La pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) s’est propagée rapidement à travers le monde, provoquant une crise sanitaire mondiale et un effondrement économique.
Alors que les nations commencent à se rétablir, des chercheurs de l’Université nationale de Taiwan et de l’Academia Sinica à Taipei ont cherché à identifier les changements subis par le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2) au cours de la pandémie afin de mieux comprendre pourquoi la maladie a montré une telle virulence.
Les autres coronavirus n’ont pas causé un effet aussi répandu; alors qu’il y avait une inquiétude mondiale à propos du SRAS-CoV et du MERS-CoV, aucun des deux n’a montré des taux de transmission aussi élevés que COVID-19. Les quatre autres coronavirus qui peuvent infecter les humains ne provoquent que des symptômes bénins.
Une version pré-imprimée de l’étude du groupe est disponible sur le site bioRxiv* serveur, tandis que l’article est soumis à une évaluation par les pairs.
La protéine de pointe est la clé de la pathogénicité du SARS-CoV-2 et du SARS-CoV antérieur – le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la sous-unité S1 se lie à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2), qui permet l’entrée virale. Dans le même temps, l’extrémité N-terminale de la protéine de pointe permet la fusion membranaire.
Le ciblage du RBD est le plus courant pour les vaccins, car il permet aux anticorps neutralisants non seulement de cibler la maladie, mais également de l’empêcher de pénétrer dans les cellules. Les anticorps générés à partir de l’immunité naturelle cibleront normalement ces zones de la protéine de pointe, ou les protéines de la nucléocapside ou de l’enveloppe. La raison pour laquelle les vaccins ciblent rarement le domaine N-terminal est due aux adaptations rapides observées entre les variantes – les anticorps efficaces contre le domaine N-terminal de la souche d’origine trouvée à Wuhan, en Chine, perdent principalement leur fonctionnalité contre la souche Delta.
Il est largement admis que le SRAS-CoV-2 peut être de nature zoonotique en raison de la forte similitude d’un coronavirus trouvé chez les chauves-souris dans la province chinoise du Yunnan. On sait également que la maladie peut infecter plusieurs autres espèces, dont les hamsters et les souris.
De multiples mutations sont nécessaires pour qu’un tel virus ait une transmission aussi élevée à travers plusieurs espèces, chacune capable de conférer un avantage évolutif. Dans le SRAS-CoV et le MERS-CoV, ces adaptations peuvent clairement être observées par étapes progressives avant de développer une infectiosité chez l’homme. Une grande majorité des adaptations observées lors de l’épidémie initiale de SRAS-CoV ont été observées dans la protéine de pointe. L’analyse des séquences MERS-CoV a révélé la même chose.
Spectres de fréquence de site du SRAS-CoV-2 au début de l’épidémie (2019/12/2020/2) chez l’homme. (a) Les spectres de fréquence de site (SFS) ont été déduits en utilisant RaTG13 comme groupe externe. Un écart significatif par rapport à l’attente neutre en cas de croissance exponentielle de la population a été trouvé à la fois dans les mutations synonymes (p < 10-5) et non synonymes (p < 10-5).
Contrairement aux deux précédents coronavirus qui ont causé une maladie grave chez l’homme, le SRAS-CoV-2 ne montre pas d’évolution adaptative mais évolue plutôt par sélection neutre ou purifiante – à quelques exceptions près, telles que la mutation D614G qui augmente la transmissibilité, et les G142D et T951 mutations qui aident à échapper à la réponse immunitaire de l’hôte.
Presque toutes les mutations qui ont affecté la transmissibilité du SRAS-CoV-2 et l’évasion immunitaire étaient des mutations de la protéine de pointe. Les auteurs pensent que l’absence de mutations adaptatives dans le SRAS-CoV-2 est due soit à une caractéristique unique présente dans la maladie, soit à la propagation pré-pandémique d’une souche moins pathogène du SRAS-CoV-2. Pour tester ces théories, ils ont examiné la propagation du coronavirus chez le vison et analysé près de 28 000 génomes du SRAS-CoV-2. Si le SARS-CoV-2 était adapté à la transmission inter-espèces, aucune sélection positive ne devrait être observée. Si le SRAS-CoV-2 a connu une évolution adaptative après le croisement avec l’homme, une adaptation accélérée devrait également être observée chez les visons.
(b) SFS référencés par la phylogénie et la date d’échantillonnage (voir le texte principal pour plus de détails). Ni les mutations synonymes ni les mutations non synonymes ne s’écartent de l’attente neutre.
En alignant les séquences par rapport à un génome de référence et en construisant des phylogénies, ils ont pu estimer le nombre de changements par site et examiner les données pour les signatures de sélection positive. Il est apparu que bien que la transmission entre les humains et les visons se soit produite plusieurs fois, la grande majorité de ces événements n’ont pas provoqué d’infection à grande échelle des visons par le SRAS-CoV-2. Cependant, plusieurs souches nouvellement apparues aux Pays-Bas ont montré une infection et une transmission clairement durables, ce qui suggère que la souche a acquis de nouvelles mutations qui lui ont permis de maintenir la pathogénicité chez le nouvel hôte. La propagation des mutations a également montré un schéma clair montrant de fortes preuves de sélection positive au début de l’épidémie, indiquant probablement que le virus a circulé chez l’homme avant que la pandémie ne soit largement signalée.
Les auteurs soulignent l’importance de leur étude en soulignant l’importance du site de l’épidémie par rapport à l’emplacement de l’infection initiale – comme les maladies zoonotiques peuvent circuler chez l’homme avant de devenir dangereuses, celles locales de la zone où la maladie a initialement sauté sur les espèces peuvent ont une certaine immunité intégrée qui pourrait fournir une immunité collective suffisante pour empêcher une nouvelle propagation.
Ils suggèrent également qu’il est probable que bon nombre de ces événements zoonotiques se produisent – mais avec de mauvaises conditions, telles que de grandes populations d’animaux sauvages mélangées à une population humaine mobile et surpeuplée, le risque que ces événements dégénèrent en pandémie est bien plus grand.
*Avis important
bioRxiv 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/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies
