties sur l’ensemble de la planète et parfois migratoires, les chauves-souris sont considérées comme le réservoir principal et naturel de nombreux pathogènes viraux à ARN comme les <italic>Rhabdoviruses,</italic> les <italic>Henipaviruses,</italic> les <italic>Coronoviruses</italic> et les <italic>Filoviruses</italic> [<xref id="InR1"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R1">1</xref>, <xref id="InR2"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R2">2</xref>]. Au cours des vingt dernières années, les chauves-souris ont été suspectées d’être à l’origine de l’émergence de nombreux virus zoonotiques. Ainsi en 2003, plus de 8 000 individus à travers le monde furent contaminés par l’agent responsable du SARS-CoV (<italic>severe acute respiratory syndrome coronavirus</italic>) avec, dans près de 10 % des cas, une conséquence mortelle [<xref id="InR3"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R3">3</xref>]. Plus récemment en 2010, le MERS-CoV (<italic>Middle East respiratory syndrome coronarivus</italic>) a emergé de la péninsule arabique et s’est étendu jusqu’en Europe, provoquant la mort d’environ 50 % des individus infectés [<xref id="InR4"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R4">4</xref>]. Enfin, le virus Ebola souche Zaïre, appartenant à la famille des <italic>Filoviridae</italic>, a été à l’origine de plusieurs épidémies en Afrique de l’ouest dont le taux de létalité a parfois atteint 90 %. La dernière épidémie Ebola, amorcée en décembre 2013 en République démocratique du Congo, affichait un taux de mortalité de 40,9 % au 1<sup>er</sup> mars 2015 selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS) (<italic>World health organisation</italic>, WHO).</p><p>C’est donc dans ce contexte complexe, impliquant la virologie et les bouleversements socioculturels et environnementaux, que nous nous sommes demandé si des adénovirus (AdV) ayant pour réservoir naturel les chauves-souris (BtAdV, <italic>bat adenovirus</italic>) et/ou des primates non-humains (NHP-AdV, <italic>non-human primate adenovirus</italic>) pourraient un jour constituer un risque pour l’homme.</p></sec><sec id="S2"><title>Zoonoses adénovirales : des raisons de s’inquiéter ?</title><p>Quelques observations tendent à montrer que la transmission inter-espèces des AdV serait un phénomène à ne pas négliger. Les virus à ADN comme les AdV sont généralement considérés comme étant plutôt spécifiques de leur espèce. Or, un AdV d’origine animale serait capable de changer d’espèce en conservant une partie de son pouvoir pathogène et contagieux chez son nouvel hôte [<xref id="InR5"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R5">5</xref>]. Ainsi, dans un épisode zoonotique provoquant des atteintes respiratoires sévères, le virus baptisé TMAdV (adénovirus du singe Titi) avait préalablement causé la mort de 83 % des animaux qu’il avait infectés au sein d’une colonie de singes du Nouveau Monde (<italic>Callicebus cupreus</italic>), avant d’être clairement incriminé dans deux cas d’infections respiratoires chez l’homme. Parmi ces deux cas, le premier était un membre du personnel de recherche médicale en contact direct avec les animaux, alors que le second était un membre de sa famille n’ayant jamais été en contact direct avec les singes ou leur environnement [<xref ref-type="bibr" rid="R5">5</xref>]. La présence d’anticorps dirigés contre des AdV de babouins (BaAdV) et de chimpanzés (ChAdV) a été détectée dans le sérum de 2,5 % du personnel travaillant à proximité des animaux [<xref id="InR6"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R6">6</xref>, <xref id="InR7"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R7">7</xref>]. L’analyse génétique des AdV a montré que les virus isolés de différentes espèces animales, comme les AdV canins (CAdV) types 1 et 2 et les BtAdV types 2 et 3, présentaient une similarité de séquence élevée pour les régions précoces 3 et 4 (<italic>early region</italic> 3 and 4 ; E3-E4) de leur génome [<xref id="InR8"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R8">8</xref>], renforçant ainsi le regroupement phylogénétique qui avait déjà été établi entre ces deux virus [<xref id="InR9"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R9">9</xref>]. Des isolats, réalisés chez des chimpanzés et des gorilles sauvages vivant dans leur milieu naturel, ont de même révélé la présence d’AdV dont l’analyse a mis en évidence un regroupement phylogénétique avec des AdV humains (HAdV) [<xref id="InR10"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R10">10</xref>]. Ces différentes observations rendent ainsi compte de la possibilité d’une transmission inter-espèces des AdV de l’animal vers l’homme, mais aussi d’une probable propagation horizontale d’AdV non-humains d’homme à homme.