De la chasse au prochain virus pandémique

source ASM

Des scientifiques peuvent-ils trouver des virus animaux susceptibles de déclencher une pandémie avant de nous trouver ? Il s'avère que la découverte de virus n'est qu'une partie du puzzle de la prévention des pandémies zoonotiques. Apprenez-en plus dans cet article en accès libre du dernier numéro de Microcosm, «Chasse au prochain virus pandémique». Microcosm est un magazine de l’Améerican Society for Microbiology.

Le blog vous propose un extrait de cet article et n'hésitez pas à poursuivre votre lecture ...

Et si des chercheurs pouvaient trouver le prochain virus pandémique avant qu'il ne trouve les humains ? C'est la base des initiatives de découverte de virus, qui impliquent la recherche et le catalogage des virus dans les populations animales pour découvrir les menaces zoonotiques potentielles. Mais où les chercheurs devraient-ils chercher des agents pathogènes zoonotiques dont ils ignorent l'existence ? Plus important encore, comment peuvent-ils utiliser les connaissances acquises grâce aux efforts de chasse aux virus pour prévenir les pandémies ? C'est compliqué.

D'une part, les outils informatiques ont renforcé l'utilité des données de découverte en identifiant de nouveaux virus animaux (et leurs hôtes) qui présentent le plus grand risque zoonotique. En revanche, prévenir la prochaine pandémie, qui comme toute pandémie virale depuis le début du XXe siècle, proviendra probablement d'un virus d'origine animale, est une tâche colossale. Selon le Dr Gregory Albery, écologiste des maladies à l'Université de Georgetown et co-fondateur de la Viral Emergence Research Initiative (Verena), la découverte de virus n'est qu'un seul engrenage dans un système complexe de procédures et de comportements de réduction des risques zoonotiques.

Le rôle de la découverte des virus dans la prévention des pandémies zoonotiques

Selon le Dr Neil Vora, ancien agent du service de renseignement sur les épidémies aux Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis et médecin chez Conservation International, il existe deux branches de la prévention des pandémies : primaire et secondaire. Ce dernier est largement réactionnaire ; la surveillance des maladies préoccupantes et les efforts associés pour contenir la propagation de cette maladie ont lieu après qu'un événement de débordement s'est produit.

À l'inverse, la prévention primaire se concentre sur la prévention des retombées de l'animal sur l'hôte humain. La découverte virale s'aligne sur cette stratégie. Idéalement, en profilant les virus circulant parmi les animaux, les chercheurs espèrent savoir quels virus existent à proximité des humains et comment ces virus peuvent évoluer ou acquérir la capacité d'infecter les humains. De telles informations pourraient aider les scientifiques à développer des stratégies pour éviter les retombées sur la route. Ils pourraient également éclairer les tactiques de prévention secondaire, y compris le développement de vaccins et de diagnostics pour les menaces zoonotiques émergentes.

Cette vision ramifiée de la découverte de virus en tant que tremplin pour la préparation à une pandémie a éclairé plusieurs initiatives au cours de la dernière décennie. Un exemple frappant est PREDICT, un projet mené par l'Agence américaine pour le développement international (USAID) en partenariat avec l'Université de Californie (UC) Davis One Health Institute. PREDICT, qui s'est déroulé de 2009 à 2020, a permis une surveillance mondiale des agents pathogènes qui peuvent se propager des animaux hôtes aux humains. Les chercheurs ont identifié 958 nouveaux virus, dont un nouveau virus Ebola et plus de 100 nouveaux coronavirus provenant de plus de 160 000 animaux et personnes à des interfaces animal-humain à haut risque dans plus de 30 pays. Les découvertes ont mis en lumière la distribution des virus à potentiel zoonotique et ont fourni une base pour étudier leur virologie, leur pathogenèse et leur évolution.

De nouvelles initiatives sont également en préparation. En octobre 2021, l'USAID a annoncé un projet de 125 millions de dollars sur 5 ans (Discovery & Exploration of Emerging Pathogens-Viral Zoonoses ou DEEP VZN) visant à renforcer la capacité mondiale à détecter et à comprendre les risques de propagation virale de la faune à l'homme qui pourrait causer une autre pandémie. Le National Institute of Allergy and Infectious Disease (NIAID) des États-Unis a également lancé récemment les Centers for Research in Emerging Infectious Diseases (CREID), qui réunit des équipes multidisciplinaires de chercheurs du monde entier pour étudier les maladies infectieuses émergentes et réémergentes. Bien que CREID ne se concentre pas spécifiquement sur la découverte de virus, les projets du réseau comprennent l'échantillonnage de la faune pour les virus à fort potentiel zoonotique en Malaisie et en Thaïlande, et la surveillance des populations animales dans diverses régions pour les virus connus et inconnus.

Comment chasser un virus ?

Lorsque des scientifiques partent à la chasse aux virus, ils prélèvent généralement des échantillons d'animaux (par exemple, du sang et des matières fécales) et utilisent des méthodes de biologie moléculaire (par exemple, la PCR et/ou le séquençage à haut débit) pour détecter les virus présents dans l'échantillon. Mais où les chercheurs devraient-ils chercher des virus à potentiel zoonotique, et quels types de virus devraient-ils rechercher ? Le risque de propagation d'un virus dépend de facteurs liés au virus lui-même, à son ou ses hôtes animaux et à l'environnement, qui façonnent tous les stratégies de découverte.

