Les virus, à la frontière du vivant

Pose un virus sur une table : il ne mange pas, ne respire pas, ne grandit pas, il ne fait rien du tout. Mais qu'il rencontre une cellule qui porte le bon récepteur, et il y fait entrer ses gènes, que la cellule va recopier à sa place. Sans cellule, pas de copie : on dit que c'est un parasite obligatoire des cellules. Chaque virus est aussi exigeant sur son hôte. Le virus de l'hépatite B, très répandu en Afrique, s'attaque presque uniquement aux cellules du foie humain, alors que les bactériophages ne s'en prennent qu'à des bactéries. Voyons de quoi un virus est fait, puis comment il se multiplie.

Cette histoire commence par un outil. En 1884, Charles Chamberland, un collaborateur de Pasteur, met au point une bougie de porcelaine poreuse qui retient les bactéries : on s'en sert pour obtenir une eau sans microbes. Quelques années plus tard, deux botanistes l'utilisent sur la sève de plants de tabac atteints de mosaïque, une maladie qui tache les feuilles. Le Russe Dmitri Ivanovski, en 1892, constate que la sève filtrée reste contagieuse, mais il soupçonne encore une toxine ou une bactérie très petite. Le Néerlandais Martinus Beijerinck, en 1898, va plus loin : l'agent se multiplie dans la plante, ce n'est donc pas un simple poison, et pourtant il traverse le filtre. Un nouveau monde s'ouvre. En 1917, dans un laboratoire parisien, le Franco-Canadien Félix d'Hérelle décrit des agents filtrants qui tuent les bactéries et les baptise bactériophages. Enfin, en 1935, l'Américain Wendell Stanley obtient le virus de la mosaïque du tabac sous forme de cristaux, comme un sel, et d'autres chercheurs montrent peu après qu'il contient de l'ARN en plus de ses protéines.

Démonte un virus de l'extérieur vers l'intérieur. Chez beaucoup de virus, la couche externe est une membrane de lipides : le virus l'a emportée en quittant la cellule qui l'a fabriqué, et des glycoprotéines virales y sont plantées pour reconnaître la cellule suivante. On dit ces virus enveloppés. C'est le cas du virus Ebola, dont la glycoprotéine de surface a servi de cible au vaccin essayé en Guinée en 2015. Sous l'enveloppe, ou directement à l'extérieur chez les virus nus, se trouve la capside, un assemblage régulier de nombreuses copies d'une ou de quelques protéines. Elle protège le génome, fait soit d'ADN, soit d'ARN. Cette différence entre virus enveloppés et virus nus a une conséquence très concrète : l'enveloppe se défait au contact du savon et de l'alcool, alors qu'un virus nu, comme celui de l'hépatite A, résiste bien mieux. C'est l'une des raisons pour lesquelles le lavage des mains au savon a tant compté pendant l'épidémie d'Ebola.

Les plus petits virus des animaux, les circovirus, mesurent moins de vingt-cinq nanomètres, et le virus de la poliomyélite une trentaine. À l'autre bout, les poxvirus, la famille du virus de la mpox qui circule en République démocratique du Congo, dépassent largement deux cents nanomètres et ont une forme de brique. En 2014, une équipe de chercheurs de Marseille a même décrit Pithovirus, réveillé d'un sol gelé de Sibérie vieux de plus de trente mille ans : environ un micromètre et demi de long, autant qu'une petite bactérie. Côté architecture, la capside suit trois grands plans. Hélicoïdale, quand les protéines s'enroulent en tube autour du génome, comme chez le virus de la rage, dont l'enveloppe a la forme d'une balle de fusil. Icosaédrique, une boule à vingt faces triangulaires, comme chez le rotavirus, grande cause de diarrhée grave chez le nourrisson. Complexe enfin, quand aucune de ces deux géométries ne suffit, comme chez les poxvirus.

Un virus se multiplie toujours selon le même scénario général. D'abord, il se fixe sur un récepteur précis à la surface de la cellule, un peu comme une clé dans une serrure. C'est pour cela qu'il ne peut infecter que certaines cellules. Ensuite, il entre, ou il injecte seulement son génome, comme le font beaucoup de bactériophages. La cellule, détournée, copie le génome viral et fabrique les protéines du virus. Les nouvelles pièces s'assemblent en virus complets. Enfin, ils sortent, parfois en faisant éclater la cellule, parfois en bourgeonnant à sa surface. Une seule cellule peut libérer de très nombreux virus.

Beaucoup de virus sont connus pour les maladies qu'ils causent : la rougeole, la grippe, ou la maladie à virus Ebola, qui a durement frappé l'Afrique de l'Ouest. Chez les plantes, des virus provoquent des mosaïques sur les feuilles, du tabac au manioc, et font chuter les récoltes. Mais il existe aussi des virus utiles. Les bactériophages, ou phages, n'infectent que des bactéries. On les étudie pour lutter contre des bactéries devenues résistantes aux médicaments habituels. Les virus servent aussi d'outils en recherche, par exemple pour transporter un gène dans une cellule. Comme les autres microbes, ils ne sont pas tous des ennemis.

Pour finir ce module, garde l'essentiel sur les virus. Un virus est un génome, ADN ou ARN, enfermé dans une capside de protéines, parfois entourée d'une enveloppe. Il ne vit qu'à travers une cellule hôte, dont il détourne la machinerie. Sa taille se compte en nanomètres. Certains causent des maladies graves chez l'humain, l'animal ou la plante, d'autres comme les phages peuvent nous aider contre des bactéries. Tu as maintenant fait le tour de la diversité microbienne : bactéries, archées, champignons, protistes et virus. Dans le module 2, tu vas entrer à l'intérieur de la cellule bactérienne, pièce par pièce.