</p></sec><sec id="S3"><title>Les adénovirus : structure, génome et cycle infectieux</title><p>La famille <italic>Adenoviridae</italic> comprend de nombreuses espèces classifiées en cinq genres [<xref id="InR11"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R11">11</xref>]. Le genre <italic>Mastadenovirus</italic> englobe les AdV infectant les mammifères. Les genres <italic>Aviadenovirus</italic>, <italic>Siadenovirus</italic>, <italic>Atadenovirus</italic>, <italic>Ichtadenovirus</italic> infectent les principaux vertébrés (poissons, reptiles, oiseaux) [<xref ref-type="bibr" rid="R11">11</xref>]. Au sein du genre <italic>Mastadenovirus</italic>, sept espèces humaines (<italic>human Mastadenovirus</italic> A à G) avec plus de soixante types d’HAdV et deux espèces de chauves-souris (<italic>bat Mastadenovirus</italic> A et B) avec trois types de BtAdV ont été répertoriées. La dénomination des AdV humains suit une nomenclature récemment modifiée : la première lettre en majuscule identifie l’hôte (humain) suivi de AdV, puis de l’espèce (A à G) et enfin le type (chiffre), par exemple adénovirus humain de l’espèce C type 5, HAdV-C5. La famille <italic>Adenoviridae</italic> possède un tropisme varié infectant de nombreux types tissulaires. Les AdV peuvent provoquer des maladies très diverses causant principalement des troubles respiratoires, oculaires ou digestifs modérés. Plus rarement, certains HAdV peuvent provoquer la mort chez des individus à risque comme les personnes immunodéprimées, très jeunes ou âgées [<xref id="InR12"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R12">12</xref>]. La transmission des AdV se fait principalement par contact direct ou féco-oral.</p><p>Les AdV sont des particules virales non-enveloppées à ADN double brin linéaire non-segmenté [<xref id="InR13"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R13">13</xref>]. D’un diamètre de 70 à 110 nm, la capside protéique à symétrie icosaédrique (20 faces triangulaires) est constituée de trois protéines majeures : l’hexon (II), la base du penton (III) et la fibre (IV), formant 252 capsomères<xref ref-type="fn" rid="FN2">1</xref><italic>(<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1A</xref>)</italic>. Les 240 hexons occupent les faces alors que les 12 pentons (constitués de la base du penton et de la fibre) se répartissent sur les sommets. Chaque homopentamère de base du penton supporte une protéine homotrimérique appelée la fibre dont l’extrémité globulaire (ou knob) s’attache à la surface des cellules [<xref id="InR14"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R14">14</xref>, <xref id="InR15"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R15">15</xref>]. Sur la face interne de la capside, quatre protéines mineures, IIIa, VI, VIII et IX, assurent une meilleure stabilité de la capside. Trois protéines basiques, V, VII et X, sont associées au génome viral. Ces protéines ont pour fonction de compacter l’ADN viral à la manière des histones. Enfin, chaque extrémité 5’ du génome viral est liée à une protéine TP (<italic>terminal protein</italic>) impliquée dans la réplication [<xref id="InR16"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R16">16</xref>] <italic>(<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1A</xref>)</italic>.</p><p><fig id="F1" position="float"><label>Figure 1.</label><caption><p><bold><italic>Structure et organisation du génome viral. A.</italic></bold> Représentation schématique d’un adénovirus. Vue d’ensemble de la capside montrant la localisation des protéines majeures (hexon, base du penton et fibre knob), des protéines mineures (IIIa, VI, VIII, IX et la protéase) ainsi que les protéines associées au génome (V, VII, X et pTP). <bold><italic>B.</italic></bold> Illustration de l’organisation génomique du BtAdV-2. Représentation des unités transcriptionnelles. La ligne horizontale noire représente l’ADN génomique avec, aux extrémités, les séquences répétées inverses (ITR). Les rectangles en bleu correspondent aux gènes précoces et ceux en vert représentent les gènes tardifs (partie centrale de l’illustration). Les régions codantes sont représentées par des flèches orientées dans le sens de la transcription (code couleur identique à ci-dessus). Le nom des gènes ainsi que leur position sur le génome sont indiqués. Les encadrés en vert, qui englobent les gènes, correspondent aux séquences génomiques qui présentent un fort taux de recombinaison dans les différentes espèces d’AdV. Graduellement en rouge sont représentées les régions qui pourraient se recombiner et permettre l’adaptation du virus à un changement d’hôte.