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Le virus Ebola appartient au genre Ebolavirus de la famille des filovirus, à laquelle appartient également le virus Marburg.
On connaît cinq virus distincts2,4, que l'ICTV rattache chacun à l'une des cinq espèces du genre Ebolavirus. Cependant, la taxinomie des filovirus est récente et continue d'évoluer au gré des avancées phylogénétiques, d'où une relative confusion entre les différentes dénominations retenues selon les auteurs5. Un usage bien ancré dans les laboratoires fait du virus Ebola une désignation synonyme du genre Ebolavirus décliné en cinq sous-types de virus6,7, tandis que la nomenclature adoptée par l'ICTV, faisant du virus Ebola le virus de l'espèce type du genre Ebolavirus, n'a pas encore été ratifiée.
Le nom des espèces virales validé par l'ICTV a sensiblement évolué depuis l'identification de ces virus8,9,10,11,12,13. On distingue :
La nature pathogène des différents filovirus, qu'il s'agisse du genre Ebolavirus ou du genre Marburgvirus, est très semblable dans la mesure où ces virus ont tous été associés à des flambées de fièvres hémorragiques chez l'homme et les autres primates avec des symptôme identiques. Ils diffèrent en revanche du point de vue génétique, avec uneséquence nucléotidique pouvant varier de 30 à 40 % d'une souche à l'autre, ce qui se traduit par une sévérité très différente entre les pathologies induites chez l'homme par ces différents virus — la létalité peut ainsi être nulle chez les humains pour le virus Reston, mais approcher 90 % pour le virus Ebola — bien que des facteurs environnementaux puissent également expliquer ces différences.
Le virus Reston a été isolé en 1989 chez des macaques crabiers aux Philippines. Présent également en Chine, il est moins pathogène chez les primates non humains et l'on pensait qu'il n'affectait pas les humains jusqu'à ce qu'on identifie une transmission du porc à l'homme en 2009.
Le virus Bundibugyo, découvert en 2008, s’apparente davantage au virus Forêt de Taï2, mais est plus virulent que ce dernier.
Les filovirus sont, comme leur nom l'indique, des particules virales d'apparence filaire. Ils appartiennent à l'ordre des Mononegavirales, comprenant les virus à ARNmonocaténaire non segmenté à polarité négative. Initialement classés parmi les rhabdovirus, les filovirus forment aujourd'hui une famille distincte et seraient en réalité plus proches des paramyxovirus16, parmi lesquels on trouve notamment les virus des oreillons et de la rougeole.
Le virus Ebola peut être linéaire ou ramifié, long de 0,8 à 1 μm mais pouvant atteindre 14 μm18 par concatémérisation (formation d'une particule longue par concaténation de particules plus courtes), avec un diamètre constant de 80 nm. Il possède une capsidenucléaire hélicoïdale de 20 à 30 nm de diamètre constituée de nucléoprotéines NP et VP30, elle-même enveloppée d'une matrice hélicoïdale de 40 à 50 nm de diamètre constituée de protéines VP24 et VP40 et comprenant des stries transversales de 5 nm19. Cet ensemble est à son tour enveloppé d'une membrane lipidique dans laquelle sont fichées des glycoprotéines GP.
