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Une étude retrace la « supernova
naissante » du COVID-19 par le biais de mutations génétiques
lors de sa propagation de la Chine et de l'Asie à l'Australie, à
l'Europe et à l'Amérique du Nord. source communiqué de l'Université de Cambridge du 9 avril 2020.
Les chercheurs
disent que leurs méthodes pourraient être utilisées pour aider à
identifier les sources d'infection non documentées.
Des chercheurs de
Cambridge, du Royaume-Uni et d'Allemagne ont reconstruit les
premières « voies d'évolution » du COVID-19 chez
l'homme, alors que l'infection s'est propagée de Wuhan en Europe et
en Amérique du Nord, en utilisant des techniques de réseau
génétique.
En analysant les
160 premiers génomes viraux complets à séquencer à partir de
patients humains, les scientifiques ont cartographié une partie de
la propagation originale du nouveau coronavirus à travers ses
mutations, ce qui crée différentes lignées virales.
« Il y a
trop de mutations rapides pour tracer soigneusement un arbre
généalogique du COVID-19. Nous avons utilisé un
algorithme de réseau mathématique pour visualiser simultanément
tous les arbres plausibles », a déclaré le Dr Peter
Forster, généticien, et auteur principal de l'Université de
Cambridge.
« Ces
techniques sont principalement connues pour cartographier les
mouvements des populations humaines préhistoriques à travers l'ADN.
Nous pensons que c'est l'une des premières fois où ils ont été
utilisés pour tracer les voies d'infection d'un coronavirus comme
COVID-19. »
L'équipe a utilisé
des données de génomes de virus échantillonnés à travers le
monde entre le 24 décembre 2019 et le 4 mars 2020. La recherche a
révélé trois « variants » distincts de COVID-19,
consistant en des clusters de lignées étroitement apparentées,
qu'ils étiquetent ‘A’, ‘B’ et ‘C'.
Forster et ses
collègues ont découvert que le type de COVID-19 le plus proche de
celui découvert chez les chauves-souris, le type ‘A’, le
« génome d'origine du virus humain » - était
présent à Wuhan, mais ce n'était étonnamment pas le type de virus
prédominant de la ville.
Des versions mutées
de ‘A’ ont été vues chez des Américains qui auraient vécu à
Wuhan, et un grand nombre de virus de type A ont été découverts
chez des patients américains et australiens.
Le principal type
de virus de Wuhan, ‘B’, était répandu chez les patients de
toute l'Asie de l'Est. Cependant, le
variant n'a pas voyagé bien au-delà de la région sans autres
mutations, impliquant un « événement fondateur » à
Wuhan, ou une « résistance » contre ce type de COVID-19
en dehors de l'Asie de l'Est, affirment les chercheurs.
Le variant ‘C’
est le principal type européen, retrouvé chez les premiers patients
de France, d'Italie, de Suède et d'Angleterre. Il est absent de
l’échantillon du continent chinois de l’étude, mais on le voit
à Singapour, à Hong Kong et en Corée du Sud.
La nouvelle analyse
suggère également que l'une des premières introductions du virus
en Italie a eu lieu via la première infection allemande documentée
le 27 janvier, et qu'une autre voie d'infection italienne précoce
était liée à « un cas
groupé à Singapour ».
Surtout, les
chercheurs disent que leurs techniques de réseau génétique ont
tracé avec précision les voies d'infection établies: les mutations
et les lignées virales ont rejoint les points entre les cas connus.
En tant que tels,
les scientifiques soutiennent que ces méthodes « phylogénétiques »
pourraient être appliquées au tout dernier séquençage du génome
du coronavirus pour aider à prédire les futurs points chauds
mondiaux de transmission et d'augmentation des maladies.
« L'analyse
du réseau phylogénétique a le potentiel d'aider à identifier les
sources d'infection du COVID-19 non documentées, qui
peuvent ensuite être mises en quarantaine pour contenir la
propagation de la maladie dans le monde entier », a déclaré
Forster, membre du McDonald Institute of Archaeological Research à
Cambridge, ainsi que l'Institute of Continuing
Education de l'Université.
Les résultats sont
publiés dans la revue Proceedings
of the National Academy of Sciences (PNAS).
Le logiciel utilisé dans l'étude, ainsi que la
classification de plus de 1 000 génomes de coronavirus et leur
dénombrement, sont disponibles gratuitement sur
www.fluxus-technology.com.
Le
variant ‘A’, le
plus proche du virus retrouvé
à la fois chez les chauves-souris et les pangolins, est décrit
comme « la racine de l'épidémie » par les chercheurs.
Le type ‘B’ est dérivé de ‘A’, séparé par deux mutations,
puis ‘C’ est à son tour une « fille » de ‘B’.
Les chercheurs
disent que la localisation du
variant ‘B’ en Asie de l'Est pourrait résulter d'un « effet
fondateur »: un goulot d'étranglement génétique qui se
produit lorsque, dans le cas d'un virus, un nouveau type est établi
à partir d'un petit groupe isolé d'infections.
Forster soutient
qu'il existe une autre explication qui mérite d'être examinée.
« Le virus de type B
de Wuhan pourrait être adapté sur le plan immunologique ou
environnemental à une grande partie de la population d'Asie de
l'Est. Il pourra
peut-être muter pour surmonter la résistance en dehors de l'Asie de
l'Est. Nous semblons voir un taux de mutation plus lent en Asie de
l'Est qu'ailleurs, dans cette phase initiale. »
Il a ajouté: « Le
réseau viral que nous avons détaillé est un instantané des
premiers stades d'une épidémie, avant que les voies évolutives du
COVID-19 ne soient obscurcies par un grand nombre de mutations. C'est
comme attraper une supernova naissante en
flagrant délit. »
Depuis la
réalisation de l’étude paru dans PNAS, l’équipe de
recherche a étendu son analyse à 1 001 génomes viraux. Bien qu'il
n'ait pas encore été évalué par des pairs, Forster dit que les
derniers travaux suggèrent que la première infection et la
propagation chez l'homme de COVID-19 s'est produite entre la
mi-septembre et le début décembre.
Les méthodes du
réseau phylogénétique utilisées par les chercheurs - permettant
la visualisation de centaines
d'arbres évolutifs simultanément dans un graphique simple - ont été
lancés en Nouvelle-Zélande en 1979, puis développés par des
mathématiciens allemands dans les années 1990.
Ces techniques ont
attiré l'attention du professeur Colin Renfrew, archéologue, un
coauteur de la nouvelle étude
parue dans PNAS,
en 1998. Renfrew a ensuite créé l'un des premiers groupes de
recherche en archéogénétique au monde à l'Université de
Cambridge.
