Des chercheurs des États-Unis et du Canada ont développé une combinaison de modèles statistiques prédictifs qui pourraient aider à orienter les décisions concernant les espèces animales à prioriser pour détecter l'origine de nouveaux virus zoonotiques potentiels tels que le syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SARS-CoV-2 ).
Les auteurs disent que les prévisions pourraient être utiles dans le domaine de l'immunologie pour caractériser les principaux récepteurs de l'hôte, identifier les mécanismes de tolérance virale et évaluer la capacité d'une espèce hôte suspectée à transmettre l'infection.
Une version pré-imprimée du document est disponible en bioRxiv *, tandis que l'article fait l'objet d'un examen par les pairs.
Sommaire
On pense que les coronavirus pathogènes sont originaires de chauves-souris
On pense que trois des sept coronavirus humains qui sont hautement pathogènes pour l'homme, à savoir les bétacoronavirus SARS-CoV, SARS-CoV-2 et le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS), sont tous originaires de chauves-souris.
Les chercheurs ont déjà rencontré des difficultés importantes pour identifier des hôtes animaux spécifiques comme réservoirs d'origine de ces coronavirus. L'hôte d'origine du SARS-CoV, par exemple, a été initialement identifié comme la civette palmiste masquée, mais la grande chauve-souris en fer à cheval et la chauve-souris chinoise en fer à cheval roux n'ont été identifiées comme les coupables les plus probables qu'en 2017.
Depuis l'épidémie de la maladie du coronavirus 2019 (COVID-19) à Wuhan, en Chine, en décembre 2019, les chauves-souris étaient également présumées être l'origine la plus probable, et les premiers cas ont été localisés dans un marché aux animaux sauvages de la ville. Cependant, la surveillance des contacts était limitée et aucune espèce spécifique n'a encore été confirmée responsable.
Deux coronavirus portés par des chauves-souris sont presque identiques au SARS-CoV-2, l'un appelé RaTG13 du Rhinolophus affinis chauve-souris, et un appelé RmYN02 de la Rhinolophus malayanus chauve souris. Cependant, le temps nécessaire à ces virus pour se propager aux humains est estimé à 30 à 70 ans, suggérant l'implication d'un hôte intermédiaire inconnu.
Batte en fer à cheval (Rhinolophus affinis). Crédit d'image: Binturong-tonoscarpe / Shutterstock
Les pangolins ont été proposés comme intermédiaires, mais les coronavirus de chauve-souris de type SRAS isolés à partir de pangolins malais trouvés sur les marchés de la faune sauvage n'étaient qu'à 90% identiques à SARS-CoV-2 et RaTG13.
Des pangolins issus de la contrebande sont capturés mercredi au Centre de conservation des ressources naturelles de Riau, à Pekanbaru, en Indonésie. Crédit d'image: Arief Budi Kusuma / Shutterstock
Les défis pour identifier un réservoir faunique «mieux adapté»
Bien que des investissements importants aient été faits dans la recherche de sources potentielles d'agents pathogènes émergents, l'identification des origines des nouveaux virus zoonotiques dans la faune reste difficile. La surveillance des virus coûte cher et les approches de priorisation d'échantillonnage basées sur des modèles sont rarement utilisées pour optimiser la surveillance. De plus, les résultats prédictifs de modèles uniques peuvent ne pas être fiables.
Aujourd'hui, Colin Carlson (Georgetown University Medical Center, États-Unis) et ses collègues ont adopté deux nouvelles approches prédictives qui pourraient aider à identifier les réservoirs fauniques de coronavirus zoonotiques inconnus à l'avenir.
Premièrement, ils ont identifié de manière générale les espèces de chauves-souris et d'autres mammifères qui peuvent héberger n'importe quel Betacoronavirus, et deuxièmement, ils ont identifié des espèces spécifiques qui sont très susceptibles de porter les mêmes virus que les deux Rhinolophus espèce.
L'équipe a développé un groupe de sept modèles statistiques prédictifs basés sur le réseau et les traits d'associations entre les mammifères et les virus en incorporant un ensemble de données sur les virus des mammifères précédemment publié avec une extraction ciblée de toutes les entrées GenBank concernant le coronavirus et leurs hôtes associés. Ils ont ensuite utilisé les prévisions du modèle pour élaborer des recommandations concernant les espèces de chauves-souris et de mammifères à échantillonner en tant qu'hôtes potentiels du SRAS-CoV2 et des bétacoronavirus apparentés.
