La recherche

LA RECHERCHE ET LE CORONAVIRUS : un vrai feuilleton !

Saison 1 : De son émergence en Chine à sa propagation dans le monde : histoire de l’identification d’un mystérieux virus

Épisode 1 : Le chronomètre démarre

31 décembre 2019,  le chronomètre démarre : une nouvelle part de Chine pour faire le tour du monde en quelques jours

Le 31 décembre 2019, la Chine signale à l’OMS un groupe de cas de pneumonie à Wuhan, ville de 11 millions d’habitants, dans la province de Hubei. Dès le lendemain l’Organisation mondiale de la santé  se place en état d’urgence pour affronter une flambée. Le 3 janvier 2020,  la BBC est le premier média au monde à communiquer sur 44 cas d’infections en Chine dues à un « virus mystère », dont 11 «graves ». Le 9, une équipe de chercheurs chinois annonce qu’elle « a établi de manière préliminaire » que la maladie était due à un nouveau type de coronavirus, isolé en culture cellulaire le 7 janvier, un temps record ! L’OMS précise que l’infection est du même type que le SRAS et publie des conseils à l’intention de tous les pays sur la manière de dépister (sur la base des symptômes évidemment !) et de prendre en charge les cas potentiels, sur la base de ce que l’on pense du virus à ce moment-là, à savoir qu’« il n’y a pas de transmission interhumaine  ou que celle-ci est limitée».

En réalité, les premiers diagnostics cliniques ont été posés en Chine mi-décembre, ce qui fait remonter les premières contaminations à début décembre ou même au 17 novembre selon le South China Morning Post. D’après le Pr Fontanet, directeur de l’unité d’épidémiologie des maladies émergentes à l’Institut Pasteur, les autorités sanitaires chinoises ont  accompli  “un tour de force” en repérant dès la mi-décembre qu’un “problème anormal était en cours” puis en faisant la relation entre ces patients et le marché “aux poissons” de Wuhan, qu’elles ont fait fermer dès le 1er janvier.

10 janvier 2020 : le risque d’extension régionale de cette infection au nouveau coronavirus SARS-CoV-2 ne semble faire aucun doute pour les experts, il faut freiner la propagation de ce virus, et pour cela il faut en connaître la séquence génétique. Le chronomètre s’affole …

Sources WHO.int, institut Pasteur CP 30/01/20, sciencesetavenir.fr 19/03/20

 

Épisode 2 : la course au séquençage

10 janvier 2020, la traque commence, il faut identifier ce virus mystérieux, et vite… : c’est la course au séquençage 

Identifier le virus, c’est séquencer son génome, c’est-à-dire connaître la liste ordonnée des bases qui le composent, comme les perles d’un long collier, représentées chacune par une des lettres A, U, G ou C. 

Pourquoi est-ce si urgent ? Parce que le séquençage va aider à élucider les mystères de ce virus : quelle est son origine ? Comment le diagnostiquer ? Comment fonctionne-t-il ? Comment tracer sa propagation ? Comment trouver des traitements et un vaccin ?

12 janvier 2020 : les scientifiques chinois partagent la séquence complète du génome du nouveau coronavirus avec la communauté scientifique mondiale, et cela fait l’effet d’une bombe

La Chine a tout fait pour que ce travail soit réalisé et partagé très rapidement. Elle peut ainsi montrer au monde entier qu’elle possède des moyens techniques et scientifiques de très haut niveau, lui permettant de travailler sur les échantillons des premiers patients atteints et que, contrairement à l’épisode du SRAS, elle a une certaine volonté de transparence et d’initiation d’un mouvement scientifique participatif ayant pour but de lutter contre cette épidémie dont elle se sait l’épicentre, et dont elle craint déjà la propagation fulgurante. Elle a raison car le lendemain, 13 janvier, le virus traverse les frontières pour toucher la Thaïlande puis l’Europe 10 jours plus tard…

Sources : WHO.int, institut Pasteur CP 30/01/20, sciencesetavenir.fr 19/03/20, Charente libre 21/01/20

 

Épisode 3 : la France entre dans la course

Depuis la Chine, la vague épidémique devient mortelle et traverse l’Asie, avant de toucher l’Amérique…

Le 13 janvier, un premier patient décède à Wuhan, et le premier cas hors de Chine est signalé en Thaïlande chez une femme provenant de cette même ville, qui déclare n’être jamais allée au marché aux poissons et animaux sauvages. Les jours suivants, d’autres pays asiatiques et les États-Unis déclarent des cas, tous provenant de Wuhan.

