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Comment les petites mutations du coronavirus aident les scientifiques à suivre sa propagation

Comment les petites mutations du coronavirus aident les scientifiques à suivre sa propagation
Cette image de microscope électronique à balayage montre le SARS-CoV-2 (les objets ronds magenta) émergeant de la surface des cellules d'un patient atteint de coronavirus puis cultivées dans un laboratoire américain. © NIAID-RML

Emma Hodcroft passe beaucoup de temps à chercher des fautes de frappe, mais pas au sens grammatical du terme. Elle recherche plutôt des erreurs infimes dans l'un des génomes les plus importants du monde : celui du coronavirus. "Ces coquilles nous aident à suivre le virus et à construire un arbre généalogique de tous les différents échantillons que nous avons collectés", explique-t-elle à Business Insider US. Généticienne à l'université de Bâle en Suisse, Emma Hodcroft et ses collègues différencient leurs échantillons en fonction des minuscules mutations qui sont introduites dans les codes génétiques du virus lorsqu'il se réplique et se propage.

Ces mutations différencient le virus en souches distinctes et traçables, dont la propagation peut être cartographiée dans le temps. Selon Emma Hodcroft, ces mutations du coronavirus sont inoffensives pour l'homme, du moins jusqu'à présent. Mais elles aident les généticiens à retracer l'histoire du virus afin de comprendre comment il est arrivé et s'est répandu à travers le monde. L'étude des mutations du virus permet également d'éclairer le développement futur de vaccins.

Suivre la propagation du coronavirus

Un technicien de laboratoire travaillant sur des échantillons de personnes à tester pour le nouveau coronavirus au laboratoire "Fire Eye", à Wuhan, dans la province de Hubei, en Chine.  Getty

Lorsque les laboratoires du monde entier collectent des échantillons de coronavirus, ils séquencent leurs génomes et transmettent les informations sur le site web de l'équipe d'Emma Hodcroft — le projet s'appelle Nextstrain. Actuellement, Nextstrain dispose d'échantillons de coronavirus provenant d'au moins 36 pays sur six continents. Le groupe a divisé ces échantillons en bacs génétiques caractérisés par certaines "typos". Les chercheurs utilisent cette méthode de tri pour déterminer comment et quand le virus est arrivé dans les différents pays.

"Cela nous permet de savoir comment différentes épidémies sont liées, et si une épidémie particulière est en fait une superposition de plusieurs petites épidémies ou si elle a une source unique", explique Richard Neher, épidémiologiste moléculaire chez Nextstrain, à Business Insider US. "Les cas de Covid-19 en Islande, par exemple, proviennent à la fois des États-Unis et d'Europe".

Cette carte montre la propagation mondiale du nouveau coronavirus. Nextstrain/nextstrain.org

Les cartes de Nextstrain suggèrent également que les cas sur les côtes Ouest et Est des États-Unis proviennent de différentes sources géographiques. "Le virus a emprunté de multiples chemins pour atteindre les États-Unis. Il y a eu une introduction directe depuis la Chine, fin janvier, et de multiples introductions depuis l'Europe au cours du mois de février", explique Trevor Bedford, chercheur en maladies infectieuses dans l'État de Washington et co-développeur de la plateforme Nextstrain, dans un tweet du 12 avril.

Emma Hodcroft pense que le groupe d'infections qui est apparu dans la région de Seattle provenait de Chine, alors que les infections dans l'Est des États-Unis venaient d'Europe. Selon le New York Times, la cartographie génétique a également révélé que la souche de coronavirus du premier cas signalé aux États-Unis — un patient du comté de Snohomish, dans l'État de Washington — était la même que celle trouvée plus tard dans des cas de transmission communautaire dans l'État. Une souche qui descend de celle de Washington a également été trouvée dans des échantillons de coronavirus de 14 autres États, dont le Maryland.

Emma Hodcroft remarque toutefois que Nextstrain a encore trop peu d'échantillons pour tirer des conclusions majeures. "Nous disposons de 5 000 séquences, mais c'est une goutte d'eau dans la mer de tous les cas au monde", déplore-t-elle. Plus de 2,5 millions d'infections ont été signalées depuis décembre. "Nous ne pouvons pas exclure la possibilité qu'il nous manque des liens de transmissions au milieu."

