Recherche / Départements scientifiques
Virologie
Le département regroupe 20 structures de recherche travaillant sur un nombre assez vaste de virus différents. Le but principal est de réussir à mener à bien une recherche scientifi que de tout premier plan sur certains virus pathogènes pour l'homme, tout en restant proche des applications en santé publique.
Quatre centres collaborateurs de l'OMS dont trois, également centres nationaux de référence, font partie du département, et de nombreux virologues du Réseau international des Instituts Pasteur collaborent.
Coronavirus, agent causal du SRAS - Virus du sida (bourgeonnement à la surface d'un lymphocyte)
Parmi les virus étudiés figurent : le VIH et d’autres rétrovirus, comme celui de la leucémie des cellules T ; des arbovirus – c’est-à-dire des virus transmis à l’homme par des moustiques ou des tiques – comme celui de la dengue, le chikungunya ou le virus de la vallée du Rift ; des virus respiratoires (grippe, SRAS) ; des virus provoquant des hépatites ; le poliovirus et autres entérovirus ; des virus oncogènes (papillomavirus, virus du sarcome de Kaposi). Une concentration aussi élevée de virologues dans un seul département – la plupart d’entre eux participant aussi à des enseignements de 3e cycle en virologie sur le campus – est unique au monde.
Les autres institutions académiques de recherche de renom, de nombreuses universités américaines, par exemple, comptent en général deux ou trois groupes de virologues travaillant au sein d’un département de microbiologie ou d’une discipline proche. Cette large couverture de virus différents permet à l’Institut Pasteur de mettre en place rapidement de nouveaux programmes de recherche en cas de nouvelles émergences et ainsi d’étudier de nouveaux virus de façon efficace, ces derniers appartenant souvent à l’une des familles virales déjà étudiées sur le campus. Certains groupes de recherche du département visent l’identifi cation d’agents pathogènes viraux circulant dans l’environnement, en suivant des approches d’épidémiologie clinique et moléculaire.
D’autres cherchent à comprendre la réaction de l’organisme à une infection virale, soit par la réponse innée – par exemple, l’induction de la production d’interféron comme moyen de défense – soit par la réponse immunitaire adaptative cellulaire – production de cellules T qui éliminent les cellules infectées – et humorale – production d’anticorps qui éliminent les particules virales circulant dans l’organisme. Les mécanismes moléculaires impliqués dans les différentes étapes du cycle viral, qui permettent aux virus de détourner la machinerie cellulaire, y compris les voies métaboliques, à leur profit, constituent un aspect important exploré par plusieurs équipes. Parmi ces étapes, différents processus sont étudiés. L’entrée, par laquelle le virus délivre son génome – souvent sous forme de nucléocapside – dans le cytoplasme de la cellule cible, à travers la membrane cellulaire. Le transport intracellulaire de la nucléocapside (le long du réseau de microtubules, par exemple) jusqu’à l’endroit où aura lieu la réplication.
La multiplication du génome viral, qui implique en général l’action de nucléotides, de polymérases, hélicases et autres enzymes codées par le virus, ainsi que des protéines cellulaires associées au sein d’un complexe de réplication. Les mécanismes moléculaires viraux qui vont conduire, par exemple, à la transformation de la cellule normale en cellule cancéreuse dans le cas des virus oncogènes. L’assemblage de milliers de nouvelles particules virales infectieuses en détournant la machinerie cellulaire pour en faire une usine de production de virus.
Les autres institutions académiques de recherche de renom, de nombreuses universités américaines, par exemple, comptent en général deux ou trois groupes de virologues travaillant au sein d’un département de microbiologie ou d’une discipline proche. Cette large couverture de virus différents permet à l’Institut Pasteur de mettre en place rapidement de nouveaux programmes de recherche en cas de nouvelles émergences et ainsi d’étudier de nouveaux virus de façon efficace, ces derniers appartenant souvent à l’une des familles virales déjà étudiées sur le campus. Certains groupes de recherche du département visent l’identifi cation d’agents pathogènes viraux circulant dans l’environnement, en suivant des approches d’épidémiologie clinique et moléculaire.
D’autres cherchent à comprendre la réaction de l’organisme à une infection virale, soit par la réponse innée – par exemple, l’induction de la production d’interféron comme moyen de défense – soit par la réponse immunitaire adaptative cellulaire – production de cellules T qui éliminent les cellules infectées – et humorale – production d’anticorps qui éliminent les particules virales circulant dans l’organisme. Les mécanismes moléculaires impliqués dans les différentes étapes du cycle viral, qui permettent aux virus de détourner la machinerie cellulaire, y compris les voies métaboliques, à leur profit, constituent un aspect important exploré par plusieurs équipes. Parmi ces étapes, différents processus sont étudiés. L’entrée, par laquelle le virus délivre son génome – souvent sous forme de nucléocapside – dans le cytoplasme de la cellule cible, à travers la membrane cellulaire. Le transport intracellulaire de la nucléocapside (le long du réseau de microtubules, par exemple) jusqu’à l’endroit où aura lieu la réplication.
La multiplication du génome viral, qui implique en général l’action de nucléotides, de polymérases, hélicases et autres enzymes codées par le virus, ainsi que des protéines cellulaires associées au sein d’un complexe de réplication. Les mécanismes moléculaires viraux qui vont conduire, par exemple, à la transformation de la cellule normale en cellule cancéreuse dans le cas des virus oncogènes. L’assemblage de milliers de nouvelles particules virales infectieuses en détournant la machinerie cellulaire pour en faire une usine de production de virus.
