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Facteurs du taux d'infection

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Je me réfère à J.H. Notes de Jones sur R0.


Préliminaires

Le modèle SIR standard consiste en un système de trois équations différentielles

$$ds/dt = -eta s i$$

$$di/dt = eta s i - u i$$

$$dr/dt = u i$$

pour les fractions $s, je, r$ d'individus sensibles, infectés et guéris (retirés), $dt$ = 1 jour.

$eta$ est le taux d'infection, c'est-à-dire le nombre d'individus qu'un individu infecté infecte par jour, $ u$ est le taux d'élimination, défini comme l'inverse de la durée de l'infectiosité $d_i$ (mesurée en jours), c'est-à-dire $ u = 1/d_i$. Le numéro de reproduction $R$ est le produit du taux d'infection et de la durée de l'infectiosité, c'est-à-dire

$$R = eta cdot d_i$$

Pour réduire la croissance de la propagation d'une maladie, les mesures d'atténuation ciblent généralement le taux d'infection, du moins lorsqu'une réduction de la durée de la contagiosité n'est pas en vue.

Pour estimer l'impact d'une mesure d'atténuation sur le taux d'infection, il convient de la considérer comme le produit de plusieurs facteurs, qui peuvent être influencés séparément et plus spécifiquement.

Une approche courante consiste à considérer le taux d'infection comme le produit de

  • transmissibilité par contact $ au_c$, c'est-à-dire la probabilité d'être infecté lors d'un seul contact avec une personne infectée et

  • taux moyen de contact $c$, c'est-à-dire le nombre de contacts uniques qu'un individu moyen a par jour, c'est-à-dire

$$eta = au_c cdot c$$

Sans parler du fait qu'il n'est pas si facile de définir ce qu'est un contact, d'autres factorisations sont envisageables lorsque l'on considère ces candidats :

  • transmissibilité par heure $ au_h$, c'est-à-dire la probabilité d'être infecté au contact d'une personne infectée pendant une heure

  • durée moyenne de contact $h_c$ (mesuré en heures)

Soit « être en contact » signifie spécifiquement « à moins de 1,5 m en moyenne ».

On a alors

$$eta = au_h cdot h_c cdot c$$

On peut regrouper les facteurs :

$$eta = au_c cdot c$$

avec $ au_c = au_h cdot h_c$, et

$$eta = au_h cdot h_d$$

avec $h_d = h_c cdot c$ le nombre d'heures par jour pendant lesquelles une personne est en contact avec d'autres personnes.

Question

Je recherche des références où de telles factorisations du taux d'infection sont envisagées, notamment dans le contexte de Covid 19.


Je n'ai pas trouvé de textes pertinents à votre question et liés à la propagation du SARS-CoV-2. Cependant, voici une publication qui discute de l'utilité des données de durée de contact lors de la construction de modèles d'infection, dans le cas général --

Simulation d'un modèle de maladie infectieuse SEIR sur le réseau de contact dynamique des participants à la conférence

Méthodes

Lors d'une conférence, 405 participants se sont portés volontaires pour porter des étiquettes RFID. Sur deux jours, le temps et la durée de 28 540 interactions en face à face entre ces individus ont été enregistrés, avec une résolution temporelle de 20 secondes. Notez les limites spatiales des données RFID :

Les appareils RFID s'engagent dans une communication radio bidirectionnelle à plusieurs niveaux de puissance, échangeant des paquets qui contiennent un identifiant spécifique à l'appareil. A faible puissance, les paquets ne peuvent être échangés qu'entre tags dans un rayon de 1 à 2 mètres.

A partir de ces données, trois réseaux ont été construits :

  1. réseau dynamique (DYN) -- ce réseau préserve la séquence et la durée des contacts entre les individus. En utilisant le langage de la théorie des graphes, il s'agit d'un dirigé réseau avec pondéré bords.
    Ainsi, si l'individu A entre en contact avec les individus B et C et que l'individu B est infectieux, l'individu A doit contacter l'individu B avant individu C afin d'avoir une chance de transmission A → C. La causalité contraint la chaîne de transmission.
  2. réseau hétérogène (HET) - ce réseau préserve la durée des contacts entre les individus mais ne tient pas compte de la séquence des contacts. Le graphique de ce réseau est pondéré mais non dirigé. En reprenant l'exemple précédent, B peut infecter C via A quel que soit l'ordre relatif des interactions A B et A ↔ C. La causalité est suspendue et la probabilité de transmission dépend du nombre et de la durée des contacts.
  3. réseau homogène (HOM) -- ce réseau hérite de la topologie de HET, mais ignore la durée des contacts. Le graphique de ce réseau est non pondéré et non dirigé. Chaque événement de contact a une probabilité égale d'aboutir à une transmission, de sorte que la probabilité de transmission dépend uniquement du nombre de contacts.

Pour simuler la propagation d'une maladie infectieuse sur des échelles de temps réalistes, chaque réseau a été étendu longitudinalement en utilisant trois procédures:

  1. répétition (REP) -- les contacts enregistrés sont répétés avec la même durée et le même ordre.
  2. mélange aléatoire (RAND-SH) -- la structure du réseau est préservée, mais les identifiants associés aux nœuds du réseau sont mélangés entre les itérations.
  3. brassage contraint (CONSTR-SH) -- identique à RAND-SH, mais la réorganisation des identifiants est contrainte pour préserver l'activité sociale individuelle (c'est à dire. Les ID avec de nombreux contacts ne sont pas attribués à un nœud à faible contact dans le réseau) et les contacts répétés. Cette procédure rectifie les simplifications excessives de REP et RAND-SH en reconnaissant que les gens ont tendance à interagir avec les mêmes personnes au quotidien, avec des contacts occasionnels avec des étrangers.

Les auteurs ont appliqué un modèle épidémique SEIR (Ssensible, Eexposé, jeinfectieux, ou Rrécupéré). Pour chaque couple réseau-procédure, ils ont considéré deux scénarios de maladie avec différentes valeurs supposées de la période de latence moyenne (σ -1), période infectieuse moyenne (?? -1) et le taux de transmission (β) :

  1. périodes d'incubation et d'infection très courtes
    • ?? -1 = 1 jour
    • ?? -1 = 2 jours
    • = 3,10 -4/s
  2. courtes périodes d'incubation et d'infection
    • ?? -1 = 2 jours
    • ?? -1 = 4 jours
    • = 15,10 -5/s

Une note des auteurs expliquant pourquoi ces valeurs ont été choisies :

Ces ensembles de valeurs de paramètres ont été choisis pour maintenir la même valeur de /??, qui est le facteur biologique responsable du taux d'augmentation des cas pendant l'épidémie, tout en modifiant les échelles de temps mondiales des périodes d'incubation et d'infection, et en évaluant le rôle joué par les facteurs sociaux intégrés dans les schémas de contact.

Résultats

Les flambées épidémiques dans les trois réseaux à travers les trois procédures d'extension de données ont été comparées en calculant la moyenne R0, défini par les auteurs comme la moyenne, sur toutes les itérations, du nombre de cas secondaires provenant du seul individu infectieux initial choisi au hasard.

Compte tenu de la procédure REP simplifiée, des valeurs plus élevées de R0 ont été observés dans le réseau HOM par rapport aux réseaux HET et DYN, pour tous les scénarios. Les auteurs expliquent cette observation en notant que la probabilité d'extinction rapide du pathogène était la plus faible pour le réseau HOM ; en fait, cela était vrai indépendamment de la procédure.

En termes de nombre final de cas (R) et le taux de propagation, les réseaux HET et DYN étaient similaires pour les deux scénarios de maladie. Le pic de l'épidémie a été atteint en premier dans le réseau HOM, en moyenne, compatible avec la probabilité réduite d'extinction.

Dans la procédure RAND-SH, la propagation a été plus lente mais a duré plus longtemps, conduisant à une plus grande R pour tous les réseaux. En général, un plus grand brassage des étiquettes d'identification a conduit à une propagation plus efficace de la maladie, de sorte que R(RAND-SH) > R(CONSTR-SH) > R(REP) pour tous les réseaux et scénarios. L'interaction d'une propagation plus efficace de la maladie dans la procédure RAND-SH avec des valeurs accrues de -1 et ?? -1 dans le scénario « court » semble produire systématiquement des R0 valeurs à travers les réseaux (voir Figure 3), bien que la variance élevée R0 signifie que l'effet de cette interaction n'est pas significatif.

Conclusion

En comparant les différents types de réseaux à travers toutes les procédures et tous les scénarios, il a été montré qu'ignorer la direction et la durée des contacts surestimait à la fois le taux de propagation d'une maladie et le nombre total d'individus infectés. De plus, le brassage des positions individuelles dans les réseaux de contacts tout en préservant la topologie du réseau augmente la propagation de la maladie par rapport à un modèle statique, bien que cet effet soit atténué par l'inclusion "réaliste" de sous-réseaux préservés de contacts répétés.

Bien que cette publication n'intègre pas directement les facteurs de durée et de taux de contacts dans le modèle SEIR, comme suggéré par Hans-Peter Stricker, les auteurs sont en mesure de montrer que la mise en correspondance d'un tel modèle avec des réseaux dans lesquels la direction et la durée des contacts sont codés en tant que poids de bord conduit à différents résultats mesurés (R0, R, temps jusqu'au pic) par rapport à des réseaux topologiquement identiques dépourvus de ces codages.


Journal of Infection and Molecular Biology

Journal of Infection and Molecular Biology (ISSN : 2307-5465 (en ligne) ISSN : 2307-5716 (imprimé)) publie des articles de recherche originaux, de brèves communications, des rapports de cas et des revues sur tous les aspects de la biologie des infections. Pour plus de détails, voir l'objectif et la portée de la revue.

Éditeur en chef:

Dr ANUJ CHAUHAN
B. V.Sc. & A.H., M.V.Sc., PhD.
Scientifique senior,
Division de la génétique animale
ICAR-Institut indien de recherche vétérinaire, Izatnagar-243122, Bareilly (U.P.), Inde

Indexation scientifique internationale (ISI) (facteur d'impact 2013) 0,263

En cours d'évaluation pour

Facteur d'impact universel

Temps de traitement des manuscrits
"La décision sur le manuscrit est transmise en 3-4 semaines, les articles acceptés sont publiés immédiatement dans le numéro actuel"


Un examen attentif de la biologie du SRAS-CoV-2 et de l'influence potentielle des conditions météorologiques et des saisons sur la propagation des cas de COVID-19

Fond: Il existe suffisamment de preuves épidémiologiques et biologiques d'une sensibilité humaine accrue aux agents pathogènes viraux tels que le coronavirus du syndrome respiratoire du Moyen-Orient, le virus respiratoire syncytial, le métapneumovirus humain et le virus de la grippe, par temps froid. Le schéma d'épidémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) en Chine pendant la saison de la grippe est une preuve supplémentaire que les conditions météorologiques peuvent potentiellement influencer la sensibilité des populations humaines aux coronavirus, une situation qui peut devenir de plus en plus évidente à mesure que la pandémie mondiale actuelle de COVID-19 se déroule.

Corps principal: Une propagation très rapide et des taux de mortalité élevés ont caractérisé la pandémie de COVID-19 dans les pays au nord de l'équateur où les températures de l'air ont été saisonnièrement basses. On ne sait pas si les taux actuellement élevés d'infections au COVID-19 dans les pays de l'hémisphère nord diminueront pendant les mois d'été, ou si moins de personnes dans l'ensemble seront infectées par le COVID-19 dans les pays au sud de l'équateur où les conditions météorologiques sont plus chaudes. la majeure partie de l'année. Cependant, outre l'influence des saisons, des preuves basées sur la biologie structurelle et les propriétés biochimiques de nombreux virus enveloppés similaires au nouveau coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère ou SARS-CoV-2 (étiologie du COVID-19), soutiennent la probabilité plus élevée du dernier des deux résultats. D'autres facteurs susceptibles d'avoir un impact sur le taux de propagation du virus comprennent l'efficacité des pratiques de contrôle des infections, l'immunité individuelle et collective et les niveaux de préparation aux situations d'urgence des pays.

Conclusion: Ce rapport met en évidence l'influence potentielle des conditions météorologiques, des saisons et des facteurs non climatologiques sur la propagation géographique des cas de COVID-19 à travers le monde.

Mots clés: COVID-19 Propagation des cas Préparation aux situations d'urgence Immunité humaine Contrôle des infections Saison SARS-CoV-2.