… et l’Europe, en France, le 24 janvier

Le vendredi 24 janvier au soir, le ministère de la Santé annonce que les trois premiers patients -présentés comme “les premiers cas européens” atteints par le nouveau coronavirus- sont hospitalisés, à Paris pour un couple de 30 et 31 ans, et à Bordeaux pour le troisième, tous ayant séjourné en Chine.

Pour savoir si ces trois personnes sont porteuses du même virus que celui qui a été identifié en Chine, il faut séquencer le virus en France, et vite !

Pour se multiplier, un virion (particule virale) doit infecter une cellule au sein de laquelle il va recopier l’intégralité de son code génétique, composé d’une succession de 30 000 “bases”, représentées par les lettres A,U,G ou C ; comme un collier de 30 000 perles de 4 couleurs différentes, qui se reproduirait à l’identique, l’ordre des perles devant être maintenu ! Ce système commet toutefois des erreurs (ou mutations) ponctuelles, une lettre remplaçant l’autre. L’accumulation des mutations ponctuelles au fil des réplications constitue autant d’indices sur l’évolution du virus mais aussi sur la chronologie de l’épidémie et de son expansion. D’où la nécessité de séquencer le génome du virus, quel que soit son lieu d’apparition.

C’est pourquoi dès le 24 janvier au soir, des scientifiques de l’Institut Pasteur se lancent -grâce à la Plateforme de Microbiologie Mutualisée (P2M)- dans le séquençage du génome du virus présent dans les échantillons prélevés sur ces patients. Le mardi 28 janvier, ils disposent de la séquence génétique complète du virus pour deux d’entre eux, dont l’analyse complète sera terminée le lendemain (comparaison de la séquence brute avec les séquences des banques de données, publiées par les autres pays).

Le directeur de P2M annonce alors que les séquences des virus de deux patients sont strictement identiques, ce qui suppose qu’un membre du couple a dû contaminer l’autre. Cette conclusion corrobore la déclaration de la mission de l’OMS en Chine du 22 janvier : il y a une transmission interhumaine du virus ! De plus, les deux séquences françaises sont très proches de la vingtaine de séquences déjà établies dans le monde et publiées sur la plateforme collaborative internationale GISAID (Global Initiative on Sharing All Influenza Data) ; ceci confirme qu’il s’agit bien du SARS-CoV-2 et qu’il n’a pas eu besoin de mutations importantes pour s’adapter et se propager.

L’identification du virus le 7 janvier, puis la publication mondiale de son séquençage génétique le 12 janvier par les chercheurs chinois et le 28 janvier par les français constituent une prouesse ! Celle-ci résulte d’une collaboration inédite entre les chercheurs du monde entier, mais aussi de progrès techniques et scientifiques spectaculaires : à titre de comparaison, entre l’annonce des premiers cas de malades porteurs du VIH en 1981 et le séquençage du virus, 3 ans s’étaient écoulés ! Pour l’épidémie de SRAS de fin 2002, il a fallu 5 mois pour identifier le premier SARS-CoV et 3 semaines de plus pour en séquencer le génome.

Le séquençage permet de connaître quasiment en temps réel la propagation du virus dans le monde. Il donne des informations sur son mode de transmission. Mais qu’est-ce que les détectives-chercheurs vont-ils en tirer comme hypothèses sur l’origine du virus ? Et comment le diagnostic va-t-il pouvoir se réaliser à grande échelle ?