Qu'est-ce que l'étude a révélé?
« Ces efforts ont généré sept listes classées d'hôte présumé de chauve-souris de bétacoronavirus et cinq listes classées pour d'autres mammifères », écrit l'équipe.
Sur 1 037 espèces de chauves-souris non actuellement associées aux bétacoronavirus, les modèles ont identifié 291 espèces de chauves-souris susceptibles d'être des hôtes non détectés. Ces espèces comprenaient environ la moitié de celles du Rhinolophus genre actuellement non considéré comme hôte de Betacoronavirus et 16 hôtes déjà connus dans le genre.
« Compte tenu des rôles connus des rhinolophides en tant qu'hôtes de virus de type SRAS, nos résultats suggèrent que la diversité des virus de type SRAS pourrait être non décrite pour environ les deux tiers des espèces potentielles de chauves-souris réservoirs », ont déclaré Carlson et ses collègues.
Et les animaux autres que les chauves-souris?
Bien que le modèle de l'équipe ait généré des résultats prédictifs robustes et exploitables pour les réservoirs potentiels de chauves-souris, l'analyse à l'échelle des mammifères était moins informative en raison d'un mauvais accord entre les modèles.
L'équipe a donc utilisé le seul modèle dont elle disposait qui pouvait générer des prédictions hors échantillon pour tous les mammifères en utilisant la distribution géographique et les similitudes phylogénétiques pour évaluer la probabilité d'un partage viral.
Depuis Rhinolophus affinis et R. malayanus transporter des virus qui sont si étroitement liés au SRAS-CoV-2, l'équipe a utilisé leurs modèles de partage viral prévus pour identifier les espèces réservoirs potentiels de sarbecovirus, le sous-genre des bétacoronavirus auquel appartient le SRAS-CoV-2.
Pour les deux espèces de chauves-souris, le clade prévu comme le plus susceptible d'héberger également des sarbecovirus était Laurasiatheria, qui comprend des animaux tels que les pangolins, les hérissons et les musaraignes.
Fait intéressant, les pangolins étaient disproportionnellement susceptibles de partager les mêmes virus que R. affinis et R. malayanus; avec le pangolin de la Sonde (Manis javanica) parmi les 20 meilleures prévisions.
«Ce résultat est prometteur étant donné la découverte très discutée de bétacoronavirus de type SRAS dans M. javanica», Expliquent les chercheurs.
Le clade des Viverridae était également particulièrement bien représenté parmi les meilleures prévisions, et plus intéressant encore, la civette palmée masquée a été signalée comme hôte intermédiaire du SARS-CoV.
«La capacité de notre modèle de partage de virus à capturer des schémas connus d'hôtes de coronavirus en utilisant seulement deux variables prédictives est encourageante et implique que la phylogéographie des mammifères a joué un rôle prévisible dans les retombées historiques de Betacoronavirus», écrit l'équipe. «De plus, ces résultats confèrent de la crédibilité à d'autres prédictions des schémas de partage du SRAS-CoV-2 et de la sensibilité de l'hôte.»
Carlson et l'équipe avertissent que les résultats ne doivent pas être interprétés comme des informations nouvelles et plausibles sur l'origine probable du SRAS-CoV-2.
Cependant, «ces prédictions pourraient aider à guider l'échantillonnage de nouveaux virus potentiellement zoonotiques; recherche immunologique pour caractériser les récepteurs clés (par exemple, ACE2) et identifier les mécanismes de tolérance virale; et les infections expérimentales pour quantifier la compétence des espèces hôtes suspectées », concluent-ils.
NOUVEAU: Des millions seront probablement investis pour retracer les origines de la faune du SRAS-CoV-2. Dans notre nouvelle préimpression, nous utilisons l'apprentissage automatique et l'écologie pour prédire d'éventuels mammifères hôtes non découverts de bétacoronavirus – dont environ 300 espèces de chauves-souris. (1/3) https://t.co/be6T4dhU25 pic.twitter.com/DVFd2PKllz
– Colin J. Carlson, Ph.D. (@wormmaps) 24 mai 2020
*Avis important
bioRxiv.org publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