Ce qu'il faut savoir sur les infections

Une infection survient lorsqu'un micro-organisme pénètre dans le corps d'une personne et cause des dommages.

Le micro-organisme utilise le corps de cette personne pour se maintenir, se reproduire et coloniser. Ces organismes microscopiques infectieux sont appelés agents pathogènes et peuvent se multiplier rapidement. Voici des exemples d'agents pathogènes :

Ils peuvent se propager de plusieurs manières différentes, notamment par :

  • contact avec la peau
  • le transfert des fluides corporels
  • contact avec les matières fécales
  • ingérer de la nourriture ou de l'eau contaminée
  • inhalation de particules ou de gouttelettes en suspension dans l'air
  • toucher un objet qu'une personne porteuse de l'agent pathogène a également touché

Dans cet article, nous expliquons les différents types d'infections, comment réduire le risque d'infection et quels symptômes elles provoquent.

Partager sur Pinterest Le rhume est un type d'infection virale.

La façon dont une infection se propage et ses effets sur le corps humain dépendent du type d'agent pathogène.

Le système immunitaire est une barrière efficace contre les agents infectieux. Cependant, les agents pathogènes peuvent parfois dépasser la capacité du système immunitaire à les combattre. A ce stade, une infection devient nocive.

Certains agents pathogènes ont peu d'effet. D'autres produisent des toxines ou des substances inflammatoires qui déclenchent des réponses négatives de l'organisme. Cette variation signifie que certaines infections sont bénignes et à peine perceptibles, tandis que d'autres peuvent être graves et mettre la vie en danger. Certains agents pathogènes sont résistants au traitement.

L'infection peut se propager de diverses manières.

Les bactéries, les virus, les champignons et les parasites sont différents types d'agents pathogènes. Ils varient de plusieurs manières, notamment :

  • Taille
  • forme
  • fonction
  • contenu génétique
  • comment ils agissent sur le corps

Par exemple, les virus sont plus petits que les bactéries. Ils pénètrent dans un hôte et s'emparent des cellules, tandis que les bactéries peuvent survivre sans hôte.

Le traitement dépendra de la cause de l'infection. Cet article se concentrera sur les types d'infections les plus courantes et les plus mortelles : bactériennes, virales, fongiques et à prions.

Infections virales

Les infections virales sont dues à une infection par un virus. Des millions de virus différents peuvent exister, mais les chercheurs n'en ont identifié qu'environ 5 000 types à ce jour. Les virus contiennent un petit morceau de code génétique et une couche de molécules de protéines et de lipides (graisses) les protège.

Les virus envahissent un hôte et s'attachent à une cellule. En entrant dans la cellule, ils libèrent leur matériel génétique. Ce matériel force la cellule à répliquer le virus, et le virus se multiplie. Lorsque la cellule meurt, elle libère de nouveaux virus qui infectent de nouvelles cellules.

Cependant, tous les virus ne détruisent pas leur cellule hôte. Certains d'entre eux modifient la fonction de la cellule. Certains virus, tels que le virus du papillome humain (VPH) et le virus d'Epstein-Barr (EBV), peuvent conduire au cancer en forçant les cellules à se répliquer de manière incontrôlée.

Un virus peut également cibler certains groupes d'âge, comme les nourrissons ou les jeunes enfants.

Les virus peuvent rester dormants pendant un certain temps avant de se multiplier à nouveau. La personne infectée peut sembler s'être complètement rétablie, mais elle peut à nouveau tomber malade lorsque le virus se réactive.

  • le rhume, qui survient principalement à cause du rhinovirus, du coronavirus, et de l'adénovirus et de la méningite, résultant des entérovirus et du virus de l'herpès simplex (HSV), ainsi que du virus du Nil occidental et des infections cutanées, dont HPV et HSV sont responsables, dont le norovirus causes , une maladie respiratoire qui se développe après une nouvelle infection à coronavirus qui provoque actuellement une pandémie mondiale

D'autres conditions virales incluent :

Les médicaments antiviraux peuvent aider à soulager les symptômes de certains virus pendant que la maladie passe. Ils peuvent soit empêcher le virus de se reproduire, soit renforcer le système immunitaire de l'hôte pour contrer les effets du virus.

Les antibiotiques ne sont pas efficaces contre les virus. Ces médicaments n'arrêteront pas le virus et leur utilisation augmente le risque de résistance aux antibiotiques.

La plupart des traitements visent à soulager les symptômes tandis que le système immunitaire combat le virus sans l'aide de médicaments.

Infections bactériennes

Les bactéries sont des micro-organismes unicellulaires, également appelés procaryotes.

Les experts estiment qu'il existe au moins 1 million de bactéries sur Terre. Un nonillion est un 1 suivi de 30 zéros. Une grande partie de la biomasse de la Terre comprend des bactéries.

Les bactéries prennent trois formes principales :

  • Sphérique: Ceux-ci sont connus sous le nom de cocci.
  • En forme de tige : Ceux-ci portent le nom de bacilles.
  • Spirale: Les bactéries enroulées sont appelées spirilles. Si la bobine d'un spirille est particulièrement serrée, les scientifiques l'appellent spirochète.

Les bactéries peuvent vivre dans presque tous les types d'environnement, de la chaleur extrême au froid intense, et certaines peuvent même survivre dans les déchets radioactifs.

Il existe des milliards de souches de bactéries, et peu provoquent des maladies chez l'homme. Certains d'entre eux vivent à l'intérieur du corps humain, comme dans l'intestin ou les voies respiratoires, sans causer de dommages.

Certaines « bonnes » bactéries attaquent les « mauvaises » bactéries et les empêchent de causer des maladies. Cependant, certaines maladies bactériennes peuvent être mortelles.

Voici quelques exemples d'infections bactériennes :

  • Méningite bactérienne
  • pneumonie
  • tuberculose
  • infection des voies respiratoires supérieures (bien que ce soit généralement viral)
  • gastrite
  • infections oculaires (encore une fois, plus souvent virales)
  • infections de la peau

Un médecin peut traiter les infections bactériennes avec des antibiotiques. Cependant, certaines souches deviennent résistantes et peuvent survivre au traitement.

Les infections fongiques

Un champignon est souvent un parasite multicellulaire qui peut décomposer et absorber la matière organique à l'aide d'une enzyme. Cependant, certains types, comme les levures, sont unicellulaires.

Les champignons se reproduisent presque toujours en répandant des spores unicellulaires. La structure d'un champignon est généralement longue et cylindrique, avec de petits filaments ramifiés à partir du corps principal.

Il existe environ 5,1 millions d'espèces de champignons.

De nombreuses infections fongiques se développent dans les couches supérieures de la peau et certaines progressent vers les couches plus profondes. L'inhalation de levures ou de spores de moisissures peut parfois entraîner des infections fongiques, telles que la pneumonie, ou des infections dans tout le corps. Celles-ci sont également appelées infections systémiques.

Le corps a généralement une population de bonnes bactéries qui aident à maintenir l'équilibre des micro-organismes. Ceux-ci tapissent les intestins, la bouche, le vagin et d'autres parties du corps.

Les personnes présentant un risque plus élevé de développer une infection fongique comprennent les personnes qui :

  • utiliser des antibiotiques pendant une longue période
  • avez un système immunitaire affaibli, en raison, par exemple, de vivre avec le VIH ou de diabète ou de recevoir un traitement de chimiothérapie
  • ont subi une greffe, car ils prennent des médicaments pour empêcher leur corps de rejeter le nouvel organe
  • fièvre de la vallée ou coccidioïdomycose
  • histoplasmose
  • candidose
  • pied d'athlète
  • certaines infections oculaires

Une éruption cutanée peut indiquer une infection fongique de la peau.

Maladie à prions

Un prion est une protéine qui ne contient aucun matériel génétique et est généralement inoffensif. Les scientifiques ne classent pas les prions parmi les micro-organismes vivants. Cependant, si un prion prend une forme anormale, il peut devenir un agent malveillant et provoquer une infection.

Les prions peuvent affecter la structure du cerveau ou d'autres parties du système nerveux. Ils ne se répliquent pas et ne se nourrissent pas de l'hôte. Au lieu de cela, ils déclenchent un comportement anormal dans les cellules et les protéines du corps.

Les prions provoquent des maladies cérébrales dégénératives, qui sont toutes rares mais progressent rapidement et sont actuellement mortelles.Ils comprennent l'encéphalopathie spongiforme bovine (ESB), que les gens appellent généralement la maladie de la vache folle, et la maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ).

Les chercheurs ont également lié certains cas de maladie d'Alzheimer à une infection à prions.

Autres infections

Alors que les formes d'infection que nous avons énumérées ci-dessus sont les principaux types, il y en a d'autres qui peuvent avoir un effet sur le corps.

Un organisme unicellulaire avec un noyau peut provoquer une infection protozoaire. Les protozoaires présentent généralement des caractéristiques similaires à celles des animaux, telles que la mobilité, et ils peuvent survivre en dehors du corps humain.

Ils sont le plus souvent transférés à d'autres humains par les excréments. La dysenterie amibienne est un exemple d'infection protozoaire.

Les helminthes sont des organismes multicellulaires plus gros qui ont tendance à être visibles à l'œil nu lorsqu'ils sont complètement développés. Ce type de parasite comprend les vers plats et les vers ronds. Ceux-ci peuvent également provoquer une infection.

Enfin, les ectoparasites - y compris les acariens, les tiques, les poux et les puces - peuvent provoquer une infection en se fixant ou en s'enfouissant dans la peau. Les ectoparasites peuvent également inclure des arthropodes hématophages, tels que les moustiques, qui transmettent l'infection en consommant du sang humain.

La cause d'une infection est le type d'organisme qui a pénétré dans le corps. Un virus spécifique, par exemple, sera à l'origine d'une infection virale.

Les effets d'une infection, tels qu'un gonflement ou un écoulement nasal, se produisent en raison de la tentative du système immunitaire de se débarrasser de l'organisme envahisseur.

Une plaie se remplit de pus, par exemple, lorsque les globules blancs se précipitent sur le site d'une blessure pour combattre les bactéries étrangères.

Les symptômes d'une infection dépendent de l'organisme responsable, ainsi que du site de l'infection.

Les virus ciblent des cellules spécifiques, telles que celles des organes génitaux ou des voies respiratoires supérieures. Le virus de la rage, par exemple, cible le système nerveux. Certains virus ciblent les cellules de la peau, provoquant des verrues.

D'autres ciblent un plus large éventail de cellules, entraînant plusieurs symptômes. Un virus de la grippe peut provoquer un écoulement nasal, des douleurs musculaires et des maux d'estomac.

Une personne atteinte d'une infection bactérienne ressentira souvent des rougeurs, de la chaleur, de l'enflure, de la fièvre et de la douleur au site de l'infection, ainsi que des ganglions lymphatiques enflés.

Une éruption cutanée peut indiquer une infection fongique de la peau. Cependant, les virus et les bactéries peuvent également provoquer des affections cutanées et des éruptions cutanées.

Les symptômes courants des maladies à prions comprennent l'apparition rapide de lésions cérébrales, la perte de mémoire et des difficultés cognitives. Ils peuvent également déclencher l'accumulation de plaque dans le cerveau, provoquant le dépérissement de cet organe.

Il n'existe pas de méthode unique pour prévenir toutes les maladies infectieuses. Cependant, les gens devraient prendre les mesures suivantes pour réduire le risque de transmission :

  • Lavez-vous souvent les mains, surtout avant et après la préparation des aliments et après être allé aux toilettes.
  • Nettoyez les surfaces et évitez de conserver trop longtemps les denrées périssables à température ambiante pendant la préparation d'un repas.
  • Recevez tous les vaccins recommandés et tenez-les à jour.
  • Ne prenez des antibiotiques que sur ordonnance et assurez-vous de suivre le cours recommandé, même si les symptômes s'améliorent à un stade plus précoce.
  • Désinfectez les pièces qui peuvent contenir des concentrations élevées de bactéries, comme la cuisine et la salle de bain.
  • Réduisez le risque d'infections sexuellement transmissibles (IST) en vous soumettant à des contrôles réguliers des IST, en utilisant des préservatifs ou en vous abstenant complètement.
  • Évitez de partager des objets personnels, tels que des brosses à dents, des peignes, des lames de rasoir, des verres et des ustensiles de cuisine.
  • Suivez les conseils d'un médecin pour voyager ou travailler tout en vivant avec une maladie infectieuse, car cela pourrait transmettre l'infection à d'autres.

