Les maladies zoonotiques représentent 75% des maladies infectieuses
nouvelles ou émergentes – les virus d'origine animale sont
particulièrement préoccupants. Les scientifiques peuvent-ils
trouver des virus à potentiel zoonotique avant qu'ils ne se
propagent à la population humaine ? Source ASM
Microbiology.
«À
la recherche du prochain virus pandémique», source Madeline
Barron, ASM News.
Et
si les 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 de virus dans la prévention des pandémies
zoonotiques
Selon
le Dr Neil Vora, ancien agent du service de renseignement sur les
épidémies du Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des
États-Unis et médecin chez Conservation
International, il existe 2 branches de la prévention des
pandémies : primaire et secondaire. Cette dernière 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 des
retombées sur la route. Elles 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, or 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 le 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 le CREID ne se concentre pas spécifiquement sur la
découverte de virus, les
projets du réseau comprennent des prélèvements 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
les 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 le prélèvement.
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
Le
débordement est intimement lié aux impacts liés à l’homme 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. Il 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 dans des régions tropicales riches en biodiversité
subissant des changements d'affectation 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 prélèvements du 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. La 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 pouvait
infecter les humains (ou l'a déjà fait).
Prélèvements
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 de 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 gens possèdent la machinerie cellulaire pour
faciliter l'entrée et la réplication du virus. 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 zones géographiques ont un plus grand risque de
transmission virale entre espèces. Alors que le changement
climatique oblige les animaux à se réfugier dans de nouveaux
habitats, le
partage viral entre diverses espèces de mammifères (y compris les
humains) devrait augmenter. Ainsi, concentrer les initiatives de
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 des 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 premier plan 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 à la
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 débordement 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 pathogènes «prototypes»
hautement prioritaires pour atténuer les menaces futures a également
gagné
du terrain dans le plan de préparation à la pandémie du NIAID,
annoncé plus tôt cette année.
Donner
un sens aux données de découverte avec les technologies de risque
zoonotique
Pourtant,
même avec une stratégie de chasse aux virus ciblée,
«l'identification des virus n'est que la première étape», a
déclaré Albery. «Après ce point, vous devez évaluer leur risque,
qui est une toute autre paire de manches.» En d'autres termes,
trouver un virus est formidable, mais connaître le risque qu'il
représente pour l'homme est essentiel.
Ce
besoin a conduit au développement d'outils informatiques, ou
technologies
de risque zoonotique, qui utilisent ce que l'on sait sur les
virus qui infectent les humains pour
prédire quels agents pathogènes animaux peuvent constituer une
menace de propagation. Par exemple, les chercheurs ont
développé un outil Internet interactif open source,
appelé SpillOver,
qui utilise les données de PREDICT pour effectuer une évaluation
comparative des risques entre les virus zoonotiques connus et ceux
présentant un potentiel de propagation non caractérisé. Dans leurs
analyses initiales, l'équipe a découvert que les virus les mieux
classés étaient des agents pathogènes connus, notamment le virus
Lassa et le virus Ebola, bien que la liste contienne également des
virus nouvellement détectés, en particulier des coronavirus.
Johnson et ses collègues ont également développé
une nouvelle méthode qui utilise l'apprentissage automatique pour
déterminer la gamme d'hôtes de virus zoonotiques connus afin de
prédire l'espèce hôte de nouveaux virus animaux et où les humains
s'intègrent dans le mélange.
Ces
outils offrent plusieurs avantages. Albery a noté que la découverte
et l'identification virales doivent être suivies d'expériences en
laboratoire pour comprendre la dynamique d'infection des virus
d'intérêt (par exemple, le récepteur d'entrée dans les cellules
humaines et son utilisation, la réplication virale et la
pathogenèse, entre autres caractéristiques). Les technologies à
risque zoonotique peuvent aider les chercheurs à cibler leurs
expériences (et leurs ressources) sur les virus à haut risque.
