De nouvelles méthodes d’analyse génétique ont révélé 40 virus jusqu’alors inconnus, montrant comment les échanges génétiques entre eux peuvent entraîner des changements significatifs dans leur comportement et accroître leur menace pour la santé humaine. Cette percée offre un potentiel à la fois pour prédire et prévenir de futures épidémies virales.
Soudain, ils apparaissent et — comme le SRAS-CoV-2 coronavirus – peut déclencher des épidémies majeures : des virus que personne n’avait sur son radar. Ils ne sont pas vraiment nouveaux, mais ils ont changé génétiquement. De nouvelles analyses génétiques réalisées par une équipe internationale de chercheurs suggèrent que l'échange de matériel génétique entre différents virus espèces peut créer de nouveaux agents pathogènes aux caractéristiques considérablement modifiées et potentiellement plus menaçantes. L'étude à grande échelle a été dirigée par des virologues du Centre allemand de recherche sur le cancer (DKFZ).
« Grâce à une nouvelle méthode d'analyse assistée par ordinateur, nous avons découvert 40 nidovirus jusqu'alors inconnus dans diverses vertébrés des poissons aux rongeurs, en passant par 13 coronavirus », rapporte Stefan Seitz, chef du groupe DKFZ. À l'aide d'ordinateurs hautes performances, l'équipe de recherche, qui comprend également le groupe de travail de Chris Lauber du Centre Helmholtz de recherche sur les infections à Hanovre, a passé au crible près de 300 000 ensembles de données. Selon le virologue Seitz, le fait que nous puissions désormais analyser d’aussi grandes quantités de données en une seule fois ouvre des perspectives totalement nouvelles.
La recherche sur les virus en est encore à ses balbutiements. Seule une fraction de tous les virus présents dans la nature est connue, en particulier ceux qui provoquent des maladies chez les humains, les animaux domestiques et les cultures. La nouvelle méthode promet donc un bond en avant dans la connaissance du réservoir naturel du virus. Stefan Seitz et ses collègues ont envoyé des données génétiques de vertébrés stockées dans des bases de données scientifiques via leurs ordinateurs hautes performances avec de nouvelles questions. Ils ont recherché des animaux infectés par un virus afin d’obtenir et d’étudier à grande échelle le matériel génétique viral. L’accent a été mis principalement sur les nidovirus, qui font partie de la famille des coronavirus.
Découverte et analyse des nidovirus
Les nidovirus, dont le matériel génétique est constitué de ARN (ribonucléique acide), sont répandus chez les vertébrés. Ce groupe de virus riche en espèces présente certaines caractéristiques communes qui les distinguent de tous les autres virus à ARN et documentent leurs relations. Mais pour le reste, les nidovirus sont très différents les uns des autres, notamment en termes de taille de leur génome.
Une découverte est particulièrement intéressante en ce qui concerne l’émergence de nouveaux virus : chez les animaux hôtes infectés simultanément par différents virus, une recombinaison de gènes viraux peut se produire lors de la réplication du virus. « Apparemment, les nidovirus que nous avons découverts chez les poissons échangent fréquemment du matériel génétique entre différentes espèces de virus, même au-delà des frontières familiales », explique Stefan Seitz. Et lorsque des parents éloignés se « croisent », cela peut conduire à l’émergence de virus aux propriétés complètement nouvelles. Selon Seitz, de tels sauts évolutifs peuvent affecter l’agressivité et la dangerosité des virus, mais aussi leur attachement à certains animaux hôtes.
«Un échange génétique, comme nous l'avons constaté dans les virus des poissons, se produira probablement également dans les virus des mammifères», explique Stefan Seitz. Les chauves-souris, qui, comme les musaraignes, sont souvent infectées par un grand nombre de virus différents, sont considérées comme un véritable creuset. Le coronavirus SARS-CoV-2 s’est probablement également développé chez les chauves-souris et a ensuite été transmis aux humains.
Après l’échange de gènes entre nidovirus, la protéine de pointe avec laquelle les virus s’ancrent sur leurs cellules hôtes change souvent. Chris Lauber, premier auteur de l'étude, a pu le démontrer grâce à des analyses d'arbres généalogiques. La modification de cette molécule d’ancrage peut modifier considérablement les propriétés des virus à leur avantage – en augmentant leur contagiosité ou en leur permettant de changer d’hôte. Un changement d’hôte, notamment de l’animal à l’homme, peut grandement faciliter la propagation du virus, comme l’a clairement démontré la pandémie du coronavirus. Des « changeurs de jeu » viraux peuvent apparaître soudainement à tout moment, devenir une menace massive et – si les choses se passent bien – déclencher une pandémie. Le point de départ peut être un seul animal hôte doublement infecté.
Le nouveau processus informatique haute performance pourrait contribuer à empêcher la propagation de nouveaux virus. Cela permet une recherche systématique des variantes virales potentiellement dangereuses pour l’homme, explique Stefan Seitz. Et le chercheur du DKFZ voit une autre application possible importante en ce qui concerne son domaine de recherche particulier, la carcinogenèse associée aux virus : « J'imagine que nous pourrions utiliser le nouveau calcul haute performance (HPC) pour examiner systématiquement les patients atteints de cancer ou les personnes immunodéprimées à la recherche de virus. Nous savons que le cancer peut être déclenché par des virus, l’exemple le plus connu étant le virus du papillome humain. Mais nous ne voyons probablement jusqu’à présent que la pointe de l’iceberg. La méthode HPC offre la possibilité de traquer les virus qui, jusqu’alors non détectés, se nichent dans l’organisme humain et augmentent le risque de tumeurs malignes.