Adopter un mode de vie actif et adopter une alimentation équilibrée sur le plan nutritionnel peut aider à maintenir un système immunitaire fort et à amorcer les défenses de l'organisme contre différents types d'infection.


Discussion

Il est largement admis que différents États et comtés des États-Unis, et différents pays du monde, ont connu les épidémies de COVID-19 différemment. Nos analyses ont chiffré ces différences aux USA. Les grandes différences plaident pour que les interventions de santé publique soient conçues au niveau du comté. Par exemple, la couverture vaccinale dans la zone la plus densément peuplée, la ville de New York, nécessaire pour prévenir de futures épidémies de COVID-19 sera bien supérieure à celle des comtés peu peuplés. Par conséquent, une fois que les vaccins sont largement disponibles pour le public, ils doivent d'abord être distribués dans les comtés à R élevé0 pour avoir le plus grand impact dans la réduction de la propagation communautaire. De même, si les interventions de santé publique non pharmaceutiques doivent être augmentées lors de résurgences épidémiques, alors les comtés avec un R plus élevé0 valeurs nécessiteront des interventions plus fortes. Comme dernier exemple, le niveau du comté R0 les valeurs peuvent être utilisées pour évaluer la faisabilité de la recherche des contacts des infections, qui deviennent impraticables lorsque R0 est élevé 44,45 .

Estimation des valeurs de R au niveau du comté0 au début de l'épidémie fait face à des défis statistiques que nos analyses ont tenté de relever. Nous avons utilisé le nombre de décès plutôt que les cas signalés lors des tests, car en particulier au début de l'épidémie, les tests étaient limités et hétérogènes entre les États et les comtés. Néanmoins, le nombre de décès n'est pas parfait, car différents critères pourraient être utilisés par différents comtés pour attribuer les décès au SRAS-CoV-2. En outre, les preuves suggèrent que des « décès excessifs » se sont produits par rapport aux données historiques 13 et que ces décès excessifs sont probablement dus à une mauvaise attribution à des causes autres que le SRAS-CoV-2. Néanmoins, nous avons estimé R0 du taux de propagation de la maladie (Eq. 1), qui dépend de l'évolution du nombre de décès enregistrés d'un jour à l'autre. Ce changement dans le nombre de décès devrait être insensible aux critères utilisés pour attribuer le décès au SRAS-CoV-2, et bien qu'il y ait sans aucun doute des erreurs et des omissions, nos méthodes statistiques expliquent cette erreur de mesure.

Nous présentons nos estimations de R au niveau du comté0 comme guides préliminaires pour la planification des politiques, tout en reconnaissant la myriade d'autres facteurs épidémiologiques (tels que la mobilité 46,47,48 ) et les facteurs politiques (tels que les juridictions 49 ) qui doivent façonner les décisions de santé publique 3,50,51,52 . Bien que nous ayons souligné la haute prévisibilité de R0 parmi les comtés des États-Unis, nos estimations de R0 seront sous-estimés pour certaines régions s'il y a des changements dans la transmissibilité des souches (Fig. 3). Cette incertitude souligne le besoin de plus d'informations sur les différences de souche affectant la transmission du SRAS-CoV-2 28,30.

Nous reconnaissons l'importance de suivre les changements au jour le jour des taux de mortalité et de cas, et les projections à court terme utilisées pour anticiper les besoins des hôpitaux et modifier les politiques publiques 53,54,55 . Un retour sur les taux de propagation initiaux, cependant, donne une fenêtre sur l'avenir et sur les politiques de santé publique qui seront nécessaires lorsque COVID-19 est endémique.


Traitement de la fièvre

Les causes spécifiques de fièvre sont traitées par un traitement anti-infectieux. Un traitement anti-infectieux empirique basé sur le site anatomique le plus probable et les agents pathogènes impliqués est requis lorsque la suspicion d'infection grave est élevée.

La question de savoir si la fièvre due à une infection doit être traitée avec des antipyrétiques est controversée. Des preuves expérimentales, mais pas des études cliniques, suggèrent que la fièvre améliore les défenses de l'hôte.

La fièvre doit probablement être traitée chez certains patients à risque particulier, y compris les adultes atteints d'insuffisance cardiaque ou pulmonaire ou atteints de démence.

Les médicaments qui inhibent la cyclooxygénase cérébrale réduisent efficacement la fièvre :

Acétaminophène 650 à 1000 mg par voie orale toutes les 6 heures

Ibuprofène 400 à 600 mg par voie orale toutes les 6 heures

La dose quotidienne d'acétaminophène ne doit pas dépasser 4 g pour éviter toute toxicité. Les patients doivent être avertis de ne pas prendre simultanément des médicaments contre le rhume ou la grippe en vente libre contenant de l'acétaminophène. D'autres anti-inflammatoires non stéroïdiens (par exemple, l'aspirine, le naproxène) sont également des antipyrétiques efficaces. Les salicylates ne doivent pas être utilisés pour traiter la fièvre chez les enfants atteints de maladies virales, car leur utilisation a été associée au syndrome de Reye.

Si la température est ≥ 41 ° C, d'autres mesures de refroidissement (par exemple, refroidissement par évaporation avec un brouillard d'eau tiède, couvertures de refroidissement) doivent également être démarrées.


Examen de l'épidémiologie, de la biologie et de la pathogenèse du VIH

L'épidémie de VIH/SIDA continue d'avoir un effet dévastateur sur les populations africaines, en particulier celles de l'Afrique subsaharienne. Plus de 34 millions de personnes vivant en Afrique subsaharienne ont été infectées par le VIH, dont plus de 12 millions sont déjà décédées. L'histoire naturelle de l'infection par le VIH a montré qu'elle est généralement mortelle pour les personnes infectées. Les facteurs suggérés pour affecter la durée des antécédents cliniques comprennent la susceptibilité génétique, la charge virale, les infections concomitantes et l'état immunitaire préexistant au moment de l'infection par le VIH. Sur la base des données disponibles, la durée de survie des personnes infectées par le VIH est beaucoup plus courte en Afrique que dans celles des pays occidentaux. De nombreuses personnes infectées en Afrique ont un accès limité à un système de soins de santé. D'autres infections telles que la tuberculose combinées à la pauvreté et à la malnutrition semblent jouer un rôle important dans l'épidémiologie et la pathogenèse du VIH. Dans cette étude, l'épidémiologie, la biologie et la pathogenèse du VIH sont examinées.

O.O. Oguntibeju, W.M.J. van den Heever et F.E. Van Schalkwyk, 2007. Un examen de l'épidémiologie, de la biologie et de la pathogenèse du VIH. Journal des sciences biologiques, 7 : 1296-1304.

Le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est considéré comme l'une des infections les plus graves jamais connues pour avoir attaqué la population humaine, en particulier le groupe d'âge économiquement productif entre 15 et 49 ans (ONUSIDA, 2001). Le VIH est également considéré comme une infection de l'attitude et du comportement, car il est étroitement associé au comportement sexuel, en particulier lorsqu'une personne a plus d'un partenaire sexuel (ONUSIDA, 2000, 2001 Oguntibeju et Fabode, 2002 ADSA, 1996 Dhlanraj, 2000 Dannhauser et al., 1999 Dorrington et al., 2001). Des preuves scientifiques ont montré que l'infection par le VIH est causée par un rétrovirus nommé VIH. Le VIH est un rétrovirus à acide ribonucléique (ARN), ainsi désigné en raison de son génome qui code pour une enzyme inhabituelle appelée transcriptase inverse. Cette enzyme permet de transcrire l'acide désoxyribonucléique (ADN) à partir de l'ARN. Ainsi, le VIH peut faire des copies de son propre génome sous forme d'ADN dans les cellules de l'hôte, telles que les lymphocytes T4 auxiliaires humains, ce qui conduit à l'élaboration d'un grand nombre de particules virales (Weiss, 1996 Denny et al., 1998 Oguntibeju et Banjoko, 2003). Il y a eu une augmentation drastique du nombre de personnes infectées par le VIH, malgré divers efforts déployés pour lutter contre cette infection. Cette augmentation n'est pas propre à un groupe racial, un pays et une communauté en particulier. C'est un problème mondial. Cependant, selon les rapports, la plus grande incidence d'infection à VIH se trouve en Afrique subsaharienne (ONUSIDA, 2001 SAHIVCS, 2001).

Définition du SIDA : Le syndrome d'immunodéficience acquise (SIDA) est causé par un rétrovirus nommé VIH qui attaque et épuise sélectivement les lymphocytes T porteurs du récepteur CD4 (cellules T auxiliaires), provoquant une prédisposition aux infections opportunistes et aux tumeurs malignes (Sabatier, 1987 Weiss, 1996 Wong et al., 1997). Dans sa définition, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a donné une définition provisoire du cas clinique du SIDA dans les endroits où les ressources diagnostiques sont limitées et a déclaré ainsi :

Sida de l'adulte : Il se définit par l'existence d'au moins deux des signes cliniques majeurs associés à au moins un signe clinique mineur en l'absence de causes connues d'immuno-suppression telles que le cancer ou la malnutrition sévère, ou d'autres étiologies reconnues. Les principaux signes cliniques comprennent une perte de poids de plus de 10 % du poids corporel, une diarrhée chronique pendant plus d'un mois et une fièvre prolongée pendant plus d'un mois. Les signes mineurs sont une lymphadénopathie généralisée, une toux persistante pendant plus d'un mois et une candidose oropharyngée. Elle indiquait également que la présence d'un sarcome de Kaposi généralisé ou d'une méningite cryptococcique sont des signes cliniques suffisants à eux seuls pour le diagnostic du SIDA dans le groupe adulte (WHO, 1993 Barnhart et al., 1996 SAHIVCS, 2001).

SIDA chez l'enfant : Le SIDA pédiatrique doit être suspecté chez un nourrisson ou un enfant présentant au moins deux signes cliniques majeurs associés à au moins deux signes mineurs en l'absence de causes connues d'immuno-suppression. Les principaux signes cliniques incluent une perte de poids ou une croissance anormalement lente et une diarrhée chronique pendant plus d'un mois. Les signes cliniques mineurs comprennent une lymphadénopathie généralisée et une candidose oropharyngée (OMS, 1993 Barnhart et al., 1996 SAHIVCS, 2001).

Histoire naturelle de l'infection par le VIH : Les observations ont montré que d'après l'histoire naturelle de la maladie, elle est généralement mortelle pour les personnes infectées par le VIH. De plus, chaque personne infectée est un porteur actif du virus pour un contact sans méfiance, avant même que le porteur infecté ne présente le SIDA. Le temps moyen entre l'infection par le VIH et le développement du SIDA est d'environ neuf à dix ans dans les pays industrialisés (Weiss, 1996 Liu et al., 2000). Les facteurs qui sont suggérés pour affecter la durée de latence clinique comprennent la susceptibilité génétique, la charge virale, les infections concomitantes ainsi que le statut immunitaire préexistant au moment de l'infection par le VIH (Royce et al., 1997). D'après les données disponibles, la durée de survie des personnes infectées par le VIH est beaucoup plus courte en Afrique que dans les pays industrialisés (Enwonwu, 1992 Gilks, 1993 Piwoz et Preble, 2000 SAHIVCS, 2001).

Des études suggèrent une transition rapide de l'infection à VIH asymptomatique au SIDA (Enwonwu, 1992 Bentwich et al., 1999 Hazenberg et al., 2000). De nombreux patients en Afrique ont un accès limité aux systèmes de soins de santé, par conséquent les infections dues à des agents pathogènes endémiques tels que Mycobacterium tuberculosis , Streptococcus pneumonia et les salmonelles non typhoïdes couplées à la malnutrition semblent jouer un rôle important dans la cause de décès (Gilks, 1993 Tindall et Copper, 1991 SAHIVCS, 2001).