</p></caption><alternatives><graphic mime-subtype="tiff" mimetype="image" xlink:href="medsci20153112p1102-fig1.tif"></graphic><graphic mime-subtype="jpeg" mimetype="image" xlink:href="medsci20153112p1102-fig1.jpg"></graphic><graphic mime-subtype="jpeg" mimetype="image" specific-use="thumbnail" xlink:href="medsci20153112p1102-fig1_small.jpg"></graphic></alternatives></fig></p><p>Le cycle infectieux des AdV suit une chronologie bien établie avec (1) l’attachement, l’internalisation, et le trafic vers le noyau de la cellule ; (2) l’expression des gènes viraux et la réplication ; et enfin (3) la libération et la propagation des particules virales. L’émergence d’un virus au pouvoir zoonotique doit donc résulter d’une adaptation du virus à au moins l’une de ces étapes.</p><p>L’attachement des virus à la surface des cellules est le résultat de l’interaction d’une ou plusieurs protéines virales avec un ou des récepteurs membranaires initiant l’internalisation de la particule. Lors d’un changement d’hôte, le virus va reconnaître un (des) récepteur(s) hétérologue(s). De nombreuses molécules de la membrane cellulaire peuvent interagir avec les HAdV [<xref id="InR17"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R17">17</xref>]. Parmi celles-ci, CAR (<italic>coxsackievirus and adenovirus receptor</italic>), qui est bien caractérisé [<xref id="InR18"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R18">18</xref>–<xref id="InR20"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R20">20</xref>], est une protéine transmembranaire de type I<xref ref-type="fn" rid="FN3">2</xref> qui appartient à la sous-famille CTX (<italic>cortical thymocyte marker in Xenopus</italic>), membre de la superfamille des immunoglobulines [<xref id="InR21"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R21">21</xref>]. Exprimé par de nombreux tissus et types cellulaires, CAR présente un niveau élevé de conservation entre les espèces [<xref ref-type="bibr" rid="R20">20</xref>]. D’autres molécules réceptrices ont été également décrites dont CD46 (exprimé par toutes les cellules humaines nucléées et impliqué dans la protection contre la lyse cellulaire induite par le système du complément), l’acide sialique et la desmogléine-2 (molécule d’adhésion appartenant à la superfamille des cadhérines) [<xref ref-type="bibr" rid="R17">17</xref>]. Certains composants plasmatiques comme le facteur X (FX) de la coagulation peuvent également générer un « pont moléculaire » entre les HAdV et les cellules cibles, en particulier lors d’infection du foie et de la rate après injection par voie systémique de vecteurs adénoviraux [<xref id="InR22"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R22">22</xref>, <xref id="InR23"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R23">23</xref>].</p><p>Les virus émergents SARS-CoV et MERS-CoV, récemment isolés de zoonoses à coronavirus (CoV), peuvent se fixer indépendamment sur deux récepteurs cellulaires spécifiques. Par son domaine S1, la protéine d’enveloppe Spike (S) du SARS-CoV interagit avec la molécule ACE-2 (<italic>angiotensin-converting enzyme 2</italic>) [<xref id="InR24"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R24">24</xref>] et l’internalisation du MERS-CoV fait intervenir la protéine DPP4 (<italic>dipeptidyl peptidase 4</italic>) présente à la surface des cellules [<xref id="InR25"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R25">25</xref>]. Notre expertise des AdV et de leur utilisation en tant que vecteurs nous portent à croire que l’étape initiale de reconnaissance cellulaire ne serait vraisemblablement pas l’étape déterminante pour l’émergence potentielle d’une zoonose adénovirale. Certains AdV non-humains comme le CAdV-2 [<xref id="InR26"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R26">26</xref>] et le SAdV-5 (<italic>simian</italic>) peuvent en effet interagir avec CAR [<xref id="InR19"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R19">19</xref>, <xref id="InR27"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R27">27</xref>] et donc être internalisés dans les cellules. De même, les vecteurs dérivés des CAdV et des HAdV peuvent pénétrer dans les cellules de plusieurs espèces incluant les rongeurs, les félins, les primates et même les poissons. Enfin, avec le développement de ces vecteurs, il a été montré qu’un même transgène pouvait être exprimé dans des cellules provenant d’espèces différentes, montrant que le transport intracellulaire des particules virales qui ont pénétré la cellule est efficace et permet la libération du génome viral dans le noyau cellulaire. En revanche, la réplication et la dissémination virale sont fortement réduites dans un système xénogénique. Ces dernières étapes du cycle viral limiteraient donc la transmission des AdV entre espèces différentes.