Mutation, immunité et vaccin

Coronavirus
Le développement de l'immunité à un pathogène par le biais d'une infection naturelle est un processus en plusieurs étapes qui se déroule généralement sur une à deux semaines. Le corps réagit immédiatement à une infection virale par une réponse innée non spécifique dans laquelle les macrophages, les neutrophiles et les cellules dendritiques ralentissent la progression du virus et peuvent même l'empêcher de provoquer des symptômes. Cette réponse non spécifique est suivie d'une réponse adaptative où le corps fabrique des anticorps qui se lient spécifiquement au virus. Ces anticorps sont des protéines appelées immunoglobulines. Le corps fabrique également des cellules T qui reconnaissent et éliminent les autres cellules infectées par le virus. C'est ce qu'on appelle l'immunité cellulaire. Cette réponse adaptative combinée peut éliminer le virus du corps et, si la réponse est suffisamment forte, empêcher la progression vers une maladie grave ou une réinfection par le même virus. Ce processus est souvent mesuré par la présence d'anticorps dans le sang. À ce stade de la pandémie, il n'y a pas suffisamment de preuves de l'efficacité de l'immunité.

Il n'y a pas eu beaucoup de bonnes nouvelles ces derniers temps, surtout avec la météo qui fait des siennes. Mais avec la levée du confinement et les déclarations selon lesquelles la pression « maximale » sur les services hospitaliers étaient derrière nous, vous pourriez avoir l'impression que la tempête est en train de passer et que la pandémie de Covid-19 sera bientôt un souvenir.


Des rapports d'études sur les communautés déjà touchées par la pandémie alimentent cette rumeur. Nous commençons enfin à voir les résultats d'un travail de recherche de signes que des personnes ont déjà été infectées, par la présence d'anticorps contre Sars-CoV-2, le virus qui cause le Covid-19. Certaines de ces données suggèrent fortement que de nombreuses infections peuvent être passées inaperçues, les seuls symptômes étant des choses bénignes telles que la perte de la capacité de sentir et la perte du goût, et qu'en conséquence, plus de personnes peuvent être immunisées qu'on ne le pensait. C'est certainement un signe que les communautés du monde entier peuvent pousser un soupir de soulagement et recommencer à vivre normalement. Malheureusement, il n'en est rien.

Les gens recherchent naturellement de bonnes nouvelles. Mais la vérité est que nous sommes loin de contrôler le coronavirus. Parler du « pic » peut être trompeur, car il n'est pas clair si vous parlez du Cervin ou de la Montagne de la Table – les deux ont un sommet, mais le pic est beaucoup plus prononcé dans l'un que dans l'autre. Dans des pays comme l'Italie (contrairement à Wuhan), la poussée initiale de la pandémie de Covid-19 ne s'est pas rapidement évaporée. Il y a eu un faux-plat qui a duré très longtemps. Il y a plusieurs raisons à cela, mais la plus importante est que l'impact des distances physiques obtenues en Chine a été difficile à réaliser ailleurs, principalement en raison des libertés que nous apprécions correctement dans les démocraties libérales.

Pire, il peut y avoir une chaîne de montagnes. En d'autres termes, ce qui se passe actuellement ne pourrait être qu'un pic, pas LE pic. Et la raison en est que malgré tous ces signes positifs des tests d'anticorps, la grande majorité de la population n'est pas immunisée et elle est encore loin de l'être. Peu importe comment vous calculez les chiffres, cette pandémie ne fait que commencer.

L'immunité collective est encore loin

Un éditorial du British Medical Journal a rapporté des données en provenance de Chine suggérant que jusqu'à quatre cas sur cinq d'infection par Sars-CoV-2 pourraient être asymptomatiques, c'est à dire 80%. S'inquiéter du taux exact d'infection asymptomatique, ou de la durée d'immunité actuellement inconnue et d'une éventuelle « deuxième vague », c'est comme applaudir poliment la performance dans un club de jazz et murmurer « bravo ! » pendant que le bâtiment s'écoule autour de vous et que le pianiste est décapité.

