Le parcours d’un virus infectant une cellule observé en temps réel

Des chercheurs allemands ont mis au point une technique de visualisation au microscope capable se suivre en temps réel l’entrée et le cheminement d’un adénovirus dans les cellules. Le virus semble s’y reprendre à plusieurs fois avant de pénétrer la membrane cellulaire mais une fois entré il a 50% de chances d’arriver au noyau, en 15 minutes. Ce temps très court serait du au fait que le virus emprunte un réseau tubulaire pour se déplacer à l’intérieur de la cellule.

Cette étude, effectuée par l’équipe de Christoph Bräuchle au laboratoire de biologie moléculaire de l’université Ludwig-Maximillians à Munich, est publiée dans la revue Science aujourd’hui.

Il est difficile de suivre la trajectoire d’une molécule unique en temps réel par les techniques classiques de microscopie à fluorescence, c’est souvent la moyenne d’un ensemble d’évènements que l’on détecte.

Dans le système de Bräuchle, les adénovirus ont été couplés covalemment avec différents marqueurs fluorescents (‘Cy5 dye’) excitables en lumière rouge. Les trajectoires des virus (1009 au total), ont été observées dans 74 cellules Hela à différentes étapes de l’infection, en microscopie à contraste de phase (CCD de Nikon).

Le mouvement du virus en dehors de la cellule a été caractérisé par une diffusion normale aléatoire. Lorsque le virus s’est approché de la membrane, les chercheurs ont constaté une décélération des virus, avec une moyenne de 4.4 collisions avec la surface cellulaire pendant un intervalle de temps de 62 ms.

La durée moyenne du contact entre le virus et la cellule a été de 3.2 s. En revanche, pour le virus pénétrant la cellule, cette durée est tombée à 1.2 s. Une efficacité de pénétration de 13% a été calculée.

Le temps moyen de l’endocytose du virus a été de 64 ms, ce qui est très court selon les chercheurs. Il y a eu 113 trajectoires étudiées dans le cytoplasme des cellules. Cinquante trois d’entre elles ont décrit une diffusion normale. Concernant les 60 autres, les trajectoires ont été trouvées orientées et dirigées vers le noyau cellulaire.

Quinze minutes après l’entrée des virus, au moins 50% d’entre eux ont été détectés dans le noyau cellulaire, ce qui est beaucoup plus rapide que les temps d’infection calculés pour l’adénovirus (de l’ordre de deux heures).

Les auteurs concluent de leurs observations que les mesures enregistrées correspondent à ce qui se passe réellement dans la cellule car ils ont utilisé un marquage très faible et très peu de virus, conditions qui perturbent le moins possible les conditions physiologiques de l’infection.

Les auteurs pensent que ces découvertes seront essentielles pour le développement de nouveaux médicaments anti-viraux ainsi que pour la naissance de nouvelles générations de vecteurs de thérapie génique.

Source : Science 30 novembre 2001;294:1929-32.