Un grand nombre de variants du SARS-Cov-2 partage les mêmes mutations. © ink drop, Adobe Stock
Santé

Variants du coronavirus : le SARS-CoV-2 a-t-il déjà atteint ses limites ?

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[EN VIDÉO] 5 questions sur la nouvelle variante du coronavirus  Une nouvelle variante du coronavirus SARS-CoV-2 est à l’origine d’une nouvelle vague épidémique en Angleterre. D'où vient-elle ? Est-elle plus virulente, ou plus contagieuse ? Faut-il s'inquiéter ? 

Alors que de nouveaux variants du SARS-CoV-2 émergent chaque jour dans le monde, faut-il redouter une épidémie sans fin ? Pas forcément, car ces nouveaux variants ont en réalité beaucoup de mutations communes, ce qui suggère que le virus aurait un nombre relativement limité de possibilités pour recombiner son génome sans abimer sa structure vitale.

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Variants anglais, sud-africain, brésilien, californien, breton ou alsacien : le coronavirus SARS-CoV-2 mute en permanence. À chaque réplication, quelques lettres de son code génétique sont susceptibles d'être modifiées. Or, plus le virus se répand, plus il se réplique souvent et donc plus il est susceptible de muter. Ce qui fait déjà craindre une épidémie sans fin, où de nouveaux variants échappant aux anticorps et aux vaccins apparaitraient en permanence. Pourtant, quand on examine en détail les différents variants, on s'aperçoit que la plupart d'entre eux partagent les mêmes mutations, ce qui suggère que la capacité du virus à se transformer reste en réalité relativement limitée.

Une mutation trop importante casserait la machinerie du virus et le rendrait non viable

« D'abord, la plupart des mutations concernent des parties non codantes du virus », souligne Jean-Claude Manuguerra, responsable de la cellule d'Intervention biologique d'urgence à l'Institut Pasteur. Ensuite, bon nombre de mutations passent inaperçues, soit parce qu'elles n'ont aucune conséquence sur l'activité du virus, soit parce qu'elles ne présentent aucun avantage compétitif et disparaissent donc rapidement. De plus, une mutation trop importante casserait la machinerie du virus et le rendrait non viable ou non efficient. La protéine de pointe doit ainsi conserver une certaine forme pour s'accrocher efficacement à la cellule, explique Shane Crotty, de l'Institut d'immunologie de La Jolla, en Californie. « C'est comme mettre son pied dans une chaussure : il faut que la chaussure ait la bonne forme et la bonne taille, et qu'elle soit reconnue comme une chaussure ».

Le coronavirus SARS-CoV-2 est constitué d’un brin d’ARN unique de 29.674 nucléotides, dont chacune est susceptibles de muter lors de la réplication du virus. © Pathogens 2020

L'hypothèse de l’évolution convergente

Dans son laboratoire du centre d'évolution de biologie et médecine de Pittsburgh, le microbiologiste Vaughn Cooper a passé en revue le génome de milliers de souches de SARS-CoV-2 et observe une « évolution convergente », où les remplacements d'acides aminés surviennent toujours au même endroit. « Notre laboratoire a trouvé au moins sept lignées génétiquement indépendantes qui ont acquis une mutation à un endroit particulier de la protéine de pointe », note le chercheur. Dans six des sept lignées, l'acide aminé glutamine (noté Q) est transformé en histidine (H) à la position 677 (la mutation est donc nommée 677H). Cette mutation particulière se retrouve dans de nombreuses lignées indépendants, en Égypte, au Danemark, en Inde ou en Macédoine. « Les sept lignées que nous avons examinées possèdent également une mutation appelée S:614G, qui a été le premier changement notable du virus à être identifié il y a plusieurs mois, et qui s'est propagée si largement qu'on la trouve maintenant dans 90 % de toutes les infections », poursuit Vaughn Cooper.

On peut représenter l’évolution convergente comme un jeu de Tetris, où un nombre limité de blocs sont assemblés de différentes manières pour obtenir les mêmes structures gagnantes

Et c'est loin d'être les seuls exemples d'évolution convergente, insiste le chercheur : « De nombreux variants comme B.1.1.7 [variant anglais], le B.1.351 [sud-africain], le P.1 [brésilien] ou le P.3 [philippin] partagent des combinaisons de mutations aux positions 18, 69-70, 417, 452, 501, 681 ainsi que la fameuse mutation E484K qui permet au virus d'échapper en partie aux anticorps neutralisants ».

« On peut représenter l'évolution convergente comme un jeu de Tetris, où un nombre limité de blocs de construction peuvent être assemblés de différentes manières pour obtenir les mêmes structures gagnantes, décrit Vaughn Cooper. Par exemple, on sait que la combinaison de mutations dans B.1.1.7 le rend particulièrement contagieux et que la lignée B.1.351 peut échapper aux anticorps à cause de E484K ».

Une image du variant britannique B.1.1.7 (en rose) infectant une cellule humaine (en vert). © Niaid

Moins de 1 % des mutations réellement dangereuses

Ces mutations procurant un avantage compétitif au virus sont en réalité limitées. « Les nouveaux variants ne font en fait que rééchantillonner les mutations trouvées dans d'autres souches établies. On peut donc supposer que le virus commence à manquer de nouvelles possibilités d'adaptations majeures », avance Vaughn Cooper. Selon Jesse Bloom, virologue au Fred Hutchinson Cancer Research Center à Seattle, moins de 1 % des mutations serait en réalité susceptible de rendre le virus résistant aux anticorps.

Le contre-exemple de la grippe

Cet optimisme est toutefois modéré par Jean-Claude Manuguerra. « Outre les mutations, le virus a également la possibilité de se recombiner lorsque deux souches différentes cohabitent dans un organisme au même moment. Or, ces recombinaisons sont plus dangereuses car elles impliquent des changements portant sur de gros morceaux de génome », prévient le chercheur. De plus, on voit que le virus de la grippe, pourtant bien plus petit que celui du SARS-CoV-2, continue de subir chaque année des mutations qui lui permettent d’échapper aux anticorps. « Même à supposer que le coronavirus reste stable, il faudra quand même vacciner chaque année les enfants non immunisés ou les personnes dont le taux d’anticorps est devenu trop faible », insiste le chercheur. Une campagne de vaccination qui sera toutefois d'une toute autre ampleur que celle en cours pour immuniser l'ensemble de la population.

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