Au mois d'avril il y avait plus de 93 000 cas de Covid-19 identifiés au Royaume-Uni. Arrondissons cela et disons que c'est 100 000. Donc, si les rapports de l'éditorial du BMJ sont exacts, le nombre réel serait celui multiplié par cinq, auquel cas il y aurait déjà eu un demi-million d'infections au Royaume-Uni. Si c'est vraiment le pic et que nous voyons, avec autant de cas en baisse qu'en montant, cela totaliserait 1 million d'infections à partir de la poussée initiale au Royaume-Uni. Il faut espérer que toutes ces personnes seraient alors immunisées. Mais cela laisserait environ 65 millions de personnes au Royaume-Uni toujours sans immunité.

Je vais être exceptionnellement optimiste ici, et supposer que tous ceux qui ont eu le Covid-19 deviennent complètement immunisés (ce qui n'est pas avéré), et que le virus se situe vers l'extrémité la moins transmissible de la gamme d'estimations actuellement disponibles. Si tel est le cas, vous auriez besoin que la moitié de votre population soit infectée (on parle plus de 60 à 70%) pour atteindre un niveau d'immunité de la population qui stopperait la progression de l'épidémie et ça aurait pour effet de faire exploser les systèmes de santé largement sous-dimensionnés.

Au moment où cet article est publié sur dramatic.fr, la France rapporte près de 30 000 décès dus au Covid-19, sans compter les morts à domicile. En raison des réalités de la collecte de données lors d'une urgence liée à une maladie infectieuse comme celle-ci, il s'agit probablement d'une sous-estimation. Encore une fois, si nous supposons que le pic a bien eu lieu le 9 avril et qu'il y a le même nombre de morts sur le chemin de la descente, c'est-à-dire environ 20 000 au total depuis la poussée initiale, cela nous mènera à 40 000 morts. Et pour accéder à l'immunité de la population, vous devez multiplier cela par au moins 30, sur la base des données actuelles, cela représente environ 1 million 200 000 décès pour y arriver, au minimum. Trouver un vaccin pour offrir une solution complète à cette pandémie est, même dans les meilleurs scénarios, encore loin. Mais il n'est pas difficile de voir de nombreuses façons de ralentir le rythme de la pandémie et de sauver des vies. L'un d'eux est l'amélioration des tests pour identifier les cas et leurs contacts, qui pourrait être complétée par des méthodes numériques intelligentes pour repérer les personnes à risque.

Partout dans le monde, les gouvernements tentent de maintenir les emplois et les entreprises à flot pendant que les fermetures sont en place, mais la pression demeure pour mettre rapidement fin à ces fermetures. Cela va être une énorme pression sur l'économie. Mais la mort de plusieurs milliers de personnes le serait aussi : il n'est tout simplement pas possible d'isoler complètement une économie de l'impact d'une pandémie de ce type.

Là où l'auteur de cet article paru dans The Guardian habite, à Cambridge Massachusetts, il entend toujours des sirènes. Cette crise n'est pas près de se terminer, bien au contraire. La pandémie ne fait que commencer.

D'après un article du Dr William Hanage, professeur d’évolution et d’épidémiologie des maladies infectieuses à Harvard, publié le 16 avril 2020.

Un vaccin est-il possible ?

Un vaccin contre le Covid-19 pourrait être obtenu dans un délai gravement retardé car une nouvelle souche a été détectée en Inde.

Une nouvelle mutation du coronavirus échantillonnée par l'Institut national de virologie de Kerala, en Inde, a le potentiel de bouleverser toutes les recherches effectuées par les scientifiques et porter un coup dur au développement du vaccin contre le COVID-19.

Une nouvelle étude publiée par des chercheurs de Taïwan et d'Australie a déclaré qu'une nouvelle mutation conduit à une « capacité de liaison aux récepteurs plus faible