Sources : Figaro.fr Sciences 23/01/2020 ; Sciences et avenir 30/01/2020, 07/04/2020 ; Le Monde 16/04/1987 ; Médecine/sciences sept 2003

GISAID : figure montrant comment le séquençage génétique du virus permet d’étudier l’expansion de l’épidémie (au 20 avril 2020)

Institut Pasteur/CNR des virus des infections respiratoires : Zoom sur une partie de la séquence complète du 2019-nCoV chez un des premiers cas français

 

Épisode 4 : Identifier l’origine du virus

11 mars 2020, au vu de sa rapidité de propagation dans le monde et de sa sévérité, l’OMS qualifie le Covid-19 de pandémie. Mais d’où vient ce dangereux virus et quel est son réservoir ?

 Le réservoir d’un microbe, c’est une espèce animale qui l’héberge naturellement sans manifester de maladie. Quand ce microbe subit une mutation qui le rend transmissible à l’homme et déclenche chez lui une maladie, on parle de zoonose.

Alors que l’épidémie poursuit sa diffusion avec, au 26 avril, 2,9 millions de cas déclarés dans 187 pays et plus de 200 000 décès dont près de 23 000 en France, il est crucial d’identifier l’origine du virus SARS-CoV-2, car cela pourrait contribuer à empêcher sa réapparition une fois l’épidémie actuelle jugulée.

De nombreux coronavirus ont été isolés chez des animaux sauvages et leur génome séquencé. Dès le 22 janvier, deux équipes chinoises affirment avoir identifié le réservoir du nouveau coronavirus. Pour cela, elles ont comparé par bio-informatique la séquence génétique du SARS-Cov-2, publiée en Chine le 12 janvier, avec celles de coronavirus animaux déjà connues, et en concluent pour l’une que c’est un serpent, pour l’autre une chauve-souris !

L’hypothèse du serpent est rapidement écartée par les scientifiques mais celle de la chauve-souris stimule en revanche leur curiosité car cet animal était le réservoir du SARS-CoV-1, agent de la fameuse épidémie de SRAS en 2003… Les analyses bio-informatiques montrent une analogie à 96 % entre le SARS-CoV-2 et un coronavirus isolé chez une espèce de chauve-souris. Cependant, le coronavirus de cette chauve-souris ne possède pas à sa surface la protéine S, autrement dit la clé pointue nécessaire à la pénétration du SARS-CoV-2 dans une cellule humaine. Ce coronavirus a donc peu de chances d’avoir contaminé l’homme sans passer par un hôte intermédiaire, comme le SARS-CoV-1 qui était passé d’une chauve-souris à une civette, petit animal sauvage dont raffolent les Chinois, avant d’atteindre l’homme. Mais cet hôte intermédiaire, quel est-il ?

Une étude publiée le 7 février mentionne qu’un coronavirus ayant plus de 90 % d’homologie avec le SARS-CoV-2 est présent chez un animal protégé et pourtant le plus braconné au monde : le pangolin, sorte de fourmilier sauvage, lui aussi très prisé des Chinois pour sa chair délicate et ses vertus supposées en médecine traditionnelle, et vendu comme la civette dans des marchés aux animaux vivants comme celui de Wuhan. Néanmoins le pangolin ne semble pas être le coupable idéal. 90 % de similarité entre le coronavirus du pangolin et celui responsable du Covid-19, cela ne semble pas suffire pour désigner cet animal comme hôte intermédiaire (99 % pour la civette et le SARS-CoV-1), même si une autre étude montre que dans la zone correspondant au site de fixation de la protéine S du virus au récepteur de la cellule-hôte, cette homologie atteint 99 %. De plus, la chauve-souris et le pangolin suspectés vivent à 1 500 km l’un de l’autre dans des écosystèmes différents, difficile pour permettre une rencontre et une recombinaison génétique créant un nouveau virus associant les caractéristiques des deux premiers !

En résumé : le coronavirus de la chauve-souris est quasiment le même que celui de l’homme, mais il ne peut pas pénétrer dans sa cellule ; le coronavirus du pangolin est plus éloigné de celui de l’homme mais il possède la clé pour rentrer dans ses cellules.