</p><p>Les génomes viraux présentent une densité de région codante inégalée dans le monde du vivant. Ceci est principalement dû au fait que la taille maximale de la molécule d’ADN qui peut être incorporée au sein d’une capside, dont la dimension est fixe, est limitée. Généralement, pour un virus à ADN, deux grand types de protéines sont synthétisés au cours d’un cycle : (1) les protéines régulatrices qui s’expriment lors de la phase précoce du cycle, une fois le génome libéré dans le noyau de la cellule hôte (gènes précoces) et (2) les protéines de structure s’exprimant lors de la phase tardive du cycle infectieux (gènes tardifs) [<xref id="InR28"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R28">28</xref>]. Les protéines de structure vont permettre l’établissement de la capside protéique, des protéines associées à l’enveloppe du virus (pour les virus enveloppés), du tégument (<italic>Herpesviridae</italic>) ou des protéines se liant au génome viral. Les protéines régulatrices ont pour rôle de répliquer le génome viral, de contrôler la réponse immunitaire de l’hôte et d’interagir avec des protéines de la cellule afin d’induire un environnement intracellulaire propice à la réplication virale et à la libération des virions néo-synthétisés.</p><p>La structure du génome des <italic>Mastadenovirus</italic> est similaire <italic>(<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1B</xref>)</italic>. Il est constitué d’une molécule linéaire double brin d’ADN de 26 000 à 45 000 paires de bases dont les extrémités sont composées de séquences répétées inversées (ITR) qui forment les origines de réplication. Le génome des AdV peut être subdivisé en différentes unités de transcription (gènes précoces : E1, E2, E3 et E4 ; gènes tardifs : L1, L2, L3, L4 et L5) qui sont réparties indifféremment sur les deux brins de l’ADN et sont transcrites respectivement avant et après la réplication virale [<xref ref-type="bibr" rid="R28">28</xref>]. L’expression de ces différentes régions repose sur les ARN polymérases II/III de la cellule [<xref id="InR29"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R29">29</xref>]. Lorsque le génome viral est libéré dans le noyau, la région précoce 1A (<italic>early region</italic> 1A ou E1A) est exprimée grâce à des facteurs de transcription cellulaires, indépendamment de facteurs viraux néo-synthétisés. Cette région capitale du génome est à l’origine de la synthèse de facteurs de <italic>trans</italic>-activation qui permettent l’expression de toutes les protéines codées par les régions précoces. Des protéines cellulaires interagissent avec les protéines virales E1A <italic>via</italic> des régions conservées (<italic>conserved region</italic> : CR) communes aux AdV d’une même espèce [<xref ref-type="bibr" rid="R28">28</xref>, <xref id="InR30"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R30">30</xref>]. La protéine majeure de la région E1A se lie ainsi à différents facteurs de transcription cellulaires comme la famille ATF (<italic>activating transcription factors</italic>) (tel c-Jun), la TBP (<italic>TATA binding protein</italic>), le coactivateur transcriptionnel p300, la pRb (<italic>retinoblastoma protein</italic>), ce qui conduit à l’expression des régions E2, E3 et E4 [<xref id="InR31"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R31">31</xref>]. La réplication virale est alors initiée. La région E2 est nécessaire pour la synthèse de l’ADN du virus. Elle code une ADN polymérase, un précurseur de la protéine terminale (pTP) et une protéine de liaison à l’ADN (<italic>DNA-binding protein</italic> ou DBP) [<xref id="InR32"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R32">32</xref>]. La région E3 code jusqu’à 9 protéines selon l’espèce d’AdV. La plupart d’entre elles ont un rôle dans le contrôle de la réponse immunitaire de l’hôte. En particulier, la protéine gp19K se lie aux molécules du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I (CMH I) [<xref id="InR33"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>], bloquant la réponse immunitaire cytotoxique dépendant des lymphocytes T. Enfin, la