Les origines animales du coronavirus et de la grippe

Comment ces virus accomplissent-ils ces sauts inter-espèces?

chauve souris

L’Organisation mondiale de la santé a officiellement nommé la maladie coronavirus COVID-19: Syndrome Respiratoire Aigu Sévère 2 (SRAS-CoV-2).

Un groupe de patients atteints de pneumonie inhabituelle a été détecté pour la première fois fin décembre et le nouveau coronavirus a été officiellement identifié comme la cause le 8 janvier.

À ce jour (le 13/09/2020), il a causé plus de 144052 cas confirmés et 5397 décès. Jusqu’à présent, il s’est propagé à 137 pays ou territoires, y compris la France, où 3661 cas ont été diagnostiqués et 79 décès. Naturellement, la maladie a beaucoup de questions dans son sillage.

Avons-nous déjà vu quelque chose comme ça avant?

Oui. En fait, le SRAS-CoV-2 est le troisième nouveau coronavirus pathogène à émerger au cours des deux dernières décennies.

Le premier, découvert en 2003 et nommé SARS-CoV, a provoqué le SRAS, une pneumonie grave et atypique.

Le deuxième, MERS-CoV, est apparu une décennie plus tard au Moyen-Orient et a provoqué une maladie respiratoire similaire appelée Syndrome Respiratoire du Moyen-Orient (MERS).

Depuis son identification, 2494 cas d’infection au MERS-CoV et près de 900 décès ont été documentés.

L’épidémie de SRAS-CoV s’est révélée plus importante mais moins meurtrière, avec environ 8 000 cas et près de 800 décès.

D’où viennent ces virus?

Les virus MERS-CoV, SARS-CoV et SARS-CoV-2 sont des zoonoses: des maladies qui peuvent se propager entre les humains et les autres animaux.

Les MERS-CoV et SARS-CoV sont des virus originaires de chauve-souris qui se sont propagés à un animal intermédiaire – plus précisément le chameau et civette (chat musqué) – qui a ensuite exposé les humains aux virus.

L’analyse génétique des séquences du SRAS-CoV-2 montre que leurs plus proches parents semblent être des coronavirus de chauve-souris, le rôle d’espèces intermédiaires pouvant être joué par le pangolin, une espèce en voie de disparition faisant l’objet d’un trafic en Chine pour ses écailles et sa viande.

zoonoses: des maladies qui peuvent se propager entre les humains et les autres animaux.

Comment ces virus accomplissent-ils ces sauts inter-espèces?

Bien que les détails diffèrent, le mécanisme repose sur la même prémisse fondamentale: l’accès et la capacité.

Un virus peut-il atteindre les cellules de son hôte? Et les protéines du virus peuvent-elles reconnaître et se lier à des structures, appelées récepteurs, sur ces cellules?

Si c’est le cas, c’est tout ce qu’il faut – le virus peut maintenant entrer dans la cellule et commencer à se répliquer, infectant l’hôte.

Les coronavirus sont devenus très aptes à trouver comment utiliser ces récepteurs pour pénétrer dans les cellules de leur hôte. Les virus utilisent une glycoprotéine de surface – une protéine avec des sucres attachés – appelée protéine spike(S) pour se lier aux cellules hôtes.

Cette protéine donne au virus une apparence de couronne, d’où le nom “corona-virus”

La partie de la protéine qui fait la liaison réelle, appelée la sous-unité S1, peut varier considérablement, permettant au virus de se lier à de nombreuses espèces hôtes de mammifères différentes.

La plupart des coronavirus qui infectent les humains semblent se verrouiller sur l’un des trois récepteurs hôtes spécifiques des cellules de mammifères.

Le SRAS-CoV  utilise un récepteur humain appelé Enzyme de Conversion de l’Angiotensine 2 (ECA2)

Le MERS utilise la dipeptidyl peptidase 4.

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Ces protéines sont toutes présentes sur les cellules épithéliales ou de surface des voies respiratoires humaines, présentant des cibles faciles pour tout virus aéroporté.

