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Le virus devient viral : un kit pédagogique pour les classes de virologie

Index de l'article

Les virus sont les entités les plus nombreuses sur Terre et ont également été au centre de nombreux épisodes de l'histoire de l'humanité. Au fur et à mesure que l'étude des virus progresse, le transfert de ces connaissances aux étudiants et aux lycéens se heurte à plusieurs limites. Cette lacune est due à la difficulté de concevoir des leçons pratiques permettant aux étudiants de mieux absorber le contenu, compte tenu des ressources financières et des installations limitées, ainsi qu'à la difficulté d'exploiter les particules virales, en raison de leurs petites dimensions.

Le développement d'outils pour l'enseignement de la virologie est important pour encourager les éducateurs à approfondir les sujets abordés et à les relier aux récentes découvertes. Des découvertes, comme les virus géants à ADN, ont permis d'explorer des aspects des particules virales d'une manière jamais vue auparavant. Associer ces nouvelles découvertes à des techniques déjà explorées par la virologie classique, notamment la visualisation des effets cytopathiques sur les cellules permissives, pourrait représenter une nouvelle façon d'enseigner la virologie. Ce travail visait à développer un kit de microscope à lames qui explore les particules virales géantes et certains aspects de l'interaction des virus animaux avec les lignées cellulaires, dans le but de fournir une approche innovante de l'enseignement de la virologie.

Méthodes

Les lames ont été produites par coloration, avec du cristal violet, de virus géants purifiés et de cellules BSC-40 et Vero infectées par des virus des genres Orthopoxvirus, Flavivirus et Alphavirus. Des lames d'amibes infectées par différentes espèces de virus géants et colorées avec des réactifs hémacolores ont également été produites.

Résultats

La coloration des virus géants a permis de mieux visualiser les particules virales, et cette technique met en évidence la diversité de morphologie et de taille entre elles. La coloration d'Hemacolor a permis de visualiser les usines à virus des amibes, et la coloration des monocouches de cellules BSC-40 et Vero infectées avec du violet cristallin met en évidence les unités formatrices de plaques.

Conclusions

Ce kit a été utilisé dans les cours pratiques de virologie pour le cours de sciences biologiques (UFMG, Brésil), et il sera bientôt disponible à bas prix pour les enseignants des écoles primaires dans les institutions qui disposent de microscopes. Nous espérons que cet outil favorisera un environnement d'apprentissage inspirant.

Les virus sont les entités les plus nombreuses sur Terre, et on les trouve dans la majorité des écosystèmes [1]. Plus d'un siècle après leur découverte, les virus sont souvent reconnus par la population comme des agents pathogènes associés à des maladies et à des épidémies. Ils suscitent la peur et la fascination dès lors qu'ils influencent directement la vie humaine [2]. L'étude des virus est connue sous le nom de virologie ; ce sujet est souvent considéré comme faisant partie de la microbiologie. Dans les premières années, une solide formation dans cette discipline était essentielle pour étudier la médecine et la biologie. La pédagogie de la virologie présente plusieurs limites et défis, notamment un coût monétaire élevé pour les matériaux et les exigences des laboratoires de biosécurité. En outre, les étudiants travaillent avec des matériaux présentant des risques biologiques qui peuvent les mettre en danger, eux et leurs collègues [3].

La petite taille des virus est un obstacle majeur qui limite l'étude de la virologie. C'est pourquoi l'apprentissage de la morphologie virale se limite souvent à des figures de microscopie électronique et à des illustrations schématiques de virus [2]. Cet obstacle est cependant devenu obsolète après la découverte du Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV), le premier virus géant d'amibe décrit [4,5,6]. L'APMV est l'espèce prototype du genre Mimivirus (4) ; il appartient aux grands virus nucléocytoplasmiques à ADN (NCLDV) [7,8,9]. Après la découverte de l'APMV, d'autres virus géants ont été décrits et caractérisés, notamment le cedratvirus (CVG), le pandoravirus (PDV), le kaumoebavirus (KAUV), l'Orpheovirusbrasiliensis (OBRV), le faustovirus (FSTV) et le tupanvirus (TPV) [10,11,12,13,14,15,16,17]. De plus, avec la découverte de virus géants, l'un des paradigmes de la virologie a été rompu, à savoir que les virus sont considérés comme des "organismes filtrables". Ce changement a conduit les chercheurs à penser qu'une partie de la virosphère est piégée dans des filtres et à entamer des recherches sur la prospection et la caractérisation des virus géants [18].

Un autre point clé de la virologie est l'observation des effets cytopathiques (ECP) [19]. Les ECP font référence aux changements structurels dans les cellules hôtes qui sont causés par l'invasion virale. Certains virus provoquent des ECP caractéristiques, et l'observation de ces effets est un outil important pour les virologistes qui s'occupent d'isoler et d'identifier les virus [19, 20]. D'un point de vue éducatif, une myriade d'ECP sont visibles par les étudiants au microscope optique, comme les modifications de la morphologie des cellules, les corps d'inclusion et les plaques de lyse [2, 19, 20]. De nombreux virus animaux importants sur le plan médical montrent ces effets au cours de l'infection [20]. Dans cette étude, nous présentons les ECP des poxvirus (virus de la vaccine [VACV] et virus de la variole des vaches [CPXV]) et des arbovirus (virus de la fièvre jaune [YFV], virus du chikungunya [CHIKV], et virus mayaro [MAYV]) sur des matériaux qui sont sûrs pour une application en classe. En outre, nous avons utilisé un large éventail de préparations virales géantes permettant de visualiser les particules et autres structures virales ainsi que les ECP.

Les activités pratiques en biologie donnent aux élèves l'occasion d'effectuer des travaux scientifiques plutôt que de se contenter d'apprendre. Cette modalité permet à l'éducateur d'élargir les sujets abordés en classe et de les relier aux découvertes récentes [21, 22]. Certaines études soulignent l'importance de combiner les cours théoriques et de laboratoire pour atteindre une compréhension plus profonde et une plus grande satisfaction [23, 24]. Notre objectif dans le présent travail était de développer une manière innovante d'aborder les aspects concrets des effets des particules virales et des cellules hôtes. Cette méthode, d'un point de vue éducatif, combine l'expérience pratique avec un cours de virologie en classe pour permettre à l'instructeur d'élargir les connaissances des étudiants (et les siennes). Ainsi, le but de notre kit "Virus Goes Viral" était d'explorer l'aspect révolutionnaire des virus géants et aussi les aspects classiquement explorés des interactions des virus animaux avec les lignées cellulaires et de les intégrer dans l'étude de la virologie.