région E4 produit plusieurs protéines qui ont toutes un rôle essentiel dans la réplication du virus [<xref id="InR34"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R34">34</xref>]. La protéine E4 ORF3 (<italic>E4 gene open reading frame 3 protein</italic>) forme un complexe avec E1B-55K et recrute des composants associés aux corps nucléaires PML (<italic>promyelocytic leukemia</italic>) [<xref id="InR35"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R35">35</xref>] qui interviennent dans les processus de réparation de l’ADN, de réplication, de défense antivirale et au niveau de la transcription [<xref id="InR36"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R36">36</xref>]. Alors que l’expression des régions précoces repose sur des promoteurs indépendants, les gènes tardifs constituent un unique opéron placé sous le contrôle du promoteur tardif majeur (MLP : <italic>major late promoter</italic>). L’activation du MLP semble dépendre de la réplication virale. En effet, si la réplication n’est pas réalisée, l’activation du MLP n’est pas optimale malgré la présence des différents facteurs viraux (protéines IVa2 et IX) [<xref id="InR37"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R37">37</xref>]. Ainsi, la production des particules <italic>via</italic> l’expression des protéines de structure ne s’effectue qu’à partir de génomes viraux néo-synthétisés (soit 10<sup>5</sup>-10<sup>6</sup> molécules/cellule), ce qui permet de produire une quantité massive de virions (jusqu’à 100 000 virions/cellule). La limitation de la transmission inter-espèce des AdV serait donc plutôt associée à l’expression des gènes précoces sans lesquels le cycle viral ne peut être poursuivi et aboutir [<xref id="InR38"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R38">38</xref>]. Au-delà des interactions protéines-protéines, faisant intervenir les produits de E1 et les protéines cellulaires qui permettent l’expression des régions précoces du virus, différents motifs régulateurs en <italic>cis</italic> ont été identifiés au sein du génome des AdV. Ainsi, quatre éléments de régulation ont été localisés dans la région promotrice de l’unité de transcription E2 des HAdV : un site d’ancrage pour la TBP, deux sites pour le facteur d’élongation E2F, et un site d’accroche pour des facteurs de transcription de la famille ATF. Les produits de l’unité de transcription E2 sont responsables de la réplication de l’ADN viral [<xref ref-type="bibr" rid="R32">32</xref>]. Or, les protéines issues de l’expression d’E2 ne permettent pas à elles-seules de répliquer le génome et différents facteurs cellulaires sont requis. C’est le cas du facteur nucléaire I (NF-I) qui interagit avec le complexe formé entre l’ADN polymérase virale (AdPol) et la pTP, et stabilise le complexe aux ITR (<italic>inverted terminal repeat</italic>) [<xref id="InR39"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R39">39</xref>], ou du complexe NF-III/Oct-1 qui favorise les interactions du complexe d’initiation [<xref ref-type="bibr" rid="R28">28</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="R32">32</xref>]. L’homologie des protéines d’hôtes phylogénétiquement proches favoriserait ainsi la transmission des AdV.</p></sec><sec id="S4"><title>Mécanismes moléculaires pour l’émergence de zoonoses</title><p>La réplication est une étape clé favorisant l’apparition de mutations pouvant mener à la création de nouveau(x) caractère(s) viraux « à risque(s) ». Les risques pourraient être d’autant plus importants si les mutations se situent au niveau de séquences régulatrices permettant le recrutement des facteurs cellulaires et/ou des protéines régulatrices virales impliquées dans les interactions avec ces facteurs cellulaires. En raison du grand nombre de copies d’ADN viral néo-synthétisées présentes par cellule infectée, l’apparition de mutations induites par l’AdPol pourrait être à l’origine de l’acquisition par le virus de nouvelles fonctions. Cependant, l’AdPol, tout comme ses homologues cellulaires, ne commet seulement qu’une erreur pour 10<sup>9</sup> nucléotides (soit un taux d’erreur d’environ 1 × 10<sup>-9</sup>) et possède une activité intrinsèque correctrice d’édition [<xref ref-type="bibr" rid="R32">32</xref>].