Omicron a été signalé pour la première fois en Afrique du Sud le 24 novembre 2021, et en quelques jours seulement, il faisait déjà le tour des États-Unis, augmentant le nombre de cas de SRAS-CoV-2 alors qu’il s’infiltrait dans chaque école, restaurant et réunion de famille. Mais quand exactement omicron a-t-il renversé la variante delta pour devenir dominant ? Et à quelle vitesse a-t-il réellement pris le dessus ?
Telles sont les questions qu’une équipe dirigée par des chercheurs de la Harvard Medical School a entrepris d’étudier en temps réel à l’aide d’une nouvelle technique plus rapide de détermination des variantes pour analyser les échantillons de SRAS-CoV-2 provenant de programmes de dépistage dans les universités de la région.
Leur analyse, publiée le 25 mai dans Maladies infectieuses cliniquesmontre qu’omicron est arrivé dans le Massachusetts plus tôt que prévu par les experts et a pris le relais en quelques jours ; des informations que les auteurs de l’étude ont immédiatement présentées aux hôpitaux locaux et aux services de santé publique pour informer les préparatifs d’une augmentation des cas de COVID-19.
L’ascension d’Omicron vers la domination mondiale a été extrêmement rapide, tout comme son émergence ici à Boston. Cela a évolué si vite que nous aurions manqué beaucoup de cas sans ces programmes de dépistage gérés par les collèges, mais avec eux, nous avons pu documenter la prise de contrôle. »
Bill Hanage, auteur principal de l’étude et professeur agrégé d’épidémiologie, Chan School of Public Health, Harvard Medical School
Des chercheurs de l’Université de Boston, de l’Université de Harvard et de l’Université du Nord-Est ont collaboré pour analyser les échantillons de SRAS-CoV-2 de leurs programmes de dépistage asymptomatique. Ils ont découvert que l’omicron représentait plus de 90 % des infections par le SRAS-CoV-2 dès neuf jours après son arrivée dans une communauté. De plus, 10% des cas dans les communautés universitaires provenaient d’omicron jusqu’à 10 jours avant qu’omicron n’atteigne la barre des 10% dans le Massachusetts.
Omicron a surpassé la variante delta dans les universités une à deux semaines plus tôt que dans l’ensemble de l’État. De plus, les patients infectés par l’omicron avaient une charge virale plus faible que ceux infectés par le delta-; indiquant que la transmission accrue de l’omicron était due aux caractéristiques de la variante elle-même, plutôt qu’à la présence de plus de virus.
La recherche a non seulement aidé à tirer la sonnette d’alarme sur omicron, mais suggère que les campus universitaires peuvent offrir des centres de surveillance précieux pour mettre en place des programmes de surveillance pour la détection précoce des épidémies naissantes de maladies infectieuses.
« Les universités sont un peu un creuset qui reflète la communauté environnante, elles peuvent donc être un bon endroit pour ramasser les choses à mesure qu’elles arrivent », a déclaré l’auteur principal Michael Springer, professeur agrégé de biologie des systèmes à l’Institut Blavatnik du HMS.
Une reprise rapide
Début décembre, les chercheurs ont commencé à voir une augmentation des cas de COVID-19 dans les programmes de dépistage dans les universités de la région de Boston, ce qui a coïncidé avec une augmentation des cas dans l’ensemble du Massachusetts ; et à la mi-décembre, les universités étaient inondées de cas positifs. .
« Nous avions tous vu que l’omicron se répandait dans le monde et allait arriver dans le Massachusetts », a rappelé Springer, ajoutant qu’en même temps « le nombre de cas positifs que nous avions dans le laboratoire de test était assez choquant », comme il a bondi de façon exponentielle par rapport à ce qu’il était quelques semaines plus tôt.
La technique standard pour déterminer si un échantillon de SARS-CoV-2 est une variante ou une autre consiste à séquencer l’intégralité du génome viral ; un processus qui prend souvent de sept à 10 jours. En fait, lorsque l’omicron est arrivé dans le Massachusetts, de nombreux laboratoires qui effectuent le séquençage génétique du SRAS-CoV-2 avaient un arriéré d’échantillons, ce qui les retardait d’une semaine ou deux dans la compréhension de la véritable prévalence de l’omicron.
Avec le tic-tac de l’horloge et l’augmentation des cas de COVID-19, les chercheurs savaient qu’ils avaient besoin d’un moyen plus efficace de distinguer l’omicron du delta, qui jusque-là représentait plus de 99% des cas. Ils ont utilisé une technique de détermination de variante récemment développée par Nicole Welch, candidate au doctorat au HMS et au Broad Institute du MIT et de Harvard et auteur de l’article. La technique combinait les technologies d’amplification génique par PCR et d’édition de gène CRISPR pour cibler les mutations génétiques spécifiques qui différencient le delta de l’omicron.
« Plutôt que de séquencer l’ensemble du virus, nous avons demandé s’il existait des mutations déterminantes à des endroits particuliers qui servaient collectivement de marqueurs des variantes virales », a déclaré le premier auteur Brittany Petros, candidate au doctorat en médecine au HMS et au Broad Institute.
L’équipe a découvert qu’omicron peut être distingué de delta en quelques heures sur la base d’aussi peu que trois différences d’acide nucléique entre les variantes. De plus, les chercheurs ont utilisé GISAID, une base de données de séquences du SRAS-CoV-2 du monde entier, pour confirmer que ces trois changements de nucléotides différenciaient l’omicron du delta plus de 99 % du temps.
« Cela nous a vraiment permis de dire oui, la méthode des raccourcis est sensible et spécifique pour les variantes que nous voulons différencier », a déclaré Petros.