Enfin, la sortie de la cellule infectée, parfois par lyse cellulaire, mais aussi, dans le cas de nombreux virus enveloppés, par bourgeonnement au niveau d’une membrane cellulaire, processus dans lequel la particule virale s’entoure d’un bout de la membrane de la cellule hôte. Plusieurs équipes étudient aussi la dissémination du virus dans l’organisme, pour gagner des nouveaux tissus suite au franchissement de divers obstacles : la barrière hémato-encéphalique pour accéder au système nerveux pour certains virus neurotropes, le placenta pour des virus transmis de mère à enfant par voie intra-utérine, etc.
D’autres groupes suivent les mécanismes de dispersion dans l’environnement, en étudiant le détail des modes de transmission, la participation éventuelle de vecteurs et la réplication virale dans ces derniers (études entomologiques sur des moustiques porteurs d’arbovirus), ou de zoonoses, qui impliquent des virus transmis à l’homme par divers animaux, comme les volailles dans le cas de la grippe aviaire. Certaines équipes étudient aussi le processus d’adaptation du virus à un nouvel hôte, en franchissant la “barrière d’espèce”, un phénomène très important dans la propagation des épidémies. C’est le cas, par exemple, du virus du Sras, ou encore celui très redouté de la grippe aviaire. Un aspect très important pour comprendre la pathologie virale est l’identification de facteurs génétiques cellulaires prédisposant à la sévérité de certaines maladies virales.
Par exemple, ce type de recherche a permis de mettre en évidence une corrélation entre certaines particularités de l’hôte transmises génétiquement, de manière héréditaire, et l’infection par le VIH. De même, la gravité de l’infection par le virus de la dengue ou encore la sensibilité accrue aux infections récalcitrantes par certains papillomavirus apparaissent liées à certains trait génétiques de l’hôte. Finalement, certaines unités développent l’utilisation de rétrovirus comme vecteurs pour la thérapie génique, en exploitant leur capacité à s’insérer dans le génome de l’hôte, alors que d’autres exploitent les propriétés du vaccin contre le virus de la rougeole comme vecteur pour immuniser en même temps contre d’autres pathogènes. Dans tous les cas, des techniques d’imagerie poussées sont utilisées pour suivre la dynamique d’une infection virale dans un organisme infecté.
L’ensemble des résultats émanant de ces recherches est susceptible d’avoir un impact majeur pour le diagnostic et l’identifi cation de l’agent pathogène.
D’autre part, ces résultats établissent des bases conceptuelles pour le développement rationnel de nouveaux agents préventifs ou thérapeutiques contre ces formidables pathogènes que sont certains virus, en particulier ceux qui sont responsables de maladies graves comme le sida, le cancer du foie ou du col utérin, la grippe ou les fi èvres hémorragiques. Dans ce contexte, un autre rôle important du département, de concert avec les plates-formes technologiques de l’Institut Pasteur, est le développement d’essais de criblage pour l’identifi cation et la validation de cibles virales ou cellulaires pour l’intervention thérapeutique.
D’autres groupes suivent les mécanismes de dispersion dans l’environnement, en étudiant le détail des modes de transmission, la participation éventuelle de vecteurs et la réplication virale dans ces derniers (études entomologiques sur des moustiques porteurs d’arbovirus), ou de zoonoses, qui impliquent des virus transmis à l’homme par divers animaux, comme les volailles dans le cas de la grippe aviaire. Certaines équipes étudient aussi le processus d’adaptation du virus à un nouvel hôte, en franchissant la “barrière d’espèce”, un phénomène très important dans la propagation des épidémies. C’est le cas, par exemple, du virus du Sras, ou encore celui très redouté de la grippe aviaire. Un aspect très important pour comprendre la pathologie virale est l’identification de facteurs génétiques cellulaires prédisposant à la sévérité de certaines maladies virales.
Par exemple, ce type de recherche a permis de mettre en évidence une corrélation entre certaines particularités de l’hôte transmises génétiquement, de manière héréditaire, et l’infection par le VIH. De même, la gravité de l’infection par le virus de la dengue ou encore la sensibilité accrue aux infections récalcitrantes par certains papillomavirus apparaissent liées à certains trait génétiques de l’hôte. Finalement, certaines unités développent l’utilisation de rétrovirus comme vecteurs pour la thérapie génique, en exploitant leur capacité à s’insérer dans le génome de l’hôte, alors que d’autres exploitent les propriétés du vaccin contre le virus de la rougeole comme vecteur pour immuniser en même temps contre d’autres pathogènes. Dans tous les cas, des techniques d’imagerie poussées sont utilisées pour suivre la dynamique d’une infection virale dans un organisme infecté.
L’ensemble des résultats émanant de ces recherches est susceptible d’avoir un impact majeur pour le diagnostic et l’identifi cation de l’agent pathogène.
D’autre part, ces résultats établissent des bases conceptuelles pour le développement rationnel de nouveaux agents préventifs ou thérapeutiques contre ces formidables pathogènes que sont certains virus, en particulier ceux qui sont responsables de maladies graves comme le sida, le cancer du foie ou du col utérin, la grippe ou les fi èvres hémorragiques. Dans ce contexte, un autre rôle important du département, de concert avec les plates-formes technologiques de l’Institut Pasteur, est le développement d’essais de criblage pour l’identifi cation et la validation de cibles virales ou cellulaires pour l’intervention thérapeutique.