La probabilité qu’après l’entrée du virus dans l’organisme, l’infection se produise effectivement 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 grand), et le nombre de cellules réceptives (c’est-à-dire susceptibles d’être infectées) présentes au site d’entrée du virus. La probabilité que l’infection se produise effectivement après la pénétration 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 grand), et le nombre de cellules réceptives (c’est-à-dire de cellules susceptibles d’être infectées) présentes au site d’entrée du virus.
Comme indiqué ci-dessus, le VIH est capable d’infecter les cellules qui possèdent le récepteur CD4 à leur surface ; de nombreux types de cellules du corps humain possèdent ce récepteur, mais la principale cible du virus est le lymphocyte T Helper (ou lymphocyte CD4+). Il a également été démontré que le VIH, pour pénétrer dans une cellule, nécessite, outre le récepteur CD4, la présence d’autres structures à la surface de la cellule, appelées corécepteurs, dont le principal est le CCR5.
Ce sont des récepteurs pour des substances appelées chimiokines, normalement produites par certaines cellules du système immunitaire. Des 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. En revanche, d’autres études ont montré que les personnes présentant une autre variante génétique, de sorte qu’elles produisent beaucoup plus de CCR5, ont une progression plus rapide de l’infection.
Le lymphocyte CD4 est le pilier de tout le système immunitaire, capable de réguler, tel un chef d’orchestre, l’activité de toutes les autres cellules responsables de la défense immunitaire de l’organisme. Les 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 l’infection établie, le virus pénètre dans le système circulatoire et se propage à partir du site d’entrée dans tout le corps, se localisant principalement dans les organes et les tissus les plus peuplés de cellules réceptives, comme les ganglions lymphatiques, la rate, le foie et la moelle osseuse (organes du système hématopoïétique). Dans ces sites, le virus est capable de s’établir et d’y rester longtemps en phase de latence, ou de se répliquer en permanence. 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 présente aucun signe d’elle-même).
Deux « compartiments virologiques » différents sont donc établis au cours de l’infection, entre lesquels il existe toutefois une communication continue :
- le compartiment actif, constitué par le virus libre dans le sang et celui contenu dans les lymphocytes et les monocytes, où le virus se réplique activement et est capable de causer des dommages au système immunitaire ;
- réservoirs de latence), constitués de virus qui ne se répliquent pas activement, mais restent en phase de latence dans certaines zones de l’organisme.
Ces compartiments réservoirs sont principalement représentés par certains organes, comme le cerveau et les gonades (où il existe des barrières anatomiques qui empêchent la libre circulation des cellules et des médicaments, permettant ainsi la création de conditions particulièrement favorables à la persistance du virus), et par certains compartiments cellulaires :
1. les cellules dendritiques folliculaires des ganglions lymphatiques (FDC), qui sont capables de retenir sur leur surface externe des particules virales qui peuvent rester infectieuses pendant une longue période. Cependant, ces cellules ont une demi-vie d’environ deux semaines, et donc assez courte (12 r).
2. les macrophages infectés, qui ne sont pas tués par le virus, lequel peut donc continuer à se répliquer. La demi-vie des macrophages chez les individus non infectés est d’environ 15 jours.
3. les lymphocytes T à mémoire CD4+, qui sont probablement le plus important des compartiments de cellules de réserve. Dans ces cellules latentes, le virus n’est pas capable de se répliquer, mais il est toujours présent avec une copie de son génome intégrée dans l’ADN de la cellule.
Les lymphocytes CD4+ à mémoire ont une durée de vie très longue, car leur fonction biologique est de fournir à l’organisme une protection immunitaire contre les antigènes précédemment rencontrés ; lorsque ces cellules rencontrent l’antigène pour lequel elles sont « programmées » au cours de leur vie, elles repassent en phase active, pendant laquelle elles peuvent permettre au virus de se répliquer. Plus tard, 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’un réservoir viral stable. Ce réservoir viral serait donc le principal responsable de la persistance de l’infection même lors d’une thérapie antirétrovirale efficace, représentant ainsi l’obstacle le plus important à l’éradication de l’infection.