Il possède un génome de 19 kilobases20 ayant une organisation caractéristique des filovirus21. Ce génome code neuf protéinesfonctionnelles sur sept gènes exprimés de la façon suivante22 :
| Gène | Position sur l'ARN viral | Région traduite | Protéine exprimée | acides aminés |
|---|---|---|---|---|
| Région 5' non traduite | 1 - 55 | |||
| NP | 56 - 3 026 | 470 - 2.689 | Nucléoprotéine de la capside du matériel génétique viral | 739 résidus |
| VP35 | 3.032 - 4.407 | 3.129 - 4.151 | Cofacteur de la polymérase virale, antagoniste des interférons de type I | 340 résidus |
| VP40 | 4.390 - 5.894 | 4.479 - 5.459 | Protéine majeure de la matrice | 326 résidus |
| GP | 5.900 - 8.305 | 6.039 - 7.133 | Glycoprotéine sécrétée (sGP) | 364 résidus |
| 6.039 - 6.923 insertion d'un A 6.923 - 8.068 | Glycoprotéine transmembranaire de l'enveloppe virale (GP) | 676 résidus | ||
| 6.039 - 6.923 insertion de deux A 6.923 - 6.933 | Petite glycoprotéine sécrétée (ssGP) | 298 résidus | ||
| VP30 | 8.288 - 9.740 | 8.509 - 9.375 | Nucléoprotéine mineure, complexée avec la polymérase | 288 résidus |
| VP24 | 9.885 - 11.518 | 10.345 - 11.100 | Protéine mineure de la matrice, associée à l'enveloppe virale | 251 résidus |
| L | 11.501 - 18.282 | 11.581 - 18.219 | ARN polymérase ARN-dépendante caractéristique des mononégavirus | 2.212 résidus |
| Région 3' non traduite | 18.283 - 18.959 |
La fusion de l'enveloppe du virion avec la membrane plasmique de la cellule hôte a pour effet de libérer la capside nucléaire dans lecytoplasme de la cellule cible. L'ARN polymérase ARN-dépendante L dénude partiellement l'ARN viral et le transcrit en ARN messager à polarité positive qui sont ensuite traduits en protéines structurelles et non structurelles. L'ARN polymérase L du virus Ebola se lie à unpromoteur unique situé à l'extrémité 5' du génome viral. L'expression des gènes se déroule ensuite séquentiellement, avec une probabilité croissante de s'interrompre à mesure que la polymérase progresse le long du brin d'ARN à transcrire : le premier gène à partir du promoteur est ainsi davantage exprimé que le dernier gène à l'extrémité 3'. L'ordre des gènes sur le génome viral offre ainsi un moyen simple mais efficace de réguler leur transcription : la nucléoprotéine NP, codée par le premier gène, est ainsi produite en plus grande quantité que la polymérase L, codée par le dernier gène du virus. La concentration de cette nucléoprotéine dans le cytosol de l'hôte détermine le moment où la polymérase L bascule de la transcription — production d'ARN messager à partir de l'ARN nucléaire — vers laréplication virale — production d'antigénomes d'ARN nucléaire à polarité positive par réplication intégrale d'un ARN nucléaire original. Ces antigénomes sont à leur tour transcrits en génomes viraux d'ARN à polarité négative qui interagissent avec les protéines structurelles préalablement traduites à partir de l'ARN viral. Des particules virales s'auto-assemblent à partir des protéines et du matériel génétique nouvellement produits à proximité de la membrane cellulaire. Elles bourgeonnent hors de la cellule en se recouvrant d'une enveloppe virale issue de la membrane plasmique, où s'insèrent les glycoprotéines GP, ce qui libère de nouveaux virions prêts à infecter d'autres cellules26.
La glycoprotéine GP joue un rôle déterminant dans la virulence du virus. Elle est normalement exprimée sous forme soluble sGP de 364 résidus d'acides aminés formant unhomodimère de 110 kDa composé de deux chaînes polypeptidiques identiques parallèles maintenues ensemble par deux ponts disulfure au niveau des cystéines 53 et 30627. Le produit de la transcription du gène GP est en fait un peu plus long que la sGP fonctionnelle, laquelle résulte du clivage par une furine de la pré-sGP produite, en libérant une petite protéine non structurelle fortement O-glycosylée appelée Δ-peptide (ou peptide Δ).
