Quand, où et pourquoi les maladies passent-elles des animaux aux humains ? Un nouveau projet surveillera la manière dont les changements de saisons, l’utilisation des terres et le comportement humain influencent les épidémies virales dans les populations de rongeurs sauvages, afin d’identifier les points chauds présentant un fort potentiel de propagation aux humains. Le projet est codirigé par Barbara Han, écologiste des maladies au Cary Institute of Ecosystem Studies, au sein d’une équipe internationale de scientifiques de la Smithsonian Institution, du Royal Veterinary College, de l’Université d’Oxford et de l’Université de Glasgow.
Jusqu’à présent, il était difficile d’étudier l’impact des changements des conditions environnementales sur la transmission du virus dans la nature. Avec un financement de 2,9 millions de dollars de la National Science Foundation et un soutien supplémentaire de 1,9 million de dollars du Conseil britannique de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques, le nouveau projet surmonte ce défi en combinant les méthodes traditionnelles d’écologie des maladies avec l’outil récemment éprouvé de la métaviromique.
Contrairement à d’autres techniques de séquençage génétique, qui sont très ciblées, la métaviromique permettra à l’équipe de rechercher un large éventail de virus chez les rongeurs et de voir comment ils évoluent dans le temps et dans l’espace, a déclaré Han. L’étude se concentrera sur les virus à base d’ARN – ; comme le coronavirus, l’hantavirus et l’entérovirus – ; dont beaucoup présentent un risque élevé pour les humains.
Cette étude constituera un test important de l’utilisation de la métaviromique pour détecter le potentiel de nouvelles épidémies. Les méthodes développées ici ont potentiellement une applicabilité très large pour de nombreux agents pathogènes. »
Samuel Scheiner, directeur de programme pour la Division de biologie environnementale à la National Science Foundation
Les virus sont plus susceptibles de passer des animaux aux humains lorsque les hôtes animaux ont des charges virales élevées et des contacts fréquents avec des humains, a expliqué James Hassell, vétérinaire de la faune et épidémiologiste pour le programme de santé mondiale du zoo national du Smithsonian et du Conservation Biology Institute. « Et les chances qu’un virus atteigne des niveaux élevés ou infecte potentiellement les humains dépendent de la saison, de la densité des populations animales et de la fréquence à laquelle ils entrent en contact avec les humains. »
L’équipe explorera cette dynamique chez les rongeurs sauvages et les virus qu’ils transportent au Royaume-Uni et dans l’est de l’Ouganda. Le projet se concentre sur les rongeurs car ils sont responsables de plus de maladies zoonotiques que tout autre ordre de mammifères. De nombreuses espèces de rongeurs vivent à proximité des humains et sont très sensibles aux changements environnementaux.
Le travail sur le terrain constitue une composante importante du projet ; cela comprend le piégeage des rongeurs, leur marquage et la collecte d’échantillons fécaux pour l’extraction de l’ARN viral. Les étiquettes d’identification par radiofréquence aideront les chercheurs à suivre la santé et la charge virale de chaque rongeur, ainsi qu’à estimer leurs déplacements, leur portée et leurs contacts sociaux.
Pour identifier les principaux facteurs de transmission du virus dans les environnements saisonniers, l’équipe suivra les souris des bois (Apodemus sylvaticus) à Wytham Woods au Royaume-Uni pendant trois ans.
Le site de l’est de l’Ouganda, où les forêts sont converties en champs agricoles, contribuera à révéler l’impact du changement d’utilisation des terres sur les populations de rongeurs et la dynamique virale. Les rongeurs seront surveillés dans différents types de paysages, des forêts aux champs et villages. L’équipe estimera également la fréquence à laquelle les gens entrent en contact avec des rongeurs au moyen de questionnaires, de mesures d’infestation de rongeurs domestiques et de données sur les mouvements humains et les activités d’utilisation des terres.
« Ces types de données sur les contacts homme-animal sont difficiles à obtenir, mais pourraient nous donner une nouvelle perspective puissante sur la transmission des agents pathogènes à une interface complexe couvrant différents environnements et saisons », explique Christina Faust de l’Université de Glasgow, qui dirige les travaux. en Ouganda en collaboration avec des partenaires nationaux.
L’intelligence artificielle sera utilisée pour analyser la manière dont ces facteurs et d’autres interagissent pour influencer l’abondance du virus et le risque de propagation. « L’apprentissage automatique est un moyen très puissant d’examiner les données sous un angle différent », note Han, « et il révèle des modèles que vous ne pourriez autrement pas voir. »
Jayna Raghwani du Royal Veterinary College ajoute : « Combinées à la modélisation mathématique, les données métaviromiques nous rapprochent à la fois de la quantification et de la prédiction du moment où les virus émergeront réellement dans la nature. »
Les résultats éclaireront les efforts de surveillance des maladies dans des environnements changeants, en aidant à repérer les maladies émergentes avant qu’elles ne se transforment en pandémies et en orientant les stratégies visant à réduire les risques de propagation.
« Ce projet est fondamental pour pouvoir faire des prédictions meilleures et plus exploitables sur l’émergence virale à des échelles où la gestion peut réellement atténuer l’émergence de la maladie », a déclaré Han.