Une étude suggère que des voyageurs européens ont apporté le coronavirus à New York

Un coton-tige utilisé dans les voies nasales lors d'un test du Covid-19 au site de test ProHEALTH à Jéricho, New York, le 24 mars 2020.  Steve Pfost/Newsday RM via Getty Images

Une étude préliminaire, qui doit encore être examinée par la communauté scientifique, a révélé, grâce à un processus similaire d'analyse génétique, que le coronavirus circulait à New York quelques semaines avant son premier cas signalé, le 1er mars. La recherche, menée par l'Icahn School of Medicine at Mount Sinai , a également révélé de multiples introductions du virus à New York, principalement en provenance d'Europe et d'autres régions des États-Unis.

À l'avenir, Emma Hodcroft souhaite cartographier de manière plus solide la manière dont le virus s'est répandu en Amérique du Nord. Une première carte suggère qu'il a pu rebondir de l'État de Washington au Canada, puis au Connecticut, mais son équipe ne peut en être sûre tant qu'elle n'aura pas reçu d'autres échantillons d'Américains qui ont été malades dans les premiers jours de l'épidémie.

"Il est important de connaître cette route pour éviter de répéter de vieilles erreurs", explique Emma Hodcroft. "Ce virus n'est pas intelligent — quelles que soient les voies qu'il a utilisées pour se propager avec succès dans le passé, elles seront les mêmes dans le futur. Ce sont ces voies de transmission auxquelles nous devrons prêter attention à l'avenir".

Le coronavirus mute, mais lentement et de manière non dangereuse

L'idée que de multiples souches de coronavirus circulent a suscité des inquiétudes quant à la possibilité que le virus se transforme en une menace encore plus dangereuse et virulente. Une étude suggère qu'il y aurait 30 souches de coronavirus en circulation. Mais même cela n'est pas inquiétant, selon Emma Hodcroft, car les différences subtiles entre les souches n'ont pas tendance à affecter la contagiosité du virus ou sa propagation.

Tous les virus, y compris le coronavirus, mutent au fil du temps, car en se reproduisant, de minuscules erreurs sont introduites dans leur code génétique. La plupart des mutations virales sont inoffensives. Mais certaines — celles qui permettent à un virus de se propager plus rapidement par exemple — peuvent influer sur la gravité d'une épidémie. Une mutation est très probablement ce qui a permis à ce coronavirus de passer de son espèce hôte d'origine (probablement des chauves-souris) à d'autres animaux, dont les humains.

Mais ces petites mutations n'ont pas changé la façon dont le virus Covid-19 infecte ses hôtes, ni le danger qu'il représente. En outre, Emma Hodcroft et ses collègues ont découvert que le génome du virus — qui est composé de plus de 29 000 molécules complémentaires — mute lentement, du moins par rapport à la grippe. Les gens ne devraient donc pas s'inquiéter d'une mutation incontrôlée, estime-t-elle. "Même si nous prenons les deux souches de coronavirus les plus différentes, nous constatons qu'elles sont séparées par environ 40 différences sur 29 000", explique Emma Hodcroft. Le fait que le virus soit presque identique partout où il est apparu est une bonne nouvelle pour le développement de vaccins.

Un taux de mutation lent peut augmenter la durée de vie d'un vaccin

La forme actuelle du virus est stable pour de bonnes raisons, explique Emma Hodcroft : "Il n'est pas nécessaire que le virus se diversifie : il se propage incroyablement bien entre les humains, et ne subit pas une forte pression de sélection pour changer. Le virus a déjà une transmission asymptomatique, il ne pourrait rien faire de plus qu'il ne l'a déjà fait pour éviter les tests."

Le taux de mutation lent du coronavirus augmente les chances que, lorsqu'un vaccin sera finalement mis au point, il restera efficace pendant longtemps. "Des années", selon Trevor Bedford. Il a tweeté le mois dernier que "le virus mettra quelques années à muter suffisamment pour entraver de manière significative un vaccin".

Un chercheur injecte à Jennifer Haller, à gauche, la première dose de l'essai clinique de la première phase de l'étude de sécurité d'un vaccin potentiel pour Covid-19, le 16 mars 2020, au Kaiser Permanente Washington Health Research Institute, à Seattle.  Ted S. Warren/AP

Cependant, il est possible que le virus mute suite à l'utilisation généralisée d'un vaccin, ce qui nécessiterait des mises à jour occasionnelles du vaccin, selon Emma Hodcroft. Le travail de son équipe pour suivre ses modifications génétiques sera alors à nouveau utile. "Nous devrons faire attention aux mutations qui rendraient ce vaccin moins efficace", conclut-elle.

Version originale : Aylin Woodward/Business Insider

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