Deux études récentes sur le SRAS-CoV-2 suggèrent que, comme le SRAS-CoV, il utilise l’ECA2 comme récepteur.

Ces virus utilisent une glycoprotéine de surface – une protéine avec des sucres attachés – cette protéine donne au virus une apparence de couronne, d’où vient la «couronne» dans son nom.

Y a-t-il d’autres zoonoses dont nous devrions nous inquiéter?

Bien qu’il ne soit pas nécessairement une source d’inquiétude, il existe un autre virus qui émerge généralement des  d’animaux: la grippe.

Presque tous les virus grippaux connus proviennent d’animaux comme les canards, les oies, les sternes, les goélands et les espèces apparentées.

Pour accéder aux cellules d’un hôte, la grippe utilise sa propre glycoprotéine virale, l’hémagglutinine (H). Comme la protéine de pointe du coronavirus, H est une protéine de surface d’apparence épineuse qui sort du virus. Il se lie aux cellules des voies respiratoires supérieures qui ont des résidus d’acide sialique – des chaînes de sucre attachées aux extrémités des protéines et des lipides.

Ces acides sialiques peuvent se présenter sous différentes formes, avec différents types de liaisons. Le virus de la grippe aviaire préfère une liaison connue sous le nom de liaison α2,3, dans laquelle l’acide sialique se lie au sucre galactose via un atome de carbone spécifique.

Ce type de liaison permet à l’acide sialique et au galactose de coller directement. Les virus de la grippe adaptés à l’homme semblent préférer une liaison α2,6, qui utilise un atome de carbone différent et a une apparence plus courbée.

On pense que cette préférence pour l’acide sialique est le principal facteur déterminant quelles espèces un virus peut infecter, et elle limite la capacité des virus de la grippe aviaire purement infecter et se propager dans les populations humaines.

Quels autres facteurs influencent les maladies animales qui peuvent se propager aux humains?

Des travaux récents ont montré que l’interaction hôte-virus peut également être modifiée par les protéases de l’hôte – des enzymes qui décomposent les protéines – donc ce n’est pas uniquement la composition de la protéine de pointe qui détermine quels hôtes sont vulnérables à quels virus.

Ces protéases peuvent couper des parties de la protéine de pointe et modifier la façon dont elle se lie aux cellules hôtes, de sorte que les virus qui normalement n’infectent pas les cellules humaines peuvent le faire après un traitement par protéase.

Le rôle des espèces intermédiaires peut également être plus complexe qu’on ne le pensait au départ. Les chercheurs soupçonnaient initialement que ces espèces étaient nécessaires pour que les coronavirus se déplacent des espèces réservoirs primaires vers les humains.

Peut-être que le virus a évolué et s’est adapté aux espèces intermédiaires, le rendant plus efficace pour se lier aux cellules humaines.

Cependant, des études récentes ont montré que certains coronavirus de chauve-souris peuvent infecter les cellules humaines sans passer par un hôte intermédiaire, ce qui signifie qu’un réservoir important de coronavirus n’est peut-être pas encore découvert!

 

De même, les porcs pourraient servir de «récipient de mélange» où les souches de grippe aviaire seraient mieux adaptées aux mammifères, car les porcs semblent avoir à la fois des acides sialiques liés à α2,3 et α2,6 sur les cellules de leur trachée, permettant aux souches humaines et d’oiseaux de se mélanger et de produire de nouveaux virus adaptés à l’homme.

Mais alors que les porcs peuvent remplir cette fonction, nous savons maintenant qu’un tel mélange n’est pas nécessaire et que les virus aviaires peuvent infecter l’homme sans intermédiaire porcin.

Les deux espèces de virus présentent donc un défi permanent en raison de leur diversité et de leur propension à sauter des hôtes.

En fait, cette diversité permet probablement ces sauts en premier lieu, car une grande population diversifiée peut être plus susceptible de contenir des virus qui peuvent se lier à une variété de récepteurs hôtes qu’une population plus homogène.