Mais alors, quel est l’hôte intermédiaire ? Tant qu’il n’aura pas été identifié et son génome séquencé, la question d’une origine naturelle du SARS-CoV-2 restera une énigme.

Cependant il existe une autre hypothèse : ce virus aurait-il pu franchir la barrière d’espèce à la faveur d’une manipulation ou d’un accident de laboratoire ?

Sources : CSSE Johns-Hopkins university, The Conversation 17/03/20 ; Sciences et avenir 19/03/20 ; Futura Santé 04/04/20 ; WHO.int ; pasteur.fr 17/04/20 ; podcasts : France Culture 11/03/20 et 20/04/20 et Le Monde 23/04/20 ; Médecine/sciences n° 8-9, vol. 36, août-septembre 2020; 


Illustration de coronavirus.En rouge, la protéine S (Spike)

© CDC. Alissa Eckert, MS; Dan Higgins, MAM. (Le Monde 27/03/20)

Source : institut Pasteur © Agence France Presse 

 

Épisode 5 : Des similitudes entre SARS-CoV-2 et VIH : le doute s’installe

D’autres chercheurs partent dans une autre direction : comme le VIH, le SARS-CoV-2 est un virus à ARN. Et s’il y avait un lien entre les deux ? De quoi alimenter les théories complotistes les plus fumeuses…

C’est une hypothèse sensationnelle qui est émise le 31 janvier par des chercheurs indiens, sur le site de prépublication BioRxiv : selon eux, il y aurait « une similarité étrange » qui « a peu de chances d’être fortuite » entre des séquences d’acides aminés d’une protéine (donc entre des séquences d’ARN) du SARS-CoV-2 et du VIH-1, principal responsable du SIDA. Les sites complotistes n’en attendaient pas tant pour alimenter la boîte à fake news

Lever de bouclier dans la communauté scientifique internationale ! Il n’y a rien de surprenant à ce que de petits fragments de séquences du génome du SARS-CoV-2 et du VIH-1 se ressemblent. « De manière imagée, si on choisit un mot dans un livre et que ce mot est aussi trouvé dans un autre livre, cela ne veut pas dire que le premier livre a copié le second », précise Etienne Simon-Lorière, responsable du groupe Génomique évolutive des virus à ARN à l’Institut Pasteur. Devant l’avalanche de commentaires argumentés, les auteurs conviennent de l’interprétation abusive de leurs résultats et retirent leur publication du site BioRxiv, qui de son côté, prévient dorénavant par un bandeau que toutes les études qu’il héberge sont « des rapports préliminaires » qui « ne devraient pas être considérés comme des conclusions, des conduites sanitaires, des guides cliniques, ou être repris par la presse comme des informations acquises ».

Le 29 février, le directeur d’une unité de soins intensifs de Wuhan compare les symptômes du Covid-19 à une « combinaison du SRAS et du SIDA ». Ne retenant que ces derniers mots, les réseaux sociaux s’agitent plus encore, entretenant la confusion entre les symptômes et les virus eux-mêmes.

Mais quand c’est le Professeur Montagnier, prix Nobel 2008 (codécouvreur du VIH), qui déclare le 16 avril que d’après une analyse mathématique de son génome, le SARS-CoV-2 aurait été fabriqué au sein du laboratoire de virologie de Wuhan par l’introduction de séquences de génome du VIH dans celui d’un coronavirus de chauve-souris, dans le but de fabriquer un vaccin contre le VIH, le doute s’installe vraiment… et son hypothèse devient virale sur la toile sensationnaliste ! Le Pr Montagnier conclut en disant qu’il propose d’éliminer ces séquences grâce à des « ondes interférentes »…

Une fois encore, de nombreux chercheurs s’insurgent pour plusieurs raisons : le Pr Montagnier s’appuie sur l’étude indienne publiée sur BioRxiv et retirée par ses propres auteurs, et les morceaux de séquences auxquels il fait référence sont présents chez bien d’autres virus, sans être rattachés au génome du VIH.