Classification de l'infection à VIH : En 1986, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis ont développé le premier système de classification de l'infection à VIH en mettant l'accent sur les infections opportunistes et les tumeurs malignes définissant le SIDA (CDC, 1987). Le système de classification des CDC a été révisé en 1987 pour refléter la pratique clinique de manière plus pratique et y a inclus le syndrome de dépérissement du VIH ainsi que d'autres maladies liées au VIH. La première classification fait référence à la présence d'une perte de poids involontaire supérieure à 10 %, accompagnée de diarrhée chronique (>30 jours) ou de fièvre documentée (>30 jours). En 1991, la classification du SIDA incluait tous les individus infectés par le VIH avec un nombre de lymphocytes T CD4 + <200x10 6 (Buehler et al., 1993 SAHIVCS, 2001). En 1993, le système de stadification de l'OMS pour l'infection et la maladie à VIH a été formulé comme système de stadification universel pour l'infection à VIH avec une certaine flexibilité pour une utilisation internationale, y compris dans les pays ayant un accès limité à la technologie. L'OMS n'a pas inclus la tuberculose pulmonaire comme maladie définissant le SIDA dans ce système de classification, car elle apparaît comme une maladie endémique dans de nombreux Pays en voie de développement . Une perte de poids involontaire supérieure à 10 % du poids normal au stade clinique 3 et le syndrome de dépérissement dû au VIH au stade 4 ont été inclus (OMS, 1993 SAHIVCS, 2001). Cette mise en scène est actuellement utilisée en Afrique du Sud et dans d'autres pays africains (Martin, 2000 SAHIVCS, 2001).

L'épidémiologie du VIH/SIDA
Origine et histoire de l'épidémie de VIH/SIDA : Les premiers cas signalés de SIDA ont été enregistrés dans le rapport hebdomadaire de morbidité et de mortalité du 5 juin 1981, aux Etats-Unis d'Amérique et concernaient cinq jeunes hommes, tous homosexuels actifs qui avaient été soignés à Los Angeles. Angeles pour une infection rare appelée pneumonie à Pneumocystis carinii (PCP). Les cinq hommes présentaient des signes d'autres infections et un système immunitaire défectueux. À peu près à la même période, des médecins aux États-Unis d'Amérique ont diagnostiqué un sarcome de Kaposi (une tumeur maligne rare) chez 26 hommes homosexuels âgés de 26 à 51 ans (Cahill, 1994 ONUSIDA, 2000, 2001).

Épidémiologie mondiale de l'infection à VIH et du SIDA : La pandémie de VIH/SIDA est peut-être la menace de maladie la plus grave pour cette génération. Cependant, les informations sur l'étendue de sa propagation sont insuffisantes (ONUSIDA, 2002). Les rapports montrent que les statistiques mondiales sont rassemblées par l'OMS, mais ces statistiques sont généralement incomplètes car, pour un certain nombre de raisons, de nombreuses autorités ne peuvent pas ou ne veulent pas donner un chiffre précis concernant le nombre de cas survenus dans leur pays (Sabatier , 1987 SAHIVCS, 2001). Les données épidémiologiques disponibles sur la répartition des cas de VIH/SIDA dans le monde indiquent des schémas distincts, chacun étant caractérisé par le moment où l'infection ou la maladie a été diagnostiquée et les modes de transmission prédominants (Martin, 2000 ONUSIDA, 2002).

Fin 2001, on estimait à 40 millions le nombre de personnes vivant avec le VIH dans le monde. Dans de nombreuses régions du monde en développement, la majorité des nouvelles infections surviennent chez les jeunes adultes, les jeunes femmes étant particulièrement plus vulnérables. Environ un tiers des personnes vivant actuellement avec le VIH/sida ont entre 15 et 49 ans. La plupart d'entre eux ne savent pas qu'ils sont porteurs du virus. De nombreuses personnes en Afrique, en particulier celles qui vivent dans les zones rurales, ne savent rien ou trop peu sur le VIH pour se protéger contre le virus (ONUSIDA, 2001 Oguntibeju et al., 2002).

Le modèle de distribution du VIH/SIDA a des implications pour le type de prévention et de soutien nutritionnel nécessaires et pour la priorité qui doit être accordée aux différents aspects des activités qui permettraient de réduire sa propagation et d'améliorer l'état de santé des personnes déjà infectées par le VIH ( ONUSIDA, 2000).

Modèle 1 : Dans les zones du modèle 1, la plupart des cas d'infection à VIH et de SIDA surviennent chez des hommes homosexuels ou bisexuels et chez des utilisateurs de drogues par voie intraveineuse. La transmission hétérosexuelle est également en augmentation, mais elle n'est responsable que d'un faible pourcentage des cas. Ce modèle est typique de l'Amérique du Nord. Le ratio hommes/femmes des cas signalés de VIH/SIDA varie de 10:1 à 15:1 (Royce et al., 1997 UNAIDS, 2001).

Modèle 2 : Ceci est typique de la plupart des pays d'Afrique subsaharienne et de certaines parties des Caraïbes. La plupart des cas signalés dans ces régions se produisent par transmission sexuelle entre hétérosexuels, le ratio hommes/femmes de cas documentés étant évalué à 1:1. La transmission à partir d'usagers de drogues par voie intraveineuse et de relations homosexuelles se produit à un taux inférieur à la transmission hétérosexuelle (Royce et al., 1997 UNAIDS, 2000).

Modèle 3 : Ce modèle se retrouve en Afrique du Nord, en Europe de l'Est, en Asie et dans la plupart des régions du Pacifique. Dans ces régions, le VIH semble avoir été introduit entre le début et le milieu des années 1980 et seul un petit nombre de cas de VIH/SIDA ont été documentés en 1989.Cependant, le taux de prévalence du VIH/SIDA dans les différentes régions a augmenté de manière significative au cours des dernières années (Royce et al., 1997 UNAIDS, 2000).

Épidémies de VIH en Afrique subsaharienne : l'Afrique abriterait au moins 70 % du total des adultes et 80 % du total des enfants vivant avec le VIH dans le monde (Piwoz et Preble, 2000 ONUSIDA, 2002). Environ 75 % de tous les décès dus au sida sont survenus en Afrique subsaharienne depuis le début de l'épidémie il y a plus de vingt ans. À la fin de 2001, il a été signalé que sur les 40 millions de personnes vivant avec le VIH/SIDA, 28,5 millions vivaient en Afrique subsaharienne. Sur environ 13,2 millions d'enfants qui ont perdu leurs deux parents à cause de l'infection par le VIH, 12,1 millions vivent en Afrique subsaharienne (ONUSIDA, 2001). Les données disponibles ont montré que les pays d'Afrique australe ont désormais des taux de prévalence supérieurs à 20 % : Botswana (38,8 %), Lesotho (31 %), Namibie (22,5 %), Afrique du Sud (20,1 %), Swaziland (33,4 %), Zambie ( 21,5%) et Zimbabwe (33,7 %) (Maw, 2000).

Tableau 1: Résumé mondial de l'épidémie de VIH/SIDA, décembre 2001 (ONUSIDA, 2001)

En Afrique de l'Ouest et du Centre, de nouvelles données confirment une augmentation du taux. Dans les zones urbaines du Cameroun, le taux de prévalence du VIH est passé de 2% en 1988 à 4,7% en 1996. Le taux de prévalence national du Nigeria est passé de 1,9% en 1993 à 5,8% en 2001. On estime déjà qu'environ 3,5 millions de Nigérians sont vivant avec le VIH/SIDA (ONUSIDA, 2001, 2002). L'augmentation de la prévalence du VIH dans les pays en conflit tels que l'Angola, le Burundi, la République démocratique du Congo et le Rwanda est considérée comme une grave préoccupation car les déplacements massifs de personnes et la perturbation des systèmes sociaux augmentent la vulnérabilité des personnes à l'infection par le VIH (ONUSIDA, 2001, 2002). Le tableau 1 présente un résumé global de l'épidémie de VIH/SIDA.

Modes de transmission du VIH : le VIH est présent dans le sang périphérique, le plasma acellulaire, le sperme, les sécrétions cervicales et vaginales, les ganglions lymphatiques, les cellules cérébrales, les cellules hépatiques, le liquide céphalo-rachidien (LCR) et la salive (Sabatier, 1987 DeGruchy, 1990 Soderlund et al. ,1999 SAHIVCS, 2001). Le VIH peut être transmis par

Actes sexuels (transmission horizontale).
Sang ou produits sanguins d'une personne infectée transfusé à une autre personne.
Abus de drogues par voie intraveineuse

Les blessures par piqûre d'aiguille et d'autres modes d'inoculation parentérale du virus ainsi que le perçage des oreilles, les marques tribales et les scarifications sont d'autres modes de transmission (DeGruchy, 1990 SAHIVCS, 2001). De plus, Royce et al. (1997), ont signalé que le VIH peut encore être transmis par les personnes recevant une thérapie antirétrovirale hautement active (HAART) et/ou par celles qui ont une charge virale indétectable. Le VIH-1 et le VIH-2 se transmettent de la même manière, bien qu'il soit prouvé que le VIH-2 se transmet moins facilement par voie sexuelle et mère-enfant que les sous-types du VIH-1. Des preuves épidémiologiques ont montré que les sous-types du VIH-1 semblent être prédominants dans certaines épidémies (par exemple, la propagation hétérosexuelle rapide des souches de sous-type E en Thaïlande). Cependant, il n'existe aucune preuve claire permettant de lier des sous-types particuliers à un mode de transmission spécifique (DeVincenzi, 1994 Bartlett, 1998 Gallant, 1999).

Transmission sexuelle : Comme Royce et al. (1997) ont déclaré que les rapports sexuels non protégés (définis comme des relations sexuelles orales, vaginales ou anales avec pénétration) sans utilisation de préservatif entre un homme et une femme ou entre hommes représentent 75 à 85 % des infections à VIH chez les adultes. L'un des facteurs les plus complexes affectant la pathogenèse de l'infection par le VIH est celui de la transmission sexuelle. La transmission sexuelle du VIH dépend d'un certain nombre de facteurs impliqués à la fois dans la transmission du virus par la personne et dans le partenaire non infecté (Darby et al., 1996 Denny et al., 1998 Oguntibeju et Fabode, 2002 Oguntibeju et al., 2002) . La transmission sexuelle du VIH peut se produire lorsqu'une quantité suffisante de virus infectieux pénètre dans la muqueuse d'un individu pendant les relations sexuelles (Denny et al., 1998).

Il a été suggéré que les facteurs qui augmentent la quantité et la virulence du virus de l'immunodéficience affaiblissent l'intégrité des barrières tissulaires localisées, ou interrompent la production d'une réponse immunologique locale et systémique efficace, peuvent augmenter les chances de transmission du VIH (Denny et al., 1998 Cohen et Fauci, 2001). Seidlin et al. (1993) Weiss (1996) Royce et al. (1997) Denny et al. (1998) ONUSIDA (1999) Wawer et al. (1999) et Maw (2000) ont noté que plusieurs facteurs créent un terrain fertile pour l'épidémie. Ces facteurs comprennent la susceptibilité de l'hôte, les facteurs génétiques de l'hôte, le stade de l'infection, le taux de changement de partenaire, la propriété biologique du VIH, le chômage de masse et l'insécurité économique, les normes sociales et culturelles, les autres infections sexuellement transmissibles et les rapports sexuels non protégés/à risque.

Transmission du VIH par le sang : En règle générale, la transmission du VIH par le sang se fait par des piqûres d'aiguilles, d'autres objets tranchants contaminés par du sang et par transfusion sanguine et la transplantation d'organes. Les personnes à risque sont les toxicomanes par voie intraveineuse, les travailleurs de la santé et les receveurs de sang, de produits sanguins et d'organes (Cardo et al., 1997). Globalement, à la fin de 1996, transfusion sanguine représentaient 3 à 5 % de tous les cas adultes d'infection par le VIH (Efem, 1990 Cardo et al., 1997 Leroy et al., 1998). Les procédures de dépistage de routine ont considérablement réduit ce risque, en particulier dans les pays développés. Cependant, il existe des cas rapportés de VIH ayant été transmis par transplantation d'organes contenant du sang ou hautement vascularisés tels que les reins, le foie, le cœur, le pancréas, les os, la peau et par insémination artificielle (Efem, 1990 Smith et Nichols, 1991). Les travailleurs de la santé sont continuellement à risque de contracter des infections transmissibles par le sang, en particulier les virus de l'hépatite B et C et le VIH (Bragbjerg, 1993).

La biologie du VIH : Il existe deux types de VIH qui présentent environ 40 à 60 % acide aminé l'homologie et ces deux types sont discutés.

Type 1 (VIH-1) : Le type 1 est présent dans le monde entier et est responsable de la majorité des cas d'infection par le VIH (Fox, 1996 SAHIVCS, 2001). Les souches du VIH-1 sont subdivisées en souches du groupe M (majeures) et du groupe O (valeurs aberrantes). Les virus du groupe M sont un groupe prévalent représentant la plupart des infections à VIH-1 dans le monde. D'autre part, les plus petites souches du groupe O sont rares et très différentes des virus du groupe M (Kuritzkes, 1999). La raison de la diversité génétique du VIH-1 est lié au potentiel inhérent du virus à muter et, dans certains cas, est dû à la recombinaison de souches virales distinctes.