</p><p>Le scénario le plus probable pour générer l’apparition d’AdV au pouvoir zoonotique ferait donc intervenir des remaniements génomiques par recombinaison. L’émergence du SARS-CoV et du MERS-CoV semble être la conséquence de tels événements de recombinaison apparus lors d’infection de chauves-souris de deux sous-ordres différents [<xref id="InR40"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R40">40</xref>]. Un exemple d’événements de recombinaison peut être observé avec HAdV-D53, l’agent étiologique d’une kératoconjonctivite déclarée en 2006 chez douze patients d’une même clinique européenne [<xref id="InR41"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R41">41</xref>]. Le séquençage de HAdV-D53 a révélé qu’il proviendrait de recombinaisons génétiques entre les souches HAdV-D22, HAdV-D8 et HAdV-D37 [<xref id="InR42"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R42">42</xref>]. Ces dernières années, la littérature révèle un grand nombre de réarrangement génomique entre les différents HAdV expliquant en partie la voie évolutive des HAdV [<xref id="InR43"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R43">43</xref>–<xref id="InR46"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R46">46</xref>]. En revanche, ce processus de recombinaison génétique n’est pas restreint aux HAdV. Ces évènements peuvent en effet se réaliser entre AdV d’espèces différentes donnant naissance à de nouveaux pathogènes potentiellement dangereux pour l’homme et/ou pour les autres espèces. Prenons l’exemple du HAdV-E4 dont le génome contient de nombreuses similarités avec celui de certains adénovirus de chimpanzé (ChAdV) [<xref id="InR47"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R47">47</xref>]. HAdV-E4 est un recombinant contenant les boucles 1 et 2 de l’hexon de HAdV-B16 au sein d’un génome de SAdV-26. Il a été proposée que l’adaptation de l’HAdV-E4 à son nouvel hôte résultait d’une part de la capture d’une partie du gène de l’hexon d’un HAdV, et d’autre part de l’intégration d’un site d’ancrage pour un facteur de transcription humain ayant pour origine un autre HAdV [<xref id="InR48"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R48">48</xref>]. Les gènes de l’hexon, la base du penton et la fibre semblent se recombiner entre virus de l’espèce HAdV-D, au même titre que les gènes de la région E3 [<xref id="InR49"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R49">49</xref>] <italic>(<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1B</xref>)</italic>, unité de transcription impliquée dans la pathogénicité virale et l’échappement immunitaire. Comme pour HAdV-E4, l’analyse bio-informatique du génome de SAdV-35 a révélé que ce nouveau virus était issu d’événements de recombinaison entre des SAdV et des HAdV. Ainsi, il a été retrouvé au sein du génome de SAdV-35, au niveau des ITR, une séquence provenant d’un HAdV permettant le recrutement du facteur nucléaire cellulaire NF-I [<xref id="InR50"></xref><xref ref-type="bibr" rid="R50">50</xref>]. Ce virus pourrait donc être un agent zoonotique contenant des séquences impliquées dans l’adaptation à son nouvel hôte.</p></sec><sec id="S5"><title>Facteurs extrinsèques intervenant dans l’apparition de zoonoses</title><p>Parmi les facteurs favorisant les réarrangements génomiques et déterminants pour l’émergence de zoonoses, les phénomènes de rapprochement entre les nouveaux hôtes potentiels et les agents infectieux sont à prendre en considération. Ils favorisent les co-infections (par des AdV de différentes espèces ou des AdV de même espèce mais de types différents) et/ou les infections d’hôtes alternatifs <italic>(<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>)</italic>. En effet, le développement des sociétés humaines à travers la planète réduit de manière considérable l’habitat animal augmentant ainsi les risques pour l’homme de se trouver en contact avec de nouveaux réservoirs animaux. De plus, les modifications de l’écosystème dues aux changements de modes de vie (migration, urbanisation, alimentation), ainsi que l’adaptation de l’environnement, sont sources de perturbation pour l’équilibre entre hôtes et agents infectieux <italic>(<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>)</italic>. Cependant, malgré une colonisation presque planétaire des chauves-souris et la réduction de leur habitat naturel, les données récemment recueillies suggèrent que l’homme n’a pas encore été infecté par des adénovirus de chauve-souris, bien que certains BtAdV puissent se propager dans des cellules humaines [54] et que, inversement, certains HAdV puissent <italic>in vitro</italic>, se propager dans des cellules de chauves-souris (Zhengli Shi, <italic>Wuhan Institute of Virology</italic>, Hubei, China, communication personnelle).</p><p><fig id="F2" position="float"><label>Figure 2.</label><caption><p><bold><italic>Représentation des interactions entre les différents réservoirs.