Sources : Le Monde 09/03/20 et 17/04/20 ; 20 minutes 17/04/20 ; Le Point Santé 18/04/20 ; Nat Med 26, 450–452 (2020)

Épisode 6 : Le laboratoire P4 de l’institut de virologie de Wuhan

Néanmoins, une hypothèse que le Pr Montagnier a formulée prend de l’ampleur : et si le SARS-CoV-2 s’était “échappé” d’un laboratoire chinois ? 

Certains pensent que le nouveau coronavirus aurait pu être entièrement fabriqué par l’homme. Mais Pour la plupart des scientifiques, c’est hautement improbable, vue la sophistication de l’interaction virus-cellule. Ce qui est néanmoins inquiétant, c’est que selon le virologue Etienne Décroly « la manipulation du génome de virus potentiellement pathogènes est une pratique courante qui vise, entre autres, à comprendre les mécanismes de réplication et d’émergence de ces virus et à développer de nouvelles stratégies antivirales ou vaccinales. Les risques de franchissement inopiné de la barrière d’espèce, de contamination d’un nouvel hôte (en particulier l’homme) et de dissémination accidentelle de virus recombinants artificiels (existent et) sont pris en compte lors de ces manipulations dans des laboratoires de haute sécurité soumis à de strictes procédures de contrôle ». C’est pourquoi, relancée le 16 avril par les Américains dans un contexte de bras de fer diplomatique avec les Chinois, l’hypothèse d’une contamination accidentelle dans un laboratoire de virologie de Wuhan apparaît comme de moins en moins improbable. 

Le 14 avril, le Washington Post affirmait que des diplomates américains en Chine avaient alerté à plusieurs reprises le département d’état américain, dès 2018, sur leurs préoccupations concernant « les mesures de sécurité jugées insuffisantes » et le manque de « techniciens et d’enquêteurs correctement formés pour faire fonctionner en toute sécurité » le laboratoire P4 de l’institut de virologie de Wuhan. Selon la chaîne américaine Fox News, un employé de l’institut, accidentellement contaminé, aurait pu diffuser l’agent pathogène dans Wuhan. Le 16 avril, Emmanuel Macron déclarait dans le Financial Times, concernant la gestion de l’épidémie par la Chine, qu’il y avait « manifestement des choses qui se sont passées qu’on ne sait pas ».

En 2004, suite à l’épidémie de SRAS, était signé un accord franco-chinois prévoyant l’installation de l’Institut Pasteur de Shangaï, ainsi que de quatre laboratoires P3 et d’un laboratoire P4 (P comme pathogène). Ce dernier, systématiquement évoqué par la presse américaine, a été réalisé en collaboration avec la France sur le modèle du P4 Jean-Mérieux de Lyon, dans le but de réagir plus rapidement à l’apparition de maladies infectieuses. La coopération scientifique franco-chinoise initialement prévue dans l’accord n’a jamais eu lieu au sein de cette installation de très haute sécurité, opérationnelle seulement depuis début 2019, qui héberge les souches les plus dangereuses de virus connus comme Ebola.

Cependant, les experts sont nombreux à penser que le P4 ne peut pas être à l’origine de l’épidémie, du fait de son haut niveau de sécurité mais plus encore car les coronavirus, moins pathogènes, sont plutôt étudiés dans le laboratoire P3 de l’institut. Autre hypothèse : le centre de contrôle et de prévention des maladies infectieuses situé à proximité du marché aux animaux sauvages vivants de Wuhan. Les Chinois font preuve de frilosité quand il s’agit de répondre aux interrogations internationales à ce sujet, aussi l’enquête sur l’origine du virus est loin d’être terminée. Elle constitue maintenant un enjeu diplomatique entre la Chine et les États-Unis. Ces derniers ont accusé l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) de complaisance et, en lui coupant ses subventions, l’ont amenée à inviter le gouvernement de Pékin à y participer…

Sources : Le Figaro 20/04/20 et 07/05/20, Le Monde 25/04/20, Le Point Santé 18/04/20, Médecine/sciences n° 8-9, vol. 36, août-septembre 2020