VIROLOGIE

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À sa naissance en tant que discipline particulière, la virologie (étude des virus) recouvrait un domaine très large et mal défini. Le terme même de virus désignait, en effet, un principe infectant, générateur de maladies qui étaient loin d'être toutes provoquées par ces organismes réunis aujourd'hui dans une catégorie beaucoup mieux délimitée. Les observations de Jenner puis les travaux de Pasteur ont marqué une première étape au cours de laquelle la virologie est devenue une science qui se différenciait peu à peu de la bactériologie. Pendant cette période, les méthodes d'étude des virus sont demeurées dépendantes de l'animal entier qui devait être utilisé pour la symptomatologie des infections virales comme pour la multiplication de leurs agents. On peut considérer qu'une deuxième étape a été franchie avec les cultures cellulaires dont l'emploi s'est considérablement développé depuis les travaux de J. F. Enders (1949) sur le virus de la poliomyélite. Cette méthode a été à l'origine d'immenses progrès réalisés par la virologie, en ce qu'elle a permis une meilleure connaissance des virus, la préparation de vaccins nouveaux ou, selon des techniques nouvelles, la découverte d'espèces virales qui étaient jusqu'alors totalement inconnues. Puis une troisième étape, qui dure encore aujourd'hui, a débuté avec l'emploi des moyens d'étude de la particule virale encore plus approfondis, et qui ont fait de la virologie une branche de la biologie moléculaire (cf. biologie - La biologie moléculaire).

La filtration sur des membranes, dont la porosité est calibrée avec une grande précision, permet de connaître avec une assez bonne approximation la taille des particules virales selon qu'elles traversent ou non ces membranes.

En suspension dans un milieu homogène ou dans une solution de concentration croissante (gradient de saccharose, de chlorure de césium), les particules virales, soumises à une force centrifuge plus ou moins élevée, migrent ou se stabilisent en fonction de leurs propriétés physiques dont certains détails sont ainsi révélés.

Si l'examen microscopique ordinaire (ou photonique) peut permettre l'observation des amas de virions représentés par les inclusions cellulaires, on a recours à la microscopie électronique, dont le pouvoir de résolution est incomparablement plus élevé, pour connaître la structure, la forme et les dimensions des particules virales.

Virologie animale

Mise en culture

L'isolement d'un virus se fait en inoculant un système cellulaire qui peut être représenté par un animal entier ou par des cellules cultivées in vitro.

Inoculation à l'animal

Le choix de l'espèce animale et celui de la voie d'introduction dépendent des affinités particulières de l'espèce virale envisagée. L'inoculum contenant (ou susceptible de contenir) un virus est injecté sous la peau ou dans le muscle, laissant à la circulation le soin de le disséminer et de le diriger vers les régions électivement réceptives, ou encore introduit directement au sein de l'organe sensible. On utilise au laboratoire une grande variété d'animaux et de voies d'inoculation dont voici quelques exemples : voie intracérébrale chez la souris ou le lapin pour le virus de la rage, poche jugale du hamster nouveau-né pour certains virus cancérigènes, virus de la vaccine inoculé par scarifications cutanées ou cornéennes chez le lapin, cavité amniotique ou allantoïdienne de l'œuf de poule embryonné pour le virus de la grippe, voie intrapéritonéale avec les virus coxsackie chez le souriceau nouveau-né. La récolte des virus se fait en prélevant l'organe le plus richement infecté (par exemple, le cerveau pour la rage) ou l'animal entier (souriceau pour le virus coxsackie, embryon de poulet pour la fièvre jaune).

L'organe ou l'animal est alors réduit en un broyat que l'on met en suspension dans une solution adéquate. Une centrifugation permet d'éliminer les fragments de tissus et on recueille le surnageant qui contient en général une quantité importante de virus. Dans le cas de l'œuf de poule embryonné inoculé avec un virus de la grippe, il suffit de prélever le ou les liquides contenus dans les cavités de l'œuf.

Cultures cellulaires

On distingue schématiquement deux types de cultures cellulaires : les cultures primaires et les cultures en lignée continue. Les premières sont obtenues à partir d'un organe entier prélevé chez un animal. Elles permettent de former une nappe de cellules que l'on utilise généralement une seule fois. Les secondes dérivent le plus souvent d'un tissu cancéreux (cancer de la bouche : cellules KB ; cancer du col de l'utérus : cellule HeLa) et peuvent être reproduites indéfiniment par passages successifs in vitro. Un type particulier de cultures cellulaires est représenté par des cellules diploïdes, généralement fibroblastiques, dont le caryotype est normal, mais qui ne peuvent subir qu'un nombre limité de passages (exemple : souche WI 38 de l'institut Wistar).

Que l'on parte d'un organe (pour les cellules primaires) ou d'une culture de cellules en lignée continue, la séparation des cellules se fait par action d'un enzyme, habituellement la trypsine, et donne une suspension de cellules isolées. Après élimination de la trypsine (en centrifugeant le mélange ou en le diluant), on remet les cellules en suspension dans un milieu nutritif qui permet leur multiplication. Réparties en flacons plats stationnaires, ou en récipients cylindriques animés d'un mouvement de rotation lent, les cellules se fixent sur la paroi de verre et donnent naissance à des cellules-filles qui, en se multipliant, recouvrent la paroi d'un tapis continu, représenté par une seule couche de cellules. Les cellules primaires arrêtent là leur croissance par le phénomène de l'inhibition de contact. Pendant toute la durée de leur croissance, les cellules doivent être maintenues à une température constante, voisine de 37 ou 38 0C. L'emploi de la trypsine (ou trypsination) peut être remplacé par celui du versène (acide éthylènediaminetétracétique) pour les cellules en lignée continue.

Les milieux de culture sont constitués par une solution aqueuse isotonique tamponnée de sels minéraux contenant des acides aminés, des vitamines, divers facteurs de croissance et un pourcentage variable de sérum frais de jeune animal. Ces milieux, de même que les solutions de trypsine, doivent être stériles. On y ajoute le plus souvent un indicateur coloré tel que le rouge de phénol (ou phénosulfonephtaléine) pour exercer un contrôle permanent du pH qui doit être voisin de 7. Parmi les milieux les plus couramment utilisés, on citera celui de Parker et celui d'Eagle.

On peut aussi obtenir une croissance des cellules au sein d'un milieu de culture sans [...]

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Écrit par :

  • : professeure des Universités, praticienne hospitalier
  • : docteur en médecine, ancien secrétaire de l'Institut Pasteur
  • : docteur en médecine, docteur d'État ès sciences, professeur des Universités en bactériologie, virologie, hygiène
  • : professeur à l'université Louis-Pasteur, Strasbourg, directeur de l'Institut de biologie moléculaire et cellulaire, Strasbourg

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Pour citer l’article

Sophie ALAIN, Michel BARME, François DENIS, Léon HIRTH, « VIROLOGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/virologie/