La probabilité que l’infection s’installe effectivement après l’entrée du virus dans l’organisme dépend principalement de deux facteurs : la charge infectieuse, c’est-à-dire le nombre de particules virales pénétrées (plus la charge virale est élevée, plus le risque d’infection est élevé), et le nombre de cellules réceptives (c’est-à-dire susceptibles d’être infectées) présentes au point d’entrée du virus.
Mécanisme d’infection
La probabilité que l’infection s’installe effectivement après l’entrée du virus dans l’organisme dépend principalement de deux facteurs : la charge infectieuse, c’est-à-dire le nombre de particules virales pénétrées (plus la charge virale est élevée, plus le risque d’infection est élevé), et le nombre de cellules réceptrices (c’est-à-dire susceptibles d’être infectées) présentes au point d’entrée du virus.
Comme mentionné précédemment, le VIH est capable d’infecter les cellules qui présentent le récepteur CD4 à leur surface ; de nombreux types de cellules de l’organisme humain possèdent ce récepteur, mais la cible principale du virus est le lymphocyte T auxiliaire (ou lymphocyte CD4+). Il a également été démontré que le VIH, pour pouvoir pénétrer dans une cellule, a besoin, en plus du récepteur CD4, de la présence d’autres structures à la surface de la cellule, appelées corécepteurs, dont le principal est appelé CCR5. Il s’agit de récepteurs pour des substances appelées chimiokines, normalement produites par certaines cellules du système immunitaire. Certaines études récentes ont montré que les personnes présentant un défaut génétique homozygote (complet) pour lequel le récepteur CCR5 n’est pas produit sont résistantes à l’infection, et que les personnes présentant un défaut hétérozygote (partiel) peuvent être infectées par le VIH mais ont une progression très lente de l’infection. D’autres études ont montré, en revanche, que les personnes ayant une autre variante génétique, qui produisent beaucoup plus de CCR5, ont une progression plus rapide de l’infection.
Le lymphocyte CD4 constitue le pivot principal de tout le système immunitaire, étant capable de réguler, comme un chef d’orchestre, l’activité de toutes les autres cellules responsables de la défense immunitaire de l’organisme. D’autres cellules qui peuvent être infectées par le virus sont les monocytes, un type de globules blancs, et les macrophages, des cellules de défense présentes dans les tissus. Une fois que l’infection s’est installée, le virus pénètre dans le système circulatoire et se propage à partir du site d’entrée dans tout l’organisme, se localisant principalement dans les organes et les tissus les plus peuplés de cellules réceptrices, tels que les ganglions lymphatiques, la rate, le foie et la moelle osseuse (organes du système hémolymphopoïétique). Dans ces sites, le virus est capable de s’établir et d’y rester longtemps en phase de latence, ou de se répliquer continuellement ; les ganglions lymphatiques, en particulier, représentent l’un des principaux sites de réplication du VIH pendant la phase de latence clinique (c’est-à-dire pendant la période où l’infection ne donne aucun signe d’elle-même).
Au cours de l’infection, deux « compartiments virologiques » différents se forment, mais il existe une communication continue entre eux :
2. Les macrophages infectés, qui ne sont pas tués par le virus, qui peut donc continuer à se répliquer. La demi-vie des macrophages chez les sujets non infectés est d’environ 15 jours.
3. Les lymphocytes T CD4+ à mémoire, qui constituent probablement le plus important des compartiments cellulaires de réserve. Dans ces cellules latentes, le virus n’est pas capable de se répliquer, mais il reste toujours présent avec une copie de son génome intégré dans l’ADN de la cellule.