Cependant, le gène GP des virus du genre Ebolavirus contient sept résidus d'adénine consécutifs formant vraisemblablement une structure en épingle à cheveux ou tige-boucleau niveau de laquelle la polymérase virale patine ou « bégaie » (on parle de polymerase stuttering) : dans environ un cas sur cinq, elle insère une adénine supplémentaire dans l'ARN messager, ce qui décale d'un nucléotide le cadre de lecture des codons par le ribosome. La protéine produite par cet ARNm modifié, la GP proprement dite, est donc différente de la sGP : ses 295 résidus N-terminaux sont identiques, mais les 312 résidus suivants, côté C-terminal, sont différents. Il s'ensuit une protéine plus longue, totalisant676 résidus (un de plus pour le virus Reston), clivée par une furine au niveau d'une région basique pour former deux sous-unités, GP1 et GP2, maintenues ensemble par un pont disulfure entre la Cys53 sur GP1 et la Cys609 sur GP2. C'est cet hétérodimère qui s'assemble en trimère de 450 kDa à la surface de la membrane lipidique des virions et permet leur pénétration dans les cellules de l'hôte à infecter.
Le patinage de la polymérase L sur l'épingle à cheveux produit également une troisième glycoprotéine, appelée ssGP, dont le rôle n'est pas connu et dont on pense qu'elle estmonomérique ; cela se produit par insertion de deux résidus d'adénine supplémentaires au niveau de la région en tige-boucle du gène GP du virus, ce qui décale cette fois dedeux nucléotides le cadre de lecture de l'ARNm par le ribosome et conduit à une protéine de 298 résidus d'acides aminés.
L'expression de plusieurs glycoprotéines par chevauchement de gènes est une caractéristique des filovirus.
Le réservoir naturel potentiel du virus Ebola pourrait être des chauves-souris, notamment l'espèce de la roussette d'Égypte28. Des anticorps d'ebolavirus Zaïre ont été détectés dans le sérum de trois espèces de chauves-souris frugivores tropicales : Hypsignathus monstrosus29, Epomops franqueti30 et Myonycteris torquata31. Les résultats des recherches prouvent aussi la présence de séquences d’ARN viral dans le foie et la rate de ces mêmes petits mammifères volants. Le virus n'a cependant jamais été retrouvé chez ces animaux32. Cette présence démontre que ces chauves-souris sont porteuses du virus sans pour autant être malades, les désignant alors comme réservoir naturel potentiel du virus Ebola. Jusqu'à présent, on pensait que les chauves-souris contaminaient d'abord un autre animal avant que le virus n'atteigne les populations humaines. Elles peuvent cependant contaminer directement les humains. En effet, selon l'IRD, dans certaines circonstances, des chauves-souris pourraient directement transmettre Ebola à l’Homo sapiens33.
Les porcs domestiques sont sensibles aux virus Ebola (par infection des muqueuses)34. Ils développent alors une maladie respiratoire grave pouvant être confondue avec d'autres maladies respiratoires porcines, associée à une effusion de charge virale élevée dans l'environnement, exposant les porcs sains à l'infection34.
Le cycle du virus dans la nature est encore mal connu. On sait qu'il affecte certains grands singes35 et les chauve-souris. L'hypothèse est la suivante :
La période d’incubation varie de 2 à 21 jours (généralement de 5 à 12 jours). Une semaine après le début des symptômes, les virions envahissent le sang et les cellules de la personne infectée. Les cellules les plus concernées sont les monocytes, les macrophages, et les cellules dendritiques. La progression de la maladie entraîne généralement la désagrégation des organes vitaux, en particulier les reins et le foie. Ceci provoque des hémorragies internes importantes. La mort survient, peu de temps après, par choc cardio-respiratoire.
Ebola sature tous les organes et les tissus de particules virales à l’exception des os et des muscles moteurs. Il se forme d’abord de petits caillots de sang diffus dans l'ensemble des vaisseaux (coagulation intravasculaire disséminée) dont le mécanisme n'est pas clair37. Les caillots se collent ensuite aux parois des vaisseaux sanguins pour former un « pavage ». Plus l’infection progresse, plus les caillots sont nombreux, ce qui bloque les capillaires. Finalement, ils deviennent si nombreux qu’ils bloquent l’arrivée sanguine dans les divers organes du corps. Quelques parties du cerveau, du foie, des reins, des poumons, des testicules, de la peau et des intestins se nécrosent alors car elles souffrent d'un manque de sang oxygéné.