</italic></bold> Illustration des facteurs favorisant l’apparition de zoonoses. Les bulles correspondent à l’environnement dans lequel évoluent les animaux sauvages y compris les chauves-souris (rouge), les animaux d’élevages et/ou domestiques (vert) et les êtres humains (bleu). Les chevauchements de ces environnements représentent les interactions entre ces groupes. L’homme, ainsi que les animaux domestiques et/ou d’élevage, présentent une forte interaction entre eux. Les interactions sont moins importantes entre ces deux environnements et celui des animaux sauvages mais le chevauchement est de plus en plus grand à la suite de l’urbanisation et de la réduction de l’habitat. Les flèches (tirets) correspondent aux différentes voies de transmission, soit directement de la chauve-souris à l’homme, soit faisant intervenir un réservoir intermédiaire. Les flèches (continues) quant à elles, mettent en valeur les différents facteurs pouvant favoriser l’apparition de zoonoses.</p></caption><alternatives><graphic mime-subtype="tiff" mimetype="image" xlink:href="medsci20153112p1102-fig2.tif"></graphic><graphic mime-subtype="jpeg" mimetype="image" xlink:href="medsci20153112p1102-fig2.jpg"></graphic><graphic mime-subtype="jpeg" mimetype="image" specific-use="thumbnail" xlink:href="medsci20153112p1102-fig2_small.jpg"></graphic></alternatives></fig></p></sec><sec id="S6"><title>Cibles immunologiques en cas de zoonoses avérées</title><p>Lors d’une infection à AdV, la réponse immunitaire de l’hôte est activée avec l’induction de la production de cytokines et de chimiokines antivirales [55]. Les PRR (<italic>pattern recognition receptors</italic>) mis en jeu lors d’une infection par les AdV sont partiellement caractérisés. Les réponses dépendent, ou non, des récepteurs de type <italic>Toll</italic>-<italic>like receptors</italic> (TLR) et d’autres récepteurs reconnaissant les acides nucléiques [56]. Les cellules dendritiques et les macrophages, outre leur rôle dans la production de molécules inflammatoires et immunomodulatrices, ont une fonction déterminante dans l’élimination du virus et dans les processus de présentation antigénique qui sont essentiels à la sélection et à l’activation des lymphocytes T. Le développement de la réponse immunitaire adaptative conduit à l’induction d’une réponse lymphocytaire T CD8 cytotoxique et à la production d’anticorps spécifiques. Si la présence d’anticorps semble importante pour la prévention des infections et de la propagation du virus, ce sont principalement les lymphocytes T CD4<sup>+</sup><italic>helper</italic> et CD8<sup>+</sup> cytotoxiques qui protègent l’homme des pathologies induites par les AdV. Ainsi, alors que des patients atteints d’un déficit immunitaire touchant les lymphocytes B peuvent contrôler une infection par les AdV, des individus déficients pour les lymphocytes T en sont incapables et développent une pathologie sévère et/ou létale. Chez l’adulte, la réponse immunitaire dépendant des lymphocytes T est fortement ubiquitaire et majoritairement dirigée contre des épitopes conservés de la capside du virus (par exemple, la région interne de l’hexon). En raison de leur taux de conversion élevé, ces épitopes adénoviraux seraient donc des cibles immunitaires privilégiées lors de l’émergence de zoonoses adénovirales.</p></sec><sec id="S7"><title>Zoonoses adénovirales : à garder dans le viseur</title><p>Les zoonoses font partie du risque sanitaire global. La veille épidémiologique permet de mieux surveiller, de s’adapter et de répondre à l’émergence des zoonoses. Le développement de la biologie moléculaire a permis de mieux comprendre l’origine des pathogènes. L’émergence d’AdV au pouvoir zoonotique résultera d’événements complexes faisant intervenir les phénomènes de réarrangements inter-génomes, de réplication du génome viral, le recrutement de protéines cellulaires impliquées dans le contrôle de la réponse immunitaire et dans l’expression des gènes viraux ainsi que dans le transport des ARN messagers viraux permettant l’adaptation du virus à son nouvel hôte. Malgré un risque évidemment plus faible que pour les virus à ARN, pour lesquels le mécanisme de réplication et la structure du génome favorisent les phénomènes de recombinaison génétique, l’émergence de variants pathogènes d’AdV transmissibles entre les espèces n’est pas à exclure. Il ne faut donc pas négliger le caractère pathogène des AdV qui, chez les individus immunodéprimés, peuvent provoquer des maladies sévères et/ou létales dont le risque épidémique est réel.