Les lymphocytes CD4+ mémoires ont une durée de vie très longue, car leur fonction biologique est précisément de garantir à l’organisme une protection immunitaire contre les antigènes rencontrés précédemment ; lorsque ces cellules rencontrent au cours de leur vie l’antigène pour lequel elles sont « programmées », elles retournent à la phase active, pendant laquelle elles peuvent permettre au virus de se répliquer. Par la suite, après plusieurs cycles de réplication, beaucoup de ces cellules mourront, tandis que d’autres retourneront à la phase de latence, contribuant ainsi au maintien d’une réserve virale stable. Ce réservoir viral serait donc le principal responsable de la persistance de l’infection, même en cours de traitement antirétroviral efficace, représentant ainsi le plus grand obstacle à l’éradication de l’infection.
Réponse immunitaire au VIH
En général, lorsque les virus infectent un organisme, ils provoquent une réponse intense de la part du système immunitaire, en particulier de l’immunité à médiation cellulaire, principalement assurée par les lymphocytes tueurs, capables de détruire directement les cellules infectées, et par les lymphocytes T-helper CD4+, capables de produire diverses substances (cytokines) dotées d’une activité antivirale ou ayant la capacité de stimuler d’autres cellules, comme par exemple les lymphocytes B, qui produisent à leur tour des anticorps.
On pense donc que le développement de la maladie est provoqué par un passage progressif de la réponse Th1 à la réponse Th2.
Variabilité génétique
Le VIH a la capacité de subir facilement des variations de sa propre structure génétique (mutations), qui se produisent principalement à la suite d’erreurs de « copie » de la part de la transcriptase inverse. Ces mutations provoquent l’apparition de souches variantes, qui aident le virus à ne pas être reconnu, et donc pas correctement combattu, par le système immunitaire. Les mutations sont également responsables de l’apparition d’une résistance aux médicaments au cours du traitement antiviral.
Déficit immunitaire
Pendant toute la période d’infection, il y a une lutte continue et incessante entre le virus et le système immunitaire. Au fil du temps, le VIH est capable de causer des dommages progressifs au système immunitaire, qui finit par ne plus être en mesure de remplir efficacement ses fonctions.
Il en résulte une immunodéficience, à la suite de laquelle un individu peut être infecté par des micro-organismes qui sont généralement inoffensifs pour ceux qui ont une fonction immunitaire normale (infections opportunistes).
La théorie jusqu’à présent considérée comme la plus valable pour expliquer comment le VIH provoque le déficit immunitaire est probablement celle proposée par le Dr David Ho. En termes simples, Ho compare la réduction des lymphocytes T à la baisse du niveau d’eau dans une baignoire dans laquelle l’écoulement de l’évacuation est plus rapide que l’arrivée d’eau fraîche du robinet. En pratique, Ho soutient que les lymphocytes T sont infectés et détruits par le VIH plus rapidement que le système immunitaire n’est capable d’en produire de nouveaux.
Des études plus récentes semblent toutefois démontrer que ce mécanisme ne suffit pas à lui seul à expliquer le degré sévère d’immunodéficience qui se produit chez les sujets infectés par le VIH aux stades les plus avancés de la maladie.
Des chercheurs de l’Université de Californie ont utilisé une nouvelle technique de biologie moléculaire pour étudier in vivo la dynamique de la production et de la distribution des lymphocytes T chez les patients séropositifs, en comparant les résultats obtenus avec ceux observés chez des volontaires sains. La théorie qui en a émergé affirme que la cause principale du développement de l’immunodéficience n’est pas tant la destruction des cellules T existantes (même si cela se produit quand même), mais plutôt la conséquence de l’incapacité du système immunitaire à produire de nouvelles cellules à un rythme adéquat.
Pour utiliser la comparaison de Dr. Ho, le niveau d’eau dans la baignoire diminue non pas tant parce que le débit augmente, mais surtout parce que la quantité d’eau qui coule du robinet diminue.
Il y aurait donc un facteur qui empêche la production de nouvelles cellules en quantité suffisante. Les auteurs émettent l’hypothèse que cela pourrait être principalement dû à des dommages aux organes où se trouvent les lymphocytes T, à savoir la moelle osseuse et le thymus.
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