En utilisant cette technique, les chercheurs ont déterminé qu’omicron a complètement dépassé delta en l’espace de neuf à 12 jours dans les communautés universitaires. Ils ont également découvert que l’omicron était présent et est devenu dominant sur les campus universitaires locaux environ une à deux semaines plus tôt que dans l’ensemble du Massachusetts ; et il se propageait rapidement malgré les patients atteints d’omicron ayant une charge virale plus faible que ceux atteints de delta.
« L’étude de ces choses est vraiment importante pour comprendre à quel point les nouvelles variantes sont transmissibles, et dans quelle mesure cela est dû à une capacité à contourner l’immunité qui pourrait signifier que nous devons mettre à jour les vaccins », a déclaré Hanage.
Passer le mot
Les chercheurs ont partagé leurs données avec les hôpitaux et les services de santé publique en temps réel, ce qui a incité certains hôpitaux à suspendre les chirurgies électives en prévision de l’hospitalisation d’un plus grand nombre de personnes atteintes de COVID-19.
« Nous avons réalisé qu’omicron ne venait pas, omicron était déjà là, et nous devions le faire savoir à tout le monde », a déclaré Springer.
« Montrer nos données aux personnes dans les hôpitaux et dans les services de santé publique au fur et à mesure que nous les générions a permis une réponse rapide de la santé publique », a ajouté Petros.
Les services de santé publique du Massachusetts ont également commencé à mettre en œuvre cette technique de détermination des variantes pour analyser plus rapidement les échantillons de SRAS-CoV-2.
« L’État a repris le pipeline de traitement des échantillons, travaillant à une vitesse incroyable pour que cela profite au public », a déclaré Springer.
Petros a noté que la même plate-forme peut facilement être adaptée pour différencier les nouvelles variantes du SRAS-CoV-2, ce qui sera important à mesure que la pandémie de COVID-19 se poursuit et que le virus continue d’évoluer.
Springer et Petros affirment que plusieurs facteurs ont fait des universités le lieu idéal pour profiler la dynamique d’omicron. Les écoles avaient des programmes de dépistage complets où tout le monde était testé une ou deux fois par semaine, plutôt que seulement lorsqu’il présentait des symptômes et recherchait des soins cliniques. De plus, les communautés universitaires ont tendance à inclure de nombreuses personnes de la région environnante. Ainsi, tous ces tests de toutes ces personnes différentes ont abouti à un ensemble de données vaste et varié qui pourrait être facilement étudié.
Les gens ne sont souvent hospitalisés pour COVID-19 que des jours, voire des semaines après avoir été infectés par le SRAS-CoV-2, mais des échantillons universitaires, qui sont basés sur des tests réguliers pour tout le monde, quels que soient les symptômes, ont capturé omicron dès son arrivée.
« Nous parlons d’omicron ayant complètement surpassé delta en neuf jours – ; au moment où moins d’une personne a été infectée et hospitalisée pour le COVID-19 », a déclaré Petros.
Springer a ajouté: « Il y a en fait un assez grand délai entre le moment où quelque chose frappe et se propage et pose problème, et le moment où il arrive dans les hôpitaux. »
Sur le plan logistique, les universités disposaient de nombreux échantillons de SRAS-CoV-2, ainsi que de nombreux chercheurs et technologies. « Les universités sont des centres d’innovation. Nous avons des technologies nouvelles et utiles et tout le monde est ouvert à la collaboration, il s’agissait donc de savoir comment nous pouvions aider à comprendre ce qui se passait », a déclaré Springer.
De nombreuses universités arrêtent maintenant leurs programmes de dépistage du SRAS-CoV-2, mais Springer et Petros conviennent que des programmes similaires pourraient être un outil précieux à l’avenir.
« Pour aller de l’avant, nous devons réfléchir à la manière dont nous arrêterons les futures pandémies et à la manière de mieux atténuer les maladies transmissibles standard, endémiques. La surveillance de certaines communautés pourrait être utile à cet effet car elles nous donnent une réponse rapide », a déclaré Springer.
« Cela désigne les universités comme le lieu de surveillance des maladies infectieuses émergentes et des futures épidémies », a ajouté Petros. Une telle surveillance, a-t-elle dit, pourrait faire la lumière sur la façon dont une maladie émergente se propage et sur la façon dont différentes lignées d’agents pathogènes peuvent se concurrencer.
Maintenant, le laboratoire de Springer travaille sur le développement de panels de diagnostic à grande échelle qui rendront moins cher et plus facile l’analyse du SRAS-CoV-2 et d’autres agents pathogènes. Petros étudie s’il est possible de modifier des technologies comme celles utilisées dans l’étude pour séquencer des échantillons de SRAS-CoV-2 prélevés avec des tests antigéniques rapides à domicile. De tels tests deviendront probablement encore plus essentiels pour comprendre les souches ou les lignées du SRAS-CoV-2 en circulation, a-t-elle noté, alors que les programmes de dépistage asymptomatiques sont arrêtés.
Springer et Petros ont tous deux souligné que la recherche n’aurait pas pu être accomplie sans une collaboration substantielle et un partage rapide des données entre les chercheurs et les institutions – quelque chose qu’ils espèrent continuer à l’avenir.
« N’importe laquelle des études de ces écoles n’aurait pas été aussi solide que d’avoir des données de plusieurs écoles différentes ensemble, où vous pouvez voir les mêmes réactions et les mêmes trajectoires », a déclaré Springer. « Nous essayons de résoudre un problème du monde réel, nous allons donc devoir travailler ensemble. »