Cibler les interfaces homme-animal dans les points chauds de débordement

Les retombées sont intimement liées aux impacts anthropiques sur l'environnement et aux modifications de celui-ci. La déforestation, par exemple, augmente les chances que les humains rencontrent des animaux auparavant isolés et leurs virus. Elle contribue également au changement climatique, qui (avec sa myriade d'autres effets négatifs) favorise les retombées en forçant les animaux à quitter des environnements de plus en plus inhospitaliers vers des régions peuplées. En tant que tels, les points chauds de débordement sont centrés sur des régions tropicales riches en biodiversitén subissant des changements d'utilisation des terres (par exemple, la déforestation), en particulier en Asie du Sud-Est, en Afrique de l'Ouest et centrale et dans le bassin amazonien, où le changement climatique a, et continuera d'avoir, des effets prononcés.

Au sein de ces points chauds, les efforts de découverte de virus se concentrent sur les interfaces animal-humain. Les chercheurs recueillent des échantillons de bétail et d'animaux domestiques qui peuvent servir de réservoirs pour que les virus se propagent aux humains. Ils ciblent également les animaux sauvages faisant l'objet d'un commerce d'espèces sauvages (l'une des principales voies de transmission virale entre les animaux et les humains) et ceux qui vivent avec ou à proximité des humains. Par exemple, le virus Bombali, un nouveau virus Ebola découvert via le projet PREDICT, a été isolé chez des chauves-souris à queue libre qui se perchent dans les maisons des habitants de la Sierra Leone. Le Dr Christine Johnson, directrice de l'EpiCenter for Disease Dynamics à l'UC Davis One Health Institute, a souligné que le virus a depuis été détecté dans d'autres pays et que les chercheurs étudient actuellement s'il pourrait infecter les humains (ou l'a déjà fait).

Une plus grande proximité entre les animaux sauvages et les humains, via les changements d'affectation des terres et le commerce des espèces sauvages, entre autres, crée des opportunités de retombées. Singes à Bali, Indonésie. Source : Iker Martiarena/iStock.

Prélèvements à partit d'animaux susceptibles d'héberger des virus zoonotiques

La proximité des humains avec les animaux n'est qu'un des facteurs du risque de propagation d'un virus ; la physiologie, le comportement et la répartition géographique de son ou ses hôtes jouent également un rôle. Par exemple, la parenté génétique entre l'hôte animal d'un virus et l'homme peut influencer si les humains possèdent la machinerie cellulaire pour faciliter l'entrée et la réplication virales. C'est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles les maladies zoonotiques émergent souvent chez les mammifères sauvages. À cette fin, Johnson et ses collègues ont récemment découvert que 3 ordres de mammifères, rongeurs, chauves-souris et primates, hébergeaient près de 76% des virus zoonotiques connus. Les chauves-souris et les rongeurs sont particulièrement connus pour héberger des agents pathogènes zoonotiques, bien que les raisons ne soient pas tout à fait claires. Cela peut être lié, en partie, au grand nombre d'espèces de chauves-souris et de rongeurs réparties dans le monde (respectivement, environ 1 400 et 2 500).

En effet, les animaux avec une grande diversité d'espèces et de larges aires géographiques ont un plus grand risque de transmission virale inter-espèces. Alors que le changement climatique force les animaux dans de nouveaux habitats, le partage viral entre diverses espèces de mammifères (y compris les humains) devrait augmenter. Ainsi, concentrer les initiatives des découverte de virus sur certains groupes d'animaux (c'est-à-dire de mammifères) est utile pour découvrir les menaces zoonotiques. Bien que ce ne soit pas une mince tâche (on estime que les scientifiques ne connaissent qu'environ 1% des virus de mammifères), cela permet une chasse plus ciblée.

Focus sur les virus à fort potentiel de propagation

Tous les virus ne sont pas égaux dans leur potentiel de propagation vers et parmi les humains. Par exemple, la variabilité génétique, l'adaptabilité et la large gamme d'hôtes des virus à ARN, comme les coronavirus et les virus de la grippe, en font des candidats de choix pour les retombées. Les virus à ADN ont un taux d'évolution inférieur à 1% de celui des virus à ARN, ce qui rend moins probable l'infection réussie et l'adaptation à de nouveaux hôtes (par exemple, les humains). En effet, les virus à ARN sont les coupables des récentes pandémies, de la pandémie de grippe H1N1 au COVID-19. Étant donné qu'il est probable que le prochain virus pandémique présentera des similitudes avec ceux déjà connus pour infecter les humains, les experts estiment que la recherche de virus ayant un potentiel de propagation démontré est une approche avantageuse. Pour cette raison, PREDICT a principalement utilisé la PCR consensus (cPCR) pour la découverte ciblée des coronavirus, filovirus, paramyxovirus et virus de la grippe ; chaque groupe comprend des virus de «préoccupation zoonotique connue» avec un «risque élevé de provoquer de futures épidémies ou pandémies». L'accent mis sur l'étude de certains agents pathogènes «prototypes» hautement prioritaires afin de réduire les menaces futures a également gagné du terrain dans le plan de préparation à la pandémie du NIAID, annoncé plus tôt cette année.