Les galectines, situées sur la protéine de pointe du virus Sars-CoV-2, seraient les principales responsables de son comportement saisonnier. © Stephen Davies, Adobe Stock
Santé

Il existe une raison biologique pour laquelle le coronavirus est saisonnier

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Les épidémies de Covid-19 et autres maladies connaissent une recrudescence chaque hiver. Les causes sont bien connues : plus de personnes confinées en intérieur, baisse des défenses immunitaires... Mais il existerait également une raison liée à la structure même du coronavirus dont une des protéines est sensible à la température.

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Comme on pouvait s'y attendre, une cinquième vague de Covid-19 est de train de balayer l'Europe en cette fin d'automne. Il existe des raisons bien connues à cette plus grande diffusion du virus durant l’hiver : lorsqu'il fait froid, nous avons tendance à passer la majeure partie de notre temps à l'intérieur, ce qui entraîne une plus grande transmission. L'air froid et sec favorise aussi l'entrée du virus dans le nez, et nos défenses immunitaires sont aussi fragilisées par les basses températures. Plusieurs études ont également montré que le virus lui-même était sensible au froid, se transmettait plus par temps humide (le virus restant plus longtemps en suspension dans l'air) et n’aimait pas le soleil.

Quel est le rapport entre le corail et le coronavirus ?

À toutes ces raisons vient aujourd'hui s'ajouter une autre hypothèse liée à la structure moléculaire elle-même du Sars-CoV-2, que des chercheurs ont découverte... grâce au corail. Petit retour en arrière. En 2019, des scientifiques chinois ont découvert que la galectine, une glycoprotéine intervenant dans différents processus biologiques, était impliquée dans la reconnaissance entre les dinoflagellés symbiotiques et les polypes coralliens, et que ce processus était sensible aux variations de température. La liaison entre les deux se fait ainsi plus facilement entre 25 °C et 30 °C. Ce mécanisme de reconnaissance fonctionne en revanche beaucoup moins bien au-dessus de 30 °C, ce qui explique pourquoi le réchauffement climatique entraîne le blanchissement du corail, qui devient alors plus sensible aux infections de bactéries pathogènes. Et c'est là que l'on arrive à notre coronavirus.

Nombre de cas et de décès pour cinq pays de l’hémisphère Nord (États-Unis, Inde, Russie, France et Royaume-Uni, en rouge) et cinq pays de l’hémisphère Sud (Brésil, argentine, Afrique du Sud, Pérou et Chili, en bleu). © Gustavo Caetano-Anollés et al., Methods in Microbiology, 2021

Une protéine qui modifie la structure du virus en fonction de la température

Gustavo Caetano-Anollés, professeur à l'institut de biologique génomique de l'Université de l'Illinois et ses collègues, ont analysé des dizaines de milliers de génomes du Sars-CoV-2, ils ont découvert une structure de type galectine sur la protéine de pointe, celle qui sert au virus à se lier et à pénétrer dans le cellule. « Ces structures protéiques détectent les conditions externes et, lorsqu'elles ne sont pas trop chaudes ou humides, déclenchent un changement de structure de la protéine de pointe permettant à l'ARN viral d'entrer dans les cellules hôtes », décrit le chercheur, principal auteur de l'étude parue dans Methods in Microbiology.

« Imaginez la protéine de pointe comme à un petit pot qui a des rabats sur le dessus pour le garder fermé. Lorsque la température est élevée, le pot reste complètement fermé et ne peut pas renverser son contenu infectieux. Mais, dans des conditions fraîches et sèches, le pot s'ouvre, libérant un peptide de fusion qui aide à fusionner le virus et les membranes des cellules hôtes. Cela permet au virus d'entrer dans la cellule et de faire plus de dégâts », illustre Gustavo Caetano-Anollés.

Les galectines (en jaune) sont sensibles à la température et modifient la structure de la protéine de pointe (en vert) lorsqu’il fait plus chaud. © Gustavo Caetano-Anollés et al., Methods in Microbiology, 2021

Plus de mutations dangereuses durant l’hiver

Cette découverte explique non seulement pourquoi le virus est plus infectieux en hiver, mais implique aussi qu'il a tendance à davantage muter durant cette saison. En observant les changements génomiques du Sars-CoV-2 dans le monde entier, ils ont constaté des surcroîts de mutation en hiver ou dans des endroits de haute altitude où le temps reste frais toute l'année. À l'inverse, aucune mutation majeure n'a été observée dans les zones tropicales de basse altitude. On observe d'ailleurs que les variants Delta et Omicron sont apparus respectivement en Inde et en Afrique du Sud à la fin ou au début de l'hiver. « En étudiant plus profondément les modifications moléculaires du virus, on pourra peut-être détecter plus en amont les futures mutations et développer de nouveaux vaccins », espèrent les auteurs de l'étude.

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