L'épidémie initiale en Afrique du Sud était due à un virus du clade B, mais elle a été dépassée par une épidémie du clade C (Martin, 2000). Il a été confirmé que chaque particule de VIH est composée de deux copies du génome viral à ARN simple brin emballé à l'intérieur d'un noyau de protéine ou d'une capside. Les protéines centrales (Gag) comprennent les principales protéines structurelles p24 (capside) et p17 (matrice), la protéine structurelle interne p7 (nucléocapside) et la protéine précurseur Gag-Pol p55. La particule virale contient également des protéines de polymérase (Pol) qui sont essentielles pour les premières étapes du cycle de vie du virus. Cela comprend la transcriptase inverse p66/p51 et l'endonucléase/intégrase p31 (Pantaleo et al., 1998). La capside du VIH est entourée d'une enveloppe lipidique dérivée des cellules infectées, dans laquelle sont intégrées les glycoprotéines d'enveloppe du VIH (Env). Ceux-ci comprennent la glycoprotéine d'enveloppe externe gp120, la glycoprotéine transmembranaire gp41 et la glycoprotéine précurseur gp160 (Vogt et al., 1997 Martin, 2000).

Type 2 (VIH-2) : Le type 2 se trouve actuellement et principalement en Afrique de l'Ouest et dans les pays ayant des liens historiques ou commerciaux avec cette région (Efem, 1990 Fox, 1996). Le VIH de type 2 a été isolé pour la première fois en 1986 chez des patients atteints du SIDA en Afrique de l'Ouest où il est le plus répandu et principalement acquis par des relations hétérosexuelles. L'incidence du VIH-2 a également été signalée en Afrique de l'Est, en Europe, en Asie, en Amérique du Nord et en Amérique latine. Cinq sous-types de VIH-2 (A-E ont été décrits (Moore et al., 1997 Young, 1997 Kuritzkes, 1999 Martin, 2000).

Récepteurs cellulaires du VIH : Le VIH est connu pour infecter certains types de cellules, ce sont des cellules exprimant le récepteur des cellules T CD4+. Ces cellules comprennent les cellules T auxiliaires (cellules CD4 + T ou cellules T4), ainsi que d'autres globules blancs, y compris les monocytes et les macrophages. Les cellules gliales du système nerveux central, les cellules chromaffines de l'intestin et les cellules de Langerhans des muqueuses et de la peau qui expriment le récepteur des lymphocytes T CD4+ peuvent également être infectées par le VIH (Bagasra et al., 1992 Paxon et al., 1996) .

Cependant, certaines cellules, par exemple les neurones qui n'expriment pas le récepteur des cellules T CD4+, peuvent être infectées par le VIH. Cela soulève la possibilité que d'autres cibles cellulaires puissent exister pour le virus de l'immunodéficience humaine. Les résultats de la recherche indiquent que des protéines spécifiques de la surface des cellules humaines identifiées comme co-récepteurs en plus de la cellule T CD4 + se sont avérées médier la fusion entre le VIH et ses cellules cibles (Paxon et al., 1996 Grossman et Herberman, 1997). Deux des principaux co-récepteurs sont : le récepteur de chimiokine CC CCR-5, exprimé par les monocytes et les lymphocytes qui médient l'entrée des souches non inductrices de syncytium (NSI), les souches monocytotropes du VIH-1 et le récepteur de chimiokine CXC CXCR-4 (également connu comme la fusine)-exprimée sur les lymphocytes T qui médie l'entrée de Syncytium-Inducing (SI), souches tropiques des lymphocytes T du VIH-1. Cela explique peut-être la raison pour laquelle les souches monocytotropes du VIH peuvent infecter à la fois les monocytes et les souches primaires (les deux expriment le CCR-5) mais pas les lignées de lymphocytes T (qui manquent de CCR-5 et pourquoi les souches tropiques des lymphocytes T du VIH-1 ne peuvent pas infectent les monocytes (qui manquent de CXCR-4).Les co-récepteurs CCR-5 et CXCR-4 fonctionnent comme des récepteurs pour les chimiokines dans le système du corps humain.

Il a été postulé que les chimiokines produites par les cellules CD8 + en réponse à l'activation immunitaire, telles que RANTES (régulée lors de l'activation, normalement exprimées et sécrétées par les cellules T), MIP-1α et MIP 1β (protéines inflammatoires macrophages ), se lient au CCR-5, bloquant l'entrée du VIH-1, inhibant ainsi in vitro infection par des souches monocytotropes mais non T-lymphotropes du virus (Cocchi et al., 1995 Paxon et al., 1996 Ullum et al., 1998).

Pathogenèse de l'infection par le VIH : De manière plus caractéristique, l'infection par le VIH-1 chez l'homme entraîne la perte de fonction et la mort des lymphocytes T CD4 + avec une incidence accrue résultante d'infections opportunistes et de tumeurs malignes (Levy, 1993 Fox, 1996). Les patients séropositifs pour le VIH-1, progressent dans l'infection à des rythmes différents et les facteurs qui affectent la progression sont des indices de la pathogenèse de l'infection par le VIH (Schechter et al., 1994 Dalgleish et Colizzi, 1992 Levy, 1993 Kreiss et al. ., 1997). La littérature tend à s'accorder sur le fait que la prédisposition génétique, reflétée dans les différents types d'antigènes leucocytaires humains (HLA), les infections concomitantes, l'âge, la dose de l'inoculum, la voie d'exposition, la variante du virus ainsi que d'autres facteurs, joue un rôle dans la pathogenèse du VIH-1 et pour déterminer comment le système immunitaire gère l'infection.

Processus de pathogenèse de l'infection par le VIH : La séquence d'événements associée aux processus de pathogenèse par Fox (1991), Fox et al. (1992), Fox et Cottler-Fox (1992), Fox et al. (1994) et Fox (1996) peuvent être résumés comme suit :

Le VIH, recouvert de membranes cellulaires, d'anticorps et/ou de complément de l'individu infecté, pénètre dans un nouvel hôte.
Le virus infectant est immunologiquement reconnu comme un complexe antigénique et en tant que tel, il est attaqué par les lymphocytes T CD4+. Le contact avec la gp120 en saillie entraîne une infection des cellules hôtes.
La cellule infectée produit beaucoup plus de particules virales qui ne sont pas recouvertes d'anticorps et sont donc capables de produire librement une infection parmi les cellules porteuses de CD4 +.
Les cellules productrices de virus infectées libèrent des antigènes sous forme de virions et de protéines virales. Ces substances sont immunogènes.
Il existe une hyperplasie lymphoïde accompagnée d'une expansion des cellules B et d'une augmentation des taux d'anticorps humoraux et de plasmocytes. Ceci est suivi d'une diminution proportionnelle du nombre de cellules infectées de manière productive en circulation. Ce changement réciproque dans les cellules productrices de virus peut être dû soit aux lymphocytes T cytotoxiques, soit à l'inactivation du virus par les anticorps humoraux ou les deux.
Il y a une accumulation de VIH sous forme de complexe viral-immun à la surface des membranes cellulaires des cellules dendritiques folliculaires. Celui-ci est fixé par des récepteurs Fc à la surface cellulaire. Le réservoir de virus est nécessaire à la progression de l'infection par le VIH et une concentration virale de 1x10 9 particules par centimètre cube peut être atteinte dans les cellules germinales.
L'individu infecté assume un état stable d'infection dans lequel les cellules T CD4+ sont infectées lorsqu'elles migrent à travers les cellules germinales. On dit qu'en fonction du temps écoulé entre l'infection et l'activation et l'expression virale, les cellules infectées produisent des particules virales dans le tissu lymphoïde ou à des sites distants ailleurs dans le système corporel.
L'épuisement des lymphocytes T CD4 + dépasse légèrement la formation. Cette phase de l'infection/de la maladie peut se poursuivre pendant de nombreuses années.
En raison de la perte prolongée des lymphocytes T CD4+ et de leurs interactions fonctionnelles, l'intégrité et la fonction des tissus lymphoïdes sont abordées et il y a une perte de filtration des virus/virions ainsi qu'une désorganisation générale des ganglions lymphatiques. Les tissus lymphoïdes semblent dépendre d'interactions écologiques complexes, modulées par les cytokines et dépendantes des interactions micro-environnementales. À un moment donné de ce processus, l'étape de définition du SIDA est atteinte.
La fonction immunitaire diminue jusqu'à ce que des infections opportunistes définissant le SIDA submergent le patient.

Principes de la pathogenèse du VIH : L'infection par le VIH-1 initie un processus qui conduit à la destruction progressive de la population de lymphocytes T CD4 + avec des rôles dans la génération et le maintien de l'hôte réponse immunitaire s (Fauci, 1988 Fauci et al., 1991 Feinberg, 1995 Koot et al., 1996 Haynes et al., 1996). La préférence des cellules cibles pour l'infection et la déplétion par le VIH-1 est déterminée par l'identité de la surface des lymphocytes T CD4 + qui est reconnue par la glycoprotéine de l'enveloppe (env) du VIH-1 lorsque le virus se lie aux cellules hôtes et y pénètre pour initier le virus. cycle de réplication (Feinberg, 1995 Koot et al., 1996). Il a été constaté que le processus de fusion cellulaire (formation de syncytium) qui représente une conséquence cytopathique significative de l'infection par le VIH-1 des lymphocytes T CD4 +, dépend également de l'interaction spécifique entre les lymphocytes T CD4 + et l'env du VIH-1. glycoprotéine (Feinberg, 1996 Bartlett, 1998).

Déclin des lymphocytes T CD4 + : Après l'infection initiale de l'hôte humain, le rythme auquel l'immunodéficience se développe et la susceptibilité aux infections opportunistes et aux tumeurs malignes se manifestent et sont associés au taux de déclin des taux de lymphocytes T CD4 + (Stein et al., 1992 Kaplan et al., 1995 Enger et al., 1996 USPH/IDSA, 1996). Le taux de déclin des lymphocytes T CD4 + varie considérablement d'une personne à l'autre et n'est pas constant à tous les stades de l'infection par le VIH. Koot et al. (1996) ont rapporté que l'accélération du taux de déclin du nombre de lymphocytes T CD4+ annonce la progression de la maladie. Selon Koot et al. (1996), les processus virologiques et immunologiques qui se déroulent au moment de l'apparition d'une chute rapide du nombre de lymphocytes T CD4 + sont mal compris. Cependant, on pense qu'ils sont associés à des taux croissants de réplication du VIH-1 in vivo et à un déclin à médiation cellulaire. réponse immunitaire .

Progression du VIH vers le SIDA : Dans les pays développés, le temps moyen pour que les adultes développent le SIDA après l'infection initiale par le VIH-1 est d'environ 10 à 12 ans en l'absence de traitement antiviral. Cependant, certains individus (20 %) manifestent un SIDA à part entière dans les cinq ans suivant l'infection, tandis que d'autres (<5%) ont subi une infection asymptomatique au VIH-1 à long terme (>10 ans) sans diminution significative du nombre de lymphocytes T CD4+. Comme Haynes et al. (1996) ont observé qu'environ 2 % des personnes infectées par le VIH-1 semblent être capables de contenir la réplication virale à des niveaux extrêmement faibles et de maintenir des comptes de lymphocytes T CD4 + stables dans la plage normale pendant de longues périodes (12-15 ans). De plus, au sein de ce groupe, de très rares individus sont infectés par des variantes du VIH-1 présentant des défauts génétiques. On pense que la plupart des cas d'infection à VIH lentement progressive ou apparemment non progressive résultent d'un antiviral hôte plus efficace. réponse immunitaire s. Ces individus ont tendance à avoir des réponses cellulaires T cytotoxiques réactives actives contre les cellules infectées par le VIH-1 (Haase, 1999).

Hérédité d'un gène spécifique : L'héritage d'un gène spécifique autre que le gène HLA a également été impliqué dans le taux de progression de la maladie VIH-1. Les chercheurs ne savent pas avec certitude si les lymphocytes T CD4 + de différents individus varient dans leur sensibilité à l'effet cytopathique de l'infection par le VIH-1. Cependant, peu de personnes qui ne sont pas infectées par le VIH-1 malgré des expositions multiples au virus, présentent des niveaux plus élevés de production de chimiokines et une expression altérée des récepteurs spécifiques des chimiokines, par exemple CCKR-5 qui servent de corécepteurs pour l'entrée du VIH-1 dans les cellules cibles (Paxon et al., 1996 Pakker, 1998).