Réponse immunitaire au VIH
En général, lorsque les virus infectent un organisme, ils induisent une réponse intense du système immunitaire, en particulier une immunité à médiation cellulaire, réalisée principalement par les lymphocytes tueurs, capables de détruire directement les cellules infectées, et par les lymphocytes T auxiliaires CD4+, capables de produire diverses substances (cytokines) ayant une activité antivirale ou ayant la capacité de stimuler d’autres cellules, comme les lymphocytes B, qui produisent à leur tour des anticorps.
Le VIH induit une réponse immunitaire principalement basée sur l’activité des lymphocytes CD4+ ; celle-ci peut être dirigée de deux manières différentes, selon la sous-classe d’auxiliaires T qui est la plus stimulée :
Réponse T-helper 1 (Th1) : ils induisent principalement une immunité à médiation cellulaire. Certains lymphocytes cytotoxiques (lymphocytes CD8) sont activés et sont capables de bloquer les cellules infectées par le virus de manière assez efficace ; dans ce cas, l’infection est mieux contrée et l’infection évolue plus lentement vers la phase pathologique ;
Réponse T-helper 2 (Th2) : ils induisent principalement une immunité humorale. La production de lymphocytes CD8 est réduite alors que la production d’anticorps est augmentée ; ce type de réponse n’est pas en mesure de contrer efficacement la réplication virale, ce qui accélère la progression de l’infection.
On pense donc que le développement de la maladie est dû à un passage progressif de la réponse Th1 à la réponse Th2.
Variabilité génétique
Le VIH a la capacité de subir facilement des changements dans sa structure génétique (mutations), qui se produisent principalement à la suite d’erreurs de « copie » par la transcriptase inverse. Ces mutations entraînent l’émergence de souches variantes, qui permettent au virus de ne pas être reconnu, et donc de ne pas être combattu de manière adéquate, par le système immunitaire. Les mutations sont également responsables de l’apparition d’une résistance aux médicaments pendant le traitement antiviral.
Immunodéficience
Pendant toute la durée de l’infection, une lutte continue et incessante s’engage 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.
Cela conduit à une situation d’immunodéficience, à la suite de laquelle un individu peut être infecté par des micro-organismes qui sont habituellement inoffensifs pour les personnes ayant une fonction immunitaire normale (infections opportunistes).
La théorie considérée jusqu’à présent comme la plus valable pour expliquer comment le VIH provoque une déficience immunitaire est probablement celle émise par le Dr David Ho. Pour simplifier, M. Ho compare la réduction des lymphocytes T à une baisse du niveau d’eau dans un réservoir où l’eau qui s’écoule de la canalisation est plus rapide que l’eau qui arrive du robinet. En pratique, Ho affirme que les cellules T sont infectées et détruites par le VIH plus rapidement que le système immunitaire n’est capable d’en produire de nouvelles.
Des études plus récentes semblent toutefois montrer que ce mécanisme ne suffit pas à expliquer le grave degré d’immunodéficience qui survient chez les personnes infectées par le VIH à des stades 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 de volontaires sains. La théorie qui a émergé est que la cause principale du développement de l’immunodéficience n’est pas tant la destruction des cellules T existantes (bien que cela se produise), mais plutôt la conséquence de l’incapacité du système immunitaire à produire de nouvelles cellules à un rythme adéquat.
Pour reprendre la comparaison du Dr Ho, le niveau d’eau dans la baignoire ne diminue pas tant parce que la vitesse de l’écoulement augmente, mais plutôt parce que la quantité d’eau qui coule du robinet est réduite.
Il y aurait alors un facteur empêchant la production de nouvelles cellules en quantité suffisante. Les auteurs émettent l’hypothèse que cela peut dépendre principalement d’une atteinte des organes où se situe la production des lymphocytes T, à savoir la moelle osseuse et le thymus.
