Lorsqu'un virus ou un autre organisme provoquant une maladie est transmis d'une espèce à l'autre, la plupart du temps, l'infection crache et meurt. En de rares occasions, l'infection peut perpétuer la transmission dans les nouvelles espèces hôtes et provoquer une pandémie. Par exemple, les scientifiques gardent un œil attentif sur la grippe aviaire hautement pathogène H5N1, qui provoque la grippe oiseau et a été trouvée chez les vaches et les humains. Mais y a-t-il un moyen d'anticiper quand les infections s'éteindreont seules et quand ils persisteront?
De nouvelles recherches, dirigées par des scientifiques de Penn State et de l'Université du Minnesota Duluth, ont identifié certaines caractéristiques qui pourraient aider à prédire si l'agent pathogène restera. Comprendre comment un virus se propage et ce qui influence sa propagation peu de temps après sa diffusion à une nouvelle population pourrait fournir des informations pour empêcher les nouvelles maladies de se propager, a déclaré l'équipe.
L'étude a été publiée aujourd'hui (21 août) dans la revue Biologie PLOS.
Les efforts de prévention de la pandémie se concentrent en grande partie sur l'identification du prochain pathogène pandémique, mais c'est comme trouver une aiguille dans la botte de foin. Ce travail nous aide à déterminer les épidémies à craindre afin que nous puissions diriger nos ressources de santé publique où ils doivent aller pour prévenir et répondre à l'émergence des maladies. «
David Kennedy, professeur agrégé de biologie à Penn State et auteur principal sur le journal
Bien que les pandémies soient extrêmement rares, les événements de débordement – où les virus se déplacent entre différentes espèces hôtes – se produisent tout le temps, selon l'équipe de recherche. Avec autant de transmission virale qui se produit, il est presque impossible pour les scientifiques de déterminer à quels débordements pour faire attention.
« Nous voulions savoir s'il y a quelque chose que nous pouvons mesurer directement après un événement de débordement ou s'il y a des caractéristiques d'un événement de débordement qui serait prédictif si le virus persisterait ou non dans une nouvelle population », a déclaré Clara Shaw, auteur principal de l'étude. Shaw était un boursier postdoctoral en biologie à Penn State au moment de la réalisation de la recherche et est maintenant professeur adjoint de biologie à l'Université du Minnesota Duluth.
Les chercheurs ont étudié les débordements viraux dans un système de modèles de vers, ce qui a permis à l'équipe d'examiner la transmission et l'émergence des maladies au niveau de la population plutôt que chez les animaux individuels, a déclaré Shaw. Ils ont étudié huit souches de vers qui appartiennent à sept espèces du nématode de Caenorhabditis, un système modèle de maladie qui partage un grand nombre de gènes avec des humains.
Pour induire un événement de débordement, les vers ont été exposés au virus Orsay, un virus nématode. Les espèces de vers évaluées dans l'étude sont au moins partiellement sensibles au virus Orsay mais varient dans leur capacité à la transmettre. Les populations de vers se sont reproduites et ont augmenté entre cinq et 13 jours. Ensuite, les chercheurs ont transféré 20 vers adultes dans une nouvelle boîte de Pétri sans virus où les vers peuvent se reproduire et se reproduire. Ils ont répété ce processus, transférant des vers vers de nouvelles boîtes de Pétri jusqu'à 10 fois ou jusqu'à ce que le virus ne soit plus détecté dans les vers.
Les chercheurs ont ensuite mesuré des traits spécifiques de la population de vers restant sur la plaque initiale – quelle fraction de la population est infectée; Quelle quantité de virus est à l'intérieur de chaque ver infecté; Combien de virus perdent-ils; Et à quel point sont-ils sensibles au virus? En utilisant des modèles mathématiques, les scientifiques ont examiné chaque trait individuellement, puis ensemble pour déterminer si l'une des caractéristiques était liée à l'émergence du virus car les vers ont été transférés dans de nouvelles plaques.
Les chercheurs ont constaté que la dynamique de la façon dont le virus se propage au cours des quelques jours suivant la transmission est importante pour prédire la persiste virale à long terme. Par exemple, trois facteurs étaient tous corrélés positivement avec le fait qu'un virus décolle dans la nouvelle population hôte – la prévalence des infections ou la fraction de la population exposée infectée; défilé virale ou capacité à libérer des copies du virus dans l'environnement; et la sensibilité aux infections ou la vulnérable des hôtes au virus.
La prévalence des infections et l'excrétion virale étaient particulièrement importantes, ont déclaré les chercheurs. Plus de la moitié des différences observées dans la question de savoir si le virus persiste dans les vers peut être lié à ces caractéristiques détectées dans la plaque initiale.
« Cela signifie que ces premiers traits peuvent en fait nous dire un peu ce qui va se passer à l'avenir », a déclaré Kennedy.
Les chercheurs ont également constaté que l'intensité de l'infection, ou la gravité de l'infection, ne prédisait pas la persistance du virus.
Les chercheurs ont déclaré qu'ils prévoyaient de s'appuyer sur ce travail. Ensuite, ils exploreront comment les agents pathogènes s'adaptent aux nouveaux hôtes pour comprendre les changements évolutifs qui se produisent au niveau génétique. Par exemple, Kennedy a déclaré qu'ils souhaitaient comprendre quels changements génétiques ont permis à l'agent pathogène de persister et lorsque ces changements se sont produits.
Le financement de la US National Science Foundation a soutenu ce travail.