«Ce que nos outils nous permettent de faire, c'est de réduire les
chauves-souris susceptibles d'héberger des bétacoronavirus, de
cibler notre échantillonnage sur ces espèces et d'extraire les
virus qui, selon nous, pourraient en fait, un jour, constituer un
risque réel pour la santé humaine», a déclaré le Dr. Colin
Carlson, auteur principal de l'étude et professeur de recherche
adjoint au Center
for Global Health Science and Security de l'Université de
Georgetown, lors de l'atelier
numérique du Verena Forum on Zoonotic Risk Technology en janvier
2021. Carlson, qui a cofondé Verena avec Albery, a noté que ce
sous-ensemble de virus peut ensuite être rattaché à des analyses
en aval, permettant peut-être le développement ciblé de
diagnostics et de vaccins pour les virus problématiques avant qu'ils
n'infectent les humains.
La
chasse aux virus ne suffit pas pour prévenir les pandémies
zoonotiques
Néanmoins,
Carlson a averti que «la connaissance d'un virus ne nous rend pas
intrinsèquement plus préparés.» En effet, le MERS-CoV et le
SARS-CoV-1 ont fait allusion à la menace potentielle des coronavirus
de type SRAS, mais la connaissance de la menace n'a pas arrêté la
COVID-19. De plus, ce n'est pas parce qu'on cherche le prochain agent
pathogène pandémique qu'on le trouvera. Il est pratiquement
impossible de détecter chaque virus dans le monde animal. Certains
passeront inévitablement entre les mailles du filet. Vora a souligné
qu'avec nos connaissances et technologies actuelles, il est difficile
de déterminer quels virus animaux nouvellement découverts
pourraient causer une maladie humaine, ou une pandémie d'ailleurs.
Un mélange
complexe de facteurs ancrés dans l'immunologie, l'écologie et
l'épidémiologie détermine si un virus réussit à infecter un hôte
humain et à se propager. Albery a convenu : la découverte, même
lorsqu'elle est renforcée par des outils informatiques émergents,
«ne va pas vraiment suffire» pour conduire une action coordonnée
et efficace pour freiner les pandémies zoonotiques.
«Nous
devons être clairs sur ce qui est pour aujourd'hui - des actions ici
et maintenant pour sauver des vies - par rapport à ce qui est de
générer des connaissances», a déclaré Vora. Il a
souligné les actions qui minimisent les risques de débordement,
quelle que soit la menace virale spécifique. Il s'agit notamment de
réduire la déforestation, de réglementer les marchés commerciaux
et le commerce des espèces sauvages, d'améliorer le contrôle des
infections lors de l'élevage d'animaux de ferme et d'améliorer la
santé des communautés vivant dans les foyers de maladies
émergentes.
Pour
Johnson, il ne fait aucun doute que la découverte de virus est
importante, mais le cadre dans lequel elle est mise en œuvre est
essentiel. Elle a utilisé PREDICT comme exemple, déclarant que le
projet ne visait pas seulement à découvrir de nouveaux virus, il
«cherchait également à unifier la surveillance des virus dans les
secteurs de la santé animale et humaine et à identifier les
interfaces faune-humain, en particulier dans les zones où le paysage
change, la déforestation et d'autres aspects de l'environnement qui
pourraient favoriser une partie de la connectivité entre les animaux
et les humains et augmenter le niveau de risque.» PREDICT visait à
renforcer les capacités de détection et de surveillance dans les
pays où, historiquement, ces capacités étaient limitées. Le
projet a également combiné des efforts de découverte virale «avec
une approche qui a également détecté des virus connus dans les
familles de virus qui étaient déjà préoccupantes.»
En
conséquence, tous les experts ont souligné qu'en plus des efforts
de prévention primaire qui réduisent le risque de contagion, il est
nécessaire de soutenir des stratégies de prévention secondaire qui
traitent des contagions lorsqu'elles se produisent (inévitablement).
Cela comprend la surveillance des animaux et des personnes pour
garder un œil sur les agents pathogènes zoonotiques connus et
inconnus au fur et à mesure qu'ils apparaissent dans une population
et le renforcement de l'infrastructure de soins de santé pour y
répondre lorsqu'ils le font. «Si [nous] choisissons de ne pas
investir dans l'un de ces éléments, nous aurons un maillon faible
et nous resterons sensibles», a averti Vora. «Aucun d'entre eux
n'est parfait en soi.»
