Un virus est un parasite intracellulaire obligatoire fait d’un génome d’acide nucléique — ADN ou ARN, simple ou double brin, linéaire ou circulaire, en une molécule ou plusieurs — emballé dans une capside protéique et, bien souvent, enveloppé dans une enveloppe prise à une membrane de l’hôte et hérissée de glycoprotéines virales. La particule infectieuse complète est le virion, de 20 aˋ 300nm pour la plupart (quelques virus géants atteignent le micromètre). Les capsides sont bâties de nombreuses copies d’une ou de quelques protéines agencées avec une symétrie hélicoïdale (un bâtonnet, comme chez le virus de la mosaïque du tabac) ou icosaédrique (une coque de 60T sous-unités, T=1,3,4,7,…). La classification de Baltimore range les virus selon la route qui mène du génome à l’ARN messager : I, ADN double brin (herpès, variole, adénovirus, la plupart des phages) ; II, ADN simple brin (parvovirus) ; III, ARN double brin (rotavirus) ; IV, ARN à brin positif, messager lui-même (polio, hépatite C, les coronavirus) ; V, ARN à brin négatif, complémentaire du messager (grippe, rougeole, rage, Ebola) ; VI, ARN rétrotranscrit en ADN (les rétrovirus, le VIH) ; VII, ADN répliqué par un intermédiaire à ARN (hépatite B). Toutes les classes sauf la première doivent apporter ou coder une enzyme qui manque à la cellule — une ARN polymérase ARN-dépendante, une transcriptase inverse — et ces enzymes sont les cibles de la plupart des antiviraux.
Exemples
Exemple 13.6 (Le VIH avant et après les équations)
Jusqu’en 1995, les années de latence clinique de l’infection par le VIH — une charge virale stable de 104–106 copies par millilitre et une lente chute des lymphocytes T — se lisaient comme un virus au repos. Ho, Perelson et leurs collègues ont donné à des patients un inhibiteur de protéase et ont ajusté la décroissance de la charge virale au théorème : la phase rapide a donné c≈3d−1 (une demi-vie du virion d’environ six heures), la phase lente δ≈0.5d−1 (une cellule infectée vit environ un jour et demi). Une charge stable de 105 par millilitre dans 15L de liquides corporels, éliminée à c, exige donc la production d’environ 1010 virions par jour, chaque jour, pendant des années : la période « latente » est un état stationnaire furieux d’infection et de mort, le stock de lymphocytes T étant remplacé chaque jour jusqu’à ce qu’il cède. L’arithmétique des mutations de la section suivante en découle aussitôt, et avec elle la raison pour laquelle les médicaments seuls ont échoué et trois ensemble non.
Exemple 13.9 (Pourquoi le VIH a exigé trois médicaments)
La transcriptase inverse du VIH se trompe environ une fois sur 105 nucléotides, de sorte que chaque génome de 9700nt copié porte environ 0.1 mutation, et que 1010 génomes neufs par jour en portent 109 à eux tous : chacune des 3×9700≈30000 mutations ponctuelles possibles apparaît de nombreuses fois chaque jour, avant même qu’aucun médicament soit donné. Un médicament qu’une seule mutation met en échec — comme une seule mutation met en échec la plupart des inhibiteurs de la transcriptase inverse et de la protéase — est donc défait en quelques semaines, ce qui est arrivé à l’AZT en 1987. Deux mutations indépendantes apparaissent ensemble à 10−10 par génome, soit environ une fois par jour ; trois à 10−15, une fois en mille jours — et un patient sous trois médicaments dont la charge a chuté d’un facteur mille produit 107 génomes par jour, de sorte que le triple mutant n’apparaît jamais. Cela, et la démonstration par le théorème que le virus se répliquait à plein régime, ont fait de la trithérapie, dès 1996, le traitement qui a fait du sida une maladie chronique.
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