Une des particularités d’Ebola est la brutalité avec laquelle il s’attaque aux tissus conjonctifs. Il provoque aussi des taches rouges appelées pétéchies ; ce sont des hémorragies sous-cutanées. Il se multiplie dans le collagène de la structure de la peau. Les sous-couches de la peau meurent et se liquéfient ce qui provoque des bulles blanches et rouges dites maculopapulaires. À ce stade, le simple fait de toucher la peau la déchire tant elle est amollie.
Le virus provoque une réaction inflammatoire importante mais certaines protéines virales semblent inhiber l'interféron38.
La transmission par contact direct avec les liquides organiques (sang, sperme, excrétions, salive) d’une personne infectée est la plus considérable de toutes. Les risques de propagation chez le personnel hospitalier sont très élevés, particulièrement si la stérilisation du matériel n’est pas assurée. Dans les zones endémiques, des manques en matière d'hygiène et de sécurité ont causé la mort de plusieurs médecins et infirmiers lors d'épidémies et favorisent les contaminations nosocomiales.
La transmission du virus peut aussi s’effectuer par contacts étroits du malade avec ses proches. On entend par contacts étroits des contacts directs avec les liquides organiques d’une personne infectée, qu’elle soit vivante ou décédée. Les rituels funéraires de certains peuples d'Afrique centrale, consistant à laver le corps, puis à se rincer les mains dans une bassine commune, ont souvent favorisé la propagation du virus à travers la famille et les amis du défunt. Des cas de transmission par le sperme se sont déjà produits jusqu’à sept semaines après la guérison clinique du malade. La transmission peut se produire chez des personnes ayant manipulé des primates infectés par le virus, morts ou vivants. Sous des conditions expérimentales, le virus arrive également à se propager par des gouttelettes ou des particules aérosol.
Lorsque les chauve-souris sont particulièrement abondantes, comme à Abidjan, et où elles sont un gibier très prisé, cet animal devient une source grave d'infection.
La fièvre hémorragique Ebola se caractérise par une soudaine montée de fièvre accompagnée d’asthénie, de myalgie, de céphalées ainsi que de maux de gorge. Débutent ensuite les diarrhées, les vomissements, les éruptions cutanées et l’insuffisance rénale et hépatique. Des hémorragies internes et externes surviennent ensuite, suivies du décès par choc cardio-respiratoire dans 50 à 90 % des cas. Les signes hémorragiques peuvent être très frustes à type d’hémorragies conjonctivales. Elles peuvent aussi être profuses à type d’hématémèse et de melæna. La contagiosité des malades est donc très variable bien qu’il ne suffise que de 5 à 10 particules virales d'Ebola pour déclencher une amplification extrême du virus dans un nouvel hôte.
La durée d’incubation (le temps écoulé entre l’infection et l’apparition des symptômes) varie de 2 à 21 jours mais elle est dans la plupart des cas de 4 à 9 jours39.
Le décès survient dans un tableau de choc avec défaillance multi-viscérale, au bout de 6 à 16 jours32. Les cas non mortels peuvent entraîner des séquelles neurologiques, hépatiques ou oculaires. Le virus zaïrois semble plus dangereux que le virus soudanais, avec une mortalité atteignant de 60 à 90 % des cas32.
Il n'existe aucun traitement curatif et l'évolution est fatale dans 60 % à 90 % des cas40,41.
Un vaccin vivant atténué expérimental donne des résultats encourageants chez le singe42. Il a été administré en mars 2009 à une chercheuse travaillant sur le virus, après une possible contamination accidentelle. L'évolution en a été favorable43.
D'autres pistes sont en cours d'exploration chez l'animal : utilisation d'une protéine inhibitrice d'un facteur de la coagulation44 ou inhibition de l'ARN polymérase virale par des ARN interférents45.