Âge : Stein et al. (1992) et Darby et al. (1996) ont rapporté que l'âge des personnes vivant avec l'infection par le VIH-1 pourrait influencer le taux de progression vers le SIDA, ce qui suggère que la capacité de régénération du système immunitaire de l'hôte (connue pour décliner avec l'âge) peut également déterminer l'intégrité du système immunitaire. système (comment il résiste ou répare les dommages causés par l'infection par le VIH-1).

Facteurs environnementaux : Les facteurs environnementaux, en particulier ceux menant à l'activation du système immunitaire, peuvent affecter le taux d'immunosuppression induite par le VIH-1 (Ho et al., 1995 Hu et al., 1996 Oguntibeju et al., 2002). L'exposition à des antigènes environnementaux peut activer la réplication du VIH-1, augmentant ainsi les dommages immunitaires et augmentant la progression de l'infection par le VIH-1 (Ho et al., 1995). Les auteurs pensent également que la réplication actuelle du VIH-1 en présence d'un hôte antiviral actif mais incomplètement efficace réponse immunitaire peut être en partie responsable des manifestations secondaires de la maladie VIH-1. Semblable à ce qui précède, Kuritzkes (1999) et MacDouall (1997) ont soutenu que les attributs viraux tels que la cytopathie, la réplicabilité, la syncytialité, le tropisme cellulaire, la virulence et la charge virale, l'apoptose, la dominance ou la compétition antigénique, les mutants d'échappement viral induits ou aléatoires, les cellules autoréactives des phénotypes CD8+ ou CD4+ et l'inhibition de la production de cellules précurseurs, suffisent à expliquer la pathogenèse du VIH.

Malnutrition : Il a été rapporté que des facteurs tels que la présence de maladies sexuellement transmissibles, la tuberculose, les croyances et coutumes culturelles, la mauvaise situation économique contribuent à la malnutrition chronique et endémique en Afrique, tandis que la malnutrition affecte à son tour la fonction immunitaire et influence l'expression et la réplication virales, ce qui affecter la progression de la maladie à VIH et la mortalité des patients. Des études de recherche ont confirmé que les carences en nutriments (résultant de la malnutrition) sont associées à un dysfonctionnement immunitaire et à une progression accélérée vers le SIDA (Fawzi et Hunter, 1998 Macallan, 1999).

Il ressort clairement de cette revue que la littérature tend à s'accorder sur le fait que la pathogenèse du VIH n'est pas médiée par un seul facteur mais par une combinaison de facteurs tels que la prédisposition génétique, reflétée dans les différents types d'antigènes leucocytaires humains (HLA), les infections concomitantes, l'âge, l'environnement, la dose de l'inoculum, la voie d'exposition, la variante du virus ainsi que d'autres facteurs. Les facteurs qui incluent la pauvreté, la malnutrition, les croyances religieuses mais sans s'y limiter le manque d'engagement de la part du gouvernement africain se sont combinés pour jouer un rôle dans la propagation du VIH/SIDA en Afrique. La connaissance de la pathogenèse du VIH et des facteurs contribuant à la propagation du VIH/SIDA pourrait fournir un mécanisme pour développer un vaccin pour le traitement du VIH/SIDA et combattre la propagation du VIH/SIDA, respectivement.

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Facteurs de taux d'infection - Biologie

L'âge est le principal facteur de risque des maladies répandues dans les pays développés : cancer, maladies cardiovasculaires et neurodégénérescence. Le processus de vieillissement est délétère pour la fitness, mais peut néanmoins évoluer en conséquence du déclin de la force de sélection naturelle à des âges plus avancés, attribuable à des risques extrinsèques pour la survie : le vieillissement peut alors survenir comme effet secondaire de l'accumulation de mutations qui diminuent la fitness à âges plus tardifs, ou de la sélection naturelle en faveur de mutations qui augmentent l'aptitude des jeunes mais au prix d'un taux de vieillissement ultérieur plus élevé. Autrefois considéré comme un processus d'accumulation de dommages inexorable, complexe et spécifique à la lignée, le vieillissement s'est avéré être influencé par des mécanismes qui montrent une forte conservation évolutive. Une activité réduite du réseau de signalisation insuline/facteur de croissance analogue à l'insuline/cible de la rapamycine, sensible aux nutriments, peut prolonger la durée de vie en bonne santé des levures, des invertébrés multicellulaires, des souris et, éventuellement, des humains. L'activité mitochondriale peut également favoriser le vieillissement, tandis que l'entretien du génome et l'autophagie peuvent s'en protéger. Nous discutons de la relation entre les mécanismes du vieillissement et de la maladie conservés au cours de l'évolution, ainsi que les défis et opportunités scientifiques associés.


Croissance des micro-organismes : 6 facteurs

Les points suivants mettent en évidence les six principaux facteurs physiques affectant la croissance des micro-organismes. Les facteurs sont : 1. Solutés et acidité de l'eau 2. Température 3. pH 4. Besoins en oxygène 5. Pression 6. Rayonnement.

Facteur n ° 1. Acidité des solutés et de l'eau :

L'eau est l'une des exigences les plus essentielles à la vie. Ainsi, sa disponibilité devient le facteur le plus important pour la croissance des micro-organismes. La disponibilité de l'eau dépend de deux facteurs : la teneur en eau du milieu environnant et la concentration de solutés (sels, sucres, etc.) dissous dans l'eau.

Dans la plupart des cas, le cytoplasme cellulaire possède une concentration de soluté plus élevée par rapport à son environnement. Ainsi, l'eau diffuse toujours d'une région de sa concentration la plus élevée vers une région de la concentration la plus faible.

Ce processus s'appelle l'osmose qui maintient le cytoplasme microbien dans un équilibre hydrique positif. Lorsqu'une cellule microbienne est placée dans une solution hypertonique (ou une solution à faible activité d'eau), elle perd de l'eau et un rétrécissement de la membrane a lieu. Ce phénomène est appelé plasmolyse.

Les micro-organismes montrent une variabilité dans leur capacité à s'adapter aux habitats de faible activité hydrique. Les micro-organismes comme S. aureus peuvent survivre dans une large gamme d'activité de l'eau et sont appelés osmotolérances (car l'activité de l'eau est inversement liée à la pression osmotique).

Cependant, la plupart des micro-organismes ne se développent bien qu'à proximité de l'activité de l'eau pure (c'est-à-dire autour de 0,98-1). Ainsi, le séchage des aliments ou l'ajout d'une concentration élevée de sels et de sucres est le moyen le plus populaire de prévenir la détérioration des aliments.

Les micro-organismes de l'eau de mer sont appelés halophiles car ils nécessitent une concentration élevée de sels (entre 2,8 et 6,2 M) pour se développer. Halobacterium, une archaebactérie halophile, habite la mer Morte (un lac salé situé entre Israël et la Jordanie et le lac le plus bas du monde), le Grand Lac Salé de l'Utah et d'autres habitats aquatiques possédant des concentrations de sel approchant l'eau salée.

La disponibilité quantitative de l'eau peut être exprimée en terme physique appelé activité de l'eau (unw). L'activité de l'eau pour une solution d'échantillon est le rapport de la pression de vapeur de la solution d'échantillon à la pression de vapeur de l'eau à la même température (unw = Psoln/Pl'eau).

L'humidité relative d'un échantillon d'essai (à l'équilibre) peut être obtenue, après l'avoir scellé dans une enceinte fermée. Cela détermine l'activité de l'eau d'une solution. Par exemple, si après traitement par la méthode ci-dessus, l'humidité relative de l'air sur l'échantillon est de 95 %, alors l'activité de l'eau de l'échantillon est de 0,95.

Facteur # 2. Température :

Toutes les formes de vie sont fortement influencées par la température. En effet, les microorganismes sont très sensibles à la température puisque leur température varie avec celle de l'environnement (puikilothermic).

La température influence la vitesse des réactions chimiques et l'intégrité de la structure des protéines, affectant ainsi les taux d'activité enzymatique.À basse température, les enzymes ne sont pas dénaturées, par conséquent, chaque augmentation de température de 10 °C entraîne une augmentation de l'activité métabolique et la croissance des micro-organismes.

Cependant, les enzymes ont une plage de stabilité thermique et au-delà, leur dénaturation a lieu. Ainsi, une température élevée tue les micro-organismes en dénaturant les enzymes, en inhibant les molécules porteuses de transport ou en modifiant l'intégrité de la membrane. Chaque microbe montre une dépendance caractéristique de la température et possède ses propres températures cardinales, c'est-à-dire des températures de croissance minimale, maximale et optimale (Fig. 19.15).

Les valeurs de la température cardinale varient considérablement d'une bactérie à l'autre. Pour plus de commodité, les bactéries isolées des sources chaudes peuvent survivre même à une température de 100°C et plus, tandis que celles isolées de la neige peuvent survivre en dessous de -10°C. Sur la base de la sensibilité aux conditions thermiques, les micro-organismes sont classés en trois catégories : thermophiles, meshophiles et psychrophiles.

Les thermophiles sont des micro-organismes qui présentent des optimums de croissance à 55 °C. Ils ont souvent des maxima de croissance de 65°C, alors que peu peuvent pousser même à 100°C et à des températures plus élevées. Leurs minima de croissance sont de 45°C. La grande majorité des thermophiles appartiennent aux procaryotes, bien que quelques microalgues (par exemple, Cyanidium caldarium) et microchampignons (par exemple Mucor pusillus) soient également thermophiles.

Quelques micro-organismes sont hyperthermophiles car ils possèdent des optimums de croissance entre 80°C et environ 113°C. Les hyperthermophiles ne poussent généralement pas bien en dessous de 55°C (par exemple, Pyrococcus abyssi, Pyrodictium occultum).

Les mésophiles sont des micro-organismes qui ont des minima de croissance entre 15°C et 20°C, des optima entre 20 et 45°C et des maxima à 45°C. La plupart des micro-organismes entrent dans cette catégorie. Presque tous les agents pathogènes humains sont mésophiles car ils se développent à une température assez constante, de 37°C. Les psychrophiles ont une température optimale de croissance à 15°C, cependant, peu peuvent pousser même en dessous de 0°C.

La température maximale de croissance des psychrophiles est d'environ 20°C. La détérioration des aliments réfrigérés a lieu à cause des psychrophiles facultatifs. Ce sont des micro-organismes qui peuvent se développer à 0°C mais ont une température optimale de croissance entre 20°-30°C.

Facteur # 3. pH :

Le pH est défini comme un logarithme négatif de la concentration en ions hydrogène :

L'échelle de pH s'étend de pH 0,0 à pH 14,0 et chaque unité de pH représente un changement de dix fois la concentration en ions hydrogène. Le pH d'une solution révèle si la solution est acide, alcaline ou neutre. Une solution neutre contient un pH égal à 7. La solution acide montre un pH inférieur à 7, tandis que la solution alcaline présente un pH supérieur à 7.

L'activité des enzymes microbiennes dépend du changement présent à la surface des acides aminés. Toute modification du pH environnemental peut soit augmenter l'activité enzymatique, soit inhiber l'activité (tableau 19.2).

Ainsi, le pH peut considérablement affecter la croissance des micro-organismes. Chaque espèce de micro-organismes présente une plage de croissance de pH spécifique. Les micro-organismes peuvent être classés comme acidophilus, neutrophiles et basophiles (alcalophiles) sur la base de leur besoin d'un pH particulier dans leur environnement.

Les acidophiles se développent entre la plage de pH de 0,0 à 5,5, les neutrophiles entre 5,5 et 8 et les basophiles entre 4,5 et 11,5. La plupart des microchampignons sont acidophiles car ils poussent dans un environnement ayant un pH d'environ 4 à 6. La plupart des bactéries et des protozoaires sont des neutrophiles.

Les micro-organismes en croissance produisent des déchets métaboliques acides et basiques. Ces déchets deviennent souvent des agents inhibiteurs car ils modifient le pH du milieu environnant.

Ainsi, des tampons phosphate ou citrate sont ajoutés pour maintenir un pH constant du milieu. Les tampons sont des sels d'acides ou de bases faibles qui maintiennent le pH du milieu constant. Le phosphate est un tampon couramment utilisé et représente un bon exemple de tamponnage par un acide faible (H2Bon de commande4 – ) et sa base conjuguée (HPO4 2- ) de la manière suivante.