</p></sec><sec id="S8"><title>Liens d’intérêt</title><p><italic>Les auteurs déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt concernant les données publiées dans cet article.</italic></p></sec></body><back><fn-group><fn id="FN2"><label>1</label><p>Les capsomères sont des structures formées de protéines constituant la capside des virus et disposées géométriquement.</p></fn><fn id="FN3"><label>2</label><p>Les protéines transmembranaires de type I sont constituées d’une chaîne polypeptidique qui traverse une fois la double couche lipidique.</p></fn></fn-group><ref-list><ref id="R1"><label>1</label><mixed-citation publication-type="journal"><string-name><surname>Smith</surname> <given-names>I</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>LF</given-names></string-name>. <article-title>Bats and their virome: an important source of emerging viruses capable of infecting humans</article-title>. <source>Curr Opin Virol</source> <year>2013</year> ; 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Souvent d’origine virale, ces infections se sont parfois avérées mortelles chez l’homme. Réservoirs de nombreux pathogènes dangereux pour l’homme, les chauves-souris ont particulièrement été incriminées ces 20 dernières années. Le développement des sociétés humaines et les modifications environnementales favorisent les interactions hôtes-réservoirs, amplifiant ainsi l’émergence de zoonoses. Dans ce contexte impliquant la virologie, les bouleversements socioculturels et environnementaux, nous nous sommes interrogés sur la possibilité que des adénovirus de chauves-souris et/ou de primates non-humains puissent, un jour, constituer un risque pour l’homme.</abstract><abstract lang="en">Every year brings another round of zoonotic viral infections. Usually they fall under the radar, but the occasional lethal epidemic brings another scare to the public and new urgency to the medical community. The types of these viruses (DNA vs. RNA genomes, enveloped vs. proteinaceous) as well as the preceding host(s) vary. Over the last 20 years, bats have been identified as an enigmatic carrier for several pathogens that have jumped the species barrier and infected humans. Factors that favour the emergence of zoonotic pathogens include the increasing overlap of the human and animal habitats, cultural activities, and the host reservoir. In this context, we asked whether bat and/or nonhuman primate adenoviruses are a risk for human health.</abstract><relatedItem type="host"><titleInfo><title>médecine/sciences</title></titleInfo><genre type="journal" authority="ISTEX" authorityURI="https://publication-type.data.istex.fr" valueURI="https://publication-type.data.istex.fr/ark:/67375/JMC-0GLKJH51-B">journal</genre><subject><genre>section</genre><topic>M/S Revues</topic></subject><identifier type="ISSN">0767-0974</identifier><identifier type="eISSN">1958-5381</identifier><identifier type="PublisherID">medsci</identifier><part><date>2015</date><detail type="volume"><caption>vol.</caption><number>31</number></detail><detail type="issue"><caption>no.</caption><number>12</number></detail><extent unit="pages"><start>1102</start><end>1108</end><total>7</total></extent></part></relatedItem><identifier type="istex">FC65B10F2B7024525DA56F97E9A0CFC7995AB4F9</identifier><identifier type="ark">ark:/67375/80W-VGJLDWV6-2</identifier><identifier type="DOI">10.1051/medsci/20153112013</identifier><identifier type="publisher-ID">medsci20153112p1102</identifier><identifier type="dkey">10.1051/medsci/20153112013</identifier><accessCondition type="use and reproduction" contentType="copyright">© 2015 médecine/sciences – Inserm</accessCondition><recordInfo><recordContentSource authority="ISTEX" authorityURI="https://loaded-corpus.data.istex.fr" valueURI="https://loaded-corpus.data.istex.fr/ark:/67375/XBH-00BJNC61-D">EDP</recordContentSource><recordOrigin>© 2015 médecine/sciences – Inserm</recordOrigin></recordInfo></mods><json:item><extension>json</extension><original>false</original><mimetype>application/json</mimetype><uri>https://api.istex.fr/ark:/67375/80W-VGJLDWV6-2/record.json</uri></json:item></metadata><annexes><json:item><extension>jpeg</extension><original>true</original><mimetype>image/jpeg</mimetype><uri>https://api.istex.fr/ark:/67375/80W-VGJLDWV6-2/annexes.jpeg</uri></json:item><json:item><extension>tiff</extension><original>true</original><mimetype>image/tiff</mimetype><uri>https://api.istex.fr/document/FC65B10F2B7024525DA56F97E9A0CFC7995AB4F9/annexes/tiff</uri></json:item></annexes><serie></serie></istex></record>Pour manipuler ce document sous Unix (Dilib)
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