Facteur # 4. Besoins en oxygène :

L'atmosphère terrestre contient environ 20 % (v/v) d'oxygène. Les micro-organismes capables de se développer en présence d'oxygène atmosphérique sont appelés aérobies tandis que ceux qui se développent en l'absence d'oxygène atmosphérique sont appelés anaérobies.

Les micro-organismes qui dépendent complètement de l'oxygène atmosphérique pour leur croissance sont appelés aérobies obligatoires, tandis que ceux qui n'ont pas besoin d'oxygène pour leur croissance mais se développent bien en sa présence sont appelés anaérobies facultatifs.

Les aérotolérants (par exemple Enterococcus faecalis) ignorent O2 et peut grandir en sa présence ou en son absence. En revanche, les anaérobies obligatoires (par exemple, les Bacteroids, Clostridium pasteurianum, Furobacterium) ne tolèrent pas du tout la présence d'oxygène et finissent par mourir. Peu de micro-organismes (par exemple, Campylobacter) nécessitent de l'oxygène à un niveau de concentration très faible (2-10%) et sont appelés microaérophiles (Fig. 19.16). Ces derniers sont endommagés par le niveau atmosphérique normal d'oxygène (20%).

Ces relations variables entre les microbes (en particulier les bactéries) et O2 apparaissent en raison de différents facteurs tels que l'inactivation des protéines et l'effet des dérivés toxiques de l'oxygène. Les enzymes bactériennes peuvent être inactivées lorsqu'elles interagissent avec l'oxygène. L'introgénèse, une enzyme fixatrice d'azote, est très sensible à l'oxygène et représente un bon exemple d'interaction entre l'enzyme et l'oxygène.

Au cours du processus métabolique, la flavoprotéine réduit l'oxygène pour former du peroxyde d'hydrogène (H2O2), le radical superoxyde (O2 – ) et le radical hydroxy (OH – ). Ces composés sont hautement toxiques et étant un puissant agent oxydant, ils peuvent provoquer la destruction des macromolécules cellulaires.

Pour survivre, les bactéries doivent donc être capables de le protéger des agents oxydants. Tous les aérobies et les anaérobies facultatifs contiennent deux enzymes, à savoir la superoxyde dismutase et la catalase. Ces enzymes protègent les microbes contre les effets mortels des produits oxygénés.

La propriété oxydante du superoxyde est annulée par la superoxyde dismutase car elle convertit le superoxyde en oxygène et en peroxyde d'hydrogène. L'enzyme catalase décompose le peroxyde d'hydrogène en oxygène et en eau. Les bactéries aéro-tolérantes comme les bactéries lactiques possèdent des peroxydases enzymatiques au lieu de la catalase pour décomposer le peroxyde d'hydrogène accumulé.

Étant donné que tous les anaérobies obligatoires manquent de ces enzymes ou les ont en très faible concentration et, par conséquent, sont sensibles à l'oxygène.

Facteur # 5. Pression :

La vie normale des micro-organismes sur terre ou à la surface de l'eau est toujours soumise à une pression de 1 atmosphère. Mais, ce sont de nombreux microbes qui survivent à des pressions hydrostatiques extrêmes en haute mer. D'autres sont là qui non seulement survivent mais croissent plus rapidement à des pressions élevées (par exemple, Protobacterium, Colwellia, Shewanella) et sont appelés barophiles.

Certaines archaebactéries sont thermobarophiles (par exemple, Pyrococcus spp., Methanococcus jannaschii). Cependant, un barophile a été récupéré à une profondeur d'environ 10 500 m dans la mer près des Philippines et s'est avéré incapable de croître à une température de 2°C et en dessous d'environ 400-500 pression atmosphérique.

Facteur # 6. Rayonnement :

Certains rayonnements électromagnétiques, en particulier les rayonnements ionisants (par exemple, les rayons X, les rayons gamma) sont très nocifs pour la croissance microbienne. De faibles niveaux de ces radiations peuvent provoquer des mutations et peuvent entraîner indirectement la mort, tandis que des niveaux élevés peuvent directement entraîner la mort des microbes.

Le rayonnement ionisant, cependant, détruit les structures cycliques, rompt les liaisons hydrogène, oxyde les doubles liaisons et polymérise certaines molécules. Le rayonnement ultraviolet (UV) est mortel pour toutes les catégories de vie microbienne en raison de sa courte longueur d'onde et de sa haute énergie, le rayonnement UV le plus mortel a une longueur d'onde de 260 nm.

Le rayonnement ultraviolet forme principalement des dimères de thymine dans l'ADN pour causer des dommages. Deux thymines adjacentes dans un brin d'ADN se rejoignent de manière covalente et inhibent la réplication et la fonction de l'ADN. Les pigments photosynthétiques microbiens (chlorophylle, bactériochlorophylle, cytochromes et flavines) absorbent parfois l'énergie lumineuse, s'excitent ou s'activent et agissent comme photosensibilisateurs.

Le photosensibilisateur excité (P) transfère son énergie à l'oxygène qui se traduit alors par l'oxygène singulet ( 1 O2). Ce dernier est un agent oxydant très réactif et puissant et détruit rapidement une cellule. L'oxygène singulet est probablement la principale arme utilisée par les phagocytes pour détruire les bactéries englouties.


Une nouvelle perspective pour atténuer l'infection par le SRAS-CoV-2 : préparer le système immunitaire inné à une attaque virale

L'évolution de l'infection par le SRAS-CoV-2 comprend fréquemment une longue période asymptomatique, suivie chez certains individus d'une période de dérégulation immunitaire qui peut entraîner des complications et une mort induite par l'immunopathologie. Cette évolution de la maladie suggère que le virus échappe souvent à la détection par le système immunitaire inné. Nous suggérons une nouvelle approche thérapeutique pour atténuer la gravité de l'infection, la probabilité de complications et la durée. Nous proposons que l'amorçage du système immunitaire inné d'un individu pour une attaque virale peu de temps avant qu'elle ne se produise puisse permettre une pré-activation de la trajectoire préférable de la réponse immunitaire, conduisant à une détection précoce du virus. L'amorçage peut être effectué, par exemple, en administrant un vaccin standard ou un autre réactif qui provoque une large réponse immunitaire innée antivirale. Au moment où l'infection attendue par le SRAS-CoV-2 se produira, des cascades d'activation auront été mises en mouvement et les niveaux de facteurs immunitaires nécessaires pour combattre l'infection auront été élevés. L'infection serait ainsi éliminée plus rapidement et avec moins de complications qu'autrement, ce qui atténuerait les résultats cliniques indésirables au niveau individuel. De plus, l'amorçage peut également atténuer le risque au niveau de la population en réduisant le besoin d'hospitalisations et en diminuant la période infectieuse des individus, ralentissant ainsi la propagation et réduisant l'impact de l'épidémie. Compte tenu de cette dernière considération, notre proposition peut avoir un impact épidémiologique important même si elle est appliquée principalement aux individus à faible risque, tels que les jeunes adultes, qui présentent souvent des symptômes légers ou inexistants, en raccourcissant la période pendant laquelle ils infectent les autres sans le savoir. Le point de vue proposé est, à l'heure actuelle, une hypothèse non prouvée. Bien que soutenus par un raisonnement biomédical solide et de multiples sources de preuves, des essais cliniques soigneusement conçus sont nécessaires.

1. Introduction

Une vaccination à grande échelle capable de neutraliser spécifiquement le virus du SRAS-CoV-2 devrait fournir la solution ultime à l'épidémie de COVID-19. Cependant, un vaccin n'est toujours pas disponible et les médicaments préventifs font actuellement défaut [1,2]. Nous proposons une nouvelle approche thérapeutique qui à ce jour a été sous-explorée dans l'épidémie de COVID-19 : nous suggérons que l'amorçage du système immunitaire d'un individu pendant une épidémie active, en induisant une activation systémique anti-virale à court terme du système immunitaire inné, peut réduire la gravité, la durée et la probabilité de complications de l'infection.

Après une infection virale, le système immunitaire inné est activé lorsque les récepteurs de reconnaissance de motifs (PRR) sont engagés par des motifs moléculaires associés aux microbes (MAMP) dans les protéines virales et les acides nucléiques [3,4]. Plus précisément, il a été démontré que les récepteurs endosomaux de type péage (TLR) 3, 7 et 8 et les PRR cytosoliques intracellulaires, tels que MDA5 et RIG-I, répondent à une infection respiratoire par des virus à ARN tels que les coronavirus [5-7] . Ces capteurs reconnaissent l'ARN viral, tel que l'ARN simple brin 5' triphosphate et l'ARN double brin, et déclenchent une cascade de signalisation en aval pour finalement induire la sécrétion d'interférons de types I et III (IFN) et de cytokines pro-inflammatoires [4]. À leur tour, les IFN stimulent leurs récepteurs apparentés et induisent l'activation de milliers de gènes stimulés par l'interféron (ISG) qui établissent un état antiviral dans les cellules infectées et dans les cellules environnantes [8,9]. Cet état inhibe efficacement la propagation de l'infection, tout en laissant le temps d'activer des réponses adaptatives qui, dans la plupart des cas, élimineront le virus de l'individu infecté. Ces dynamiques en cascade sont également essentielles pour garantir des réponses immunitaires innées et inflammatoires suffisamment fortes, mais pas excessives, et une régulation à la baisse en temps opportun de ces réponses pour protéger l'individu d'une immunopathologie nocive [7].

Jusqu'à présent, les preuves suggèrent qu'au cours de COVID-19, le virus du SRAS-CoV-2 a une période d'incubation moyenne d'environ 5 jours, et jusqu'à 14 jours et plus [10,11]. Cette longue période, ainsi que des preuves directes récemment publiées [12], suggèrent que le SRAS-CoV-2 parvient initialement à échapper au système immunitaire inné pendant les premiers stades de l'infection. Des études sur les coronavirus apparentés au SRAS-CoV et au MERS-CoV ont démontré que ces virus codent pour un grand nombre de facteurs qui retardent ou suppriment les réponses d'interféron antiviral et peuvent être impliqués dans l'évasion de la détection immunitaire [5,12]. Aux stades ultérieurs de la maladie, la réplication virale incontrôlée déclenche des conditions hyper-inflammatoires chez certains individus, ce qui peut conduire à l'induction de lésions pulmonaires par une tempête de cytokines [12,13].

Par conséquent, nous suggérons que l'amorçage de la réponse immunitaire innée antivirale avant l'infection par le SRAS-CoV-2 peut déclencher une réponse améliorée à l'interféron antiviral à l'avance, empêchant ainsi l'évasion immunitaire par le virus. Cela peut orienter la réponse immunitaire vers la voie préférable pour surmonter le COVID-19 et empêcher la pathologie immunitaire observée dans les cas les plus graves. Nous prévoyons que l'infection qui s'ensuit serait atténuée par rapport à l'infection d'un individu naïf non amorcé, comme cela a été montré dans des systèmes modèles murins analogues [14-18]. Une infection amorcée permettrait toujours au système immunitaire adaptatif de développer une immunité adaptative contre le SRAS-CoV-2. Cette immunité adaptative est nécessaire à l'échelle d'une population pour stopper l'épidémie.

Notre proposition ne vise pas à empêcher un individu amorcé d'être infecté, mais - en préparant le système immunitaire à l'avance - à diminuer la gravité de l'infection et le risque de complications, et à raccourcir la durée de l'infection. Au niveau de la population, la durée raccourcie de l'infection pourrait modifier la dynamique épidémique, aidant à « aplatir » la courbe épidémique et à réduire le nombre maximal d'individus infectés et hospitalisés à tout moment [19,20]. Pour modifier la dynamique au niveau de la population de cette manière, l'aspect de raccourcissement de l'infection de notre proposition peut être important même chez les individus subcliniques et asymptomatiques, car ils sont susceptibles d'être infectieux et de jouer un rôle majeur dans la propagation de l'épidémie [21] .

Le «gold standard» de la réponse immunitaire à un agent pathogène est souvent perçu uniquement comme la présence (ou l'absence) d'anticorps spécifiques et de cellules T qui permettent au système immunitaire adaptatif d'identifier et de neutraliser les agents pathogènes et, pour les virus, de tuer les personnes infectées. cellules. Cette focalisation traditionnelle crée une impression trompeuse concernant la fonction « pain et beurre » du système immunitaire : à côté des composants du système immunitaire adaptatif qui fournissent une réponse spécifique à un agent pathogène particulier, il existe des milliers de gènes impliqués dans la défense anti-virale. et qui ne sont pas spécifiques du pathogène [22–25]. Cela se reflète dans le chevauchement étendu entre les ensembles de protéines dont la production est régulée à la hausse en réponse à différentes infections virales [24,26–32].

L'amorçage de défense - la régulation positive de la fonction immunitaire en réponse à des signaux environnementaux, sociaux ou physiologiques émis par des congénères - est bien connu chez les plantes et les invertébrés [33-40]. Par exemple, les termites augmentent leur production de protéines liées au système immunitaire suite à une interaction avec des compagnons de nid qui ont été exposés à un agent pathogène [40]. L'amorçage de la défense a également été montré chez les vertébrés, en particulier via l'activation de composants du système immunitaire inné [35,37,41-49]. Plus précisément, il a été démontré expérimentalement que l'activation du système immunitaire des mammifères par divers déclencheurs, des signaux sociaux à l'exposition à des microbes ou à des composés d'origine microbienne, offre une protection lors de l'exposition à un agent pathogène non apparenté [14-18,50-57]. Par exemple, les souris qui ont reçu un lysat bactérien en aérosol ont présenté une réponse immunitaire innée - des niveaux accrus de cytokines - et ont survécu à une exposition par ailleurs mortelle à la grippe A [17]. L'amorçage du système immunitaire par exposition à des agents autres que l'agent pathogène lui-même est courant : l'amorçage et la régulation à la hausse du système immunitaire par les bactéries commensales du mammifère ont été fréquemment suggérés et son importance a été maintes fois démontrée [58-62].

Les plus encourageantes sont les expériences récentes sur l'amorçage du système immunitaire pour des échelles de temps intermédiaires chez l'homme : Arts et al. [63] ont récemment montré que la vaccination BCG contre la tuberculose active des facteurs du système immunitaire inné pendant des périodes prolongées, de l'ordre de quelques semaines, et augmente la résistance à une infection expérimentale par un virus amaril atténué. Ce phénomène, surnommé « immunité entraînée » ou « mémoire immunitaire innée » [44, 64-66], concerne les effets à plus long terme de l'amorçage du système immunitaire, mais soutient la faisabilité de l'amorçage à court terme que nous proposons ici. De même, une diminution du taux d'infections non ciblées a été signalée chez les enfants au cours de la période suivant la vaccination contre la rougeole, les oreillons et la rubéole, ainsi qu'après la vaccination avec le poliovirus vivant atténué [67-70]. Un certain nombre d'études explorent actuellement l'atténuation ou la prévention potentielle de COVID-19 via la vaccination avec des vaccins BCG ou ROR [71-74].

Différents déclencheurs peuvent servir à amorcer le système immunitaire, le préparant à une attaque en le stimulant pour qu'il déclenche une réponse antivirale large à court terme. Il a été démontré expérimentalement que l'amorçage avec des bactéries et des facteurs dérivés de bactéries, en particulier administrés par voie nasale, atténue considérablement la gravité des défis viraux qui attaquent le système respiratoire [14-18,50-52,56,57]. Une catégorie encore plus prometteuse d'agents d'amorçage sont les virus atténués utilisés dans les vaccins, divers éléments dérivés de virus, les particules pseudo-virales et d'autres composants [63,64,71,75-80]. De tels agents ont été étudiés et testés de manière approfondie, et des candidats ont été mis en évidence spécifiquement pour leur capacité à déclencher une large réponse immunitaire antivirale, agissant comme adjuvants dans les vaccins antiviraux. L'amorçage systémique peut être effectué à l'aide de divers agents thérapeutiques, y compris de nombreux produits du commerce et des vaccins courants prescrits à titre prophylactique tels que les vaccins contre la grippe, la polio ou la varicelle-zona [81-85]. L'utilisation de vaccins comme déclencheurs dans un tel contexte viserait à capitaliser sur la large réponse immunitaire innée qu'ils déclenchent et qui est transitoire, d'une durée de quelques jours à quelques semaines et éventuellement plus après administration [63,81-86]. L'effet à plus long terme de l'obtention d'une immunité adaptative contre le virus ou la souche virale spécifique pour lequel le vaccin est conçu serait un effet secondaire potentiellement bénéfique sans rapport et ne devrait pas jouer un rôle dans la lutte contre le SRAS-CoV-2.

Une diminution de l'incidence et du taux de complications du COVID-19 a été signalée chez les enfants. À la lumière de notre proposition, cela pourrait être partiellement attribué à l'amorçage du système immunitaire, causé par le taux fréquent de vaccination pendant l'enfance dans de nombreux pays. De même, des corrélations négatives ont été signalées entre la prévalence du COVID-19 et la gravité des résultats, et la prévalence régionale du paludisme, des helminthes et de la schistosomiase [87-90]. Ces agents infectieux, dont la prévalence est en corrélation positive avec la prévalence d'autres maladies infectieuses, peuvent avoir un effet immunomodulateur qui prépare le système immunitaire à une attaque virale. Cette possibilité mérite une exploration minutieuse. Enfin, il a récemment été suggéré qu'il existe une corrélation négative entre la couverture vaccinale contre la grippe et les décès dus au COVID-19 chez les personnes âgées [91], présentant une autre observation prometteuse qui peut soutenir notre perspective proposée.

Pour démontrer l'impact potentiel de notre proposition au niveau de la population, nous avons incorporé un amorçage de population à grande échelle dans un modèle SEIR qui a été utilisé pour analyser et prévoir la trajectoire de l'épidémie de COVID-19 en Chine et sur le continent américain [21,92], en utilisant des paramètres précédemment estimés à partir de données au niveau des comtés américains entre le 21 février 2020 et le 13 mars 2020 [92]. Figure 1une montre la fraction d'individus infectés et hospitalisés avec et sans amorçage. Si l'amorçage réduit la période infectieuse et le risque de complications de 33 %, l'agent d'amorçage est administré à l'ensemble de la population légèrement avant le pic des taux d'infection, et l'amorçage est efficace pendant une semaine, le nombre maximum d'individus hospitalisés est réduit de 25 %. Figure 1b explore de telles réductions des hospitalisations pour différentes combinaisons de paramètres : la fraction de la population recevant l'agent d'amorçage et le facteur par lequel l'amorçage réduit la période infectieuse et le risque de complications nécessitant une hospitalisation. Bien qu'il s'agisse d'un modèle simplifié (par exemple, une seule population est examinée plutôt qu'une métapopulation comme dans [21,92]), il démontre l'effet potentiel au niveau de la population que l'amorçage pourrait avoir sur la trajectoire épidémique et son impact dans une ville, région ou état.

Figure 1. Effet de l'amorçage sur la dynamique épidémique. (une) Fraction d'individus infectés (bleu) et hospitalisés (rouge) dans la population au cours du temps sans amorçage (traits pleins) ou avec amorçage (en pointillés) si l'amorçage a été administré le 5 mai (jour 72) à l'ensemble de la population (fraction d'individus amorcés ?? = 1), en supposant l'effet de l'amorçage ?? dure une semaine et qu'il réduit la période infectieuse et le risque d'hospitalisation de ?? = 1,5 (c'est-à-dire de 33 %). (b) Réduction des hospitalisations quotidiennes maximales dues à l'amorçage pour différentes fractions d'amorçage ?? (sur l'axe des x) et effets de l'amorçage ?? (sur l'axe des y). La dynamique est basée sur un modèle SEIR où les individus infectés sont amorcés avec probabilité ?? et sinon non apprêté. Paramètres du modèle estimés par Pei & Shaman à partir des données d'incidence au niveau des comtés américains entre le 21 février et le 13 mars 2020 ([92], tableau 3) : taux de transmission ?? = 0,635 (moyenne pondérée des cas documentés et non documentés) période de latence attendue -1 = 3,59 jours de période infectieuse attendue r -1 = 3,56 jours, ou s'il a été amorcé au cours de la semaine précédente. Un compartiment modèle supplémentaire pour les personnes hospitalisées a été ajouté : les personnes infectées sont hospitalisées au rythme h = 0,014 par jour [93], ou h/ρ s'il a été amorcé au cours de la semaine précédente, pour une durée prévue de -1 = 21 jours [93]. Voir https://github.com/yoavram-lab/ImmunePriming pour le code source Python.

Un certain nombre de mises en garde sont associées à notre proposition. Premièrement, il est crucial que l'amorçage n'évoque pas de réponse auto-immune. A cet égard, les agents thérapeutiques autorisés tels que les vaccins largement utilisés sont préférables comme premier groupe de candidats. Deuxièmement, il est nécessaire de tester et de choisir des agents d'amorçage qui ne déclenchent pas d'effet indésirable (c'est-à-dire pour s'assurer qu'ils ne surchargent pas le système immunitaire et le rendent moins efficace pour contrer l'attaque du SRAS-CoV-2 qui s'ensuit). Enfin, de nombreux cas de symptômes graves et de mortalité de COVID-19, en particulier chez les personnes âgées, semblent impliquer une tempête de cytokines d'hyper-inflammation, dans laquelle une grande partie des dommages est causée par le système immunitaire lui-même [13,94, 95]. Il est important de déterminer si l'activation proposée du système immunitaire avant l'infection réduirait la probabilité d'un dérèglement du système immunitaire et d'une hyper-inflammation. Les preuves issues de modèles murins sont encourageantes : les défis viraux utilisés étaient caractérisés par une tendance à stimuler un état hyper-inflammatoire souvent responsable des dommages majeurs à l'hôte. ,15,17,52,56,57]. Une exploration particulière des risques et des avantages doit être effectuée pour les personnes âgées, qui sont les plus à risque de complications graves et mortelles de COVID-19 [96-98]. L'efficacité réduite des fonctions immunitaires impliquées dans le vieillissement [99-101] fait craindre que l'amorçage n'alourdisse davantage leur système et réduise sa capacité à répondre à l'infection SAR-CoV-2. Cependant, pour la même raison, une préparation précoce du système immunitaire à l'attaque attendue peut être cruciale et bénéfique pour les personnes âgées. Cela peut être particulièrement vrai en ce qui concerne l'activation précoce de récepteurs de type péage tels que TLR7 qui peuvent détecter une infection par le SRAS-COV-2 et déclencher une réponse immunitaire appropriée [5-7]. Des essais cliniques soigneusement conçus seront nécessaires pour déterminer les risques et les opportunités de l'approche que nous proposons pour les personnes âgées.

L'épidémie de COVID-19 est un cas rare d'épidémie à propagation rapide qui peut atteindre des niveaux d'infection élevés dans les populations touchées. Bien que cela représente un défi majeur, cela constitue également un talon d'Achille qui peut être utilisé pour atténuer les effets dévastateurs de l'épidémie : une fois que le virus s'est propagé dans une population (par exemple une ville ou une ville spécifique), le moment de l'infection pour de nombreux individus est hautement prévisible. De même, une infection à grande échelle peut être attendue peu de temps après la suppression d'un verrouillage de la population, ou en particulier parmi les personnes qui retournent sur le marché du travail lorsqu'un verrouillage général est progressivement levé. Notre approche capitalise sur la prévisibilité de l'infection et suggère un moyen de préparer les individus sensibles à contrer l'attaque attendue. Même les vaccins qui sont souvent prescrits sans indication médicale particulière, comme le ROR, le vaccin contre la polio ou le vaccin contre la grippe saisonnière, pourraient servir cet objectif.

À la lumière de la menace imminente que représente le SRAS-CoV-2 pour des millions de personnes dans le monde et du manque actuel de mesures thérapeutiques préventives, notre proposition pourrait être très bénéfique. Il peut potentiellement être mis en œuvre à l'aide d'agents thérapeutiques autorisés existants tels que des vaccins largement utilisés pour les maladies virales, et peut donc impliquer un risque relativement faible et peut être facilement testé. Notre proposition combine des effets directs au niveau individuel - réduction des taux de complications, des événements d'hospitalisation et de la mortalité - et des effets qui se produisent au niveau de la population - réduction de la période infectieuse, y compris des individus asymptomatiques mais infectieux, et réduction de la charge d'hospitalisation maximale. Compte tenu de l'ampleur du défi auquel l'humanité est confrontée, même une atténuation modérée de la durée, de la gravité et du risque de complication des infections au COVID-19 pourrait, via ces effets directs et indirects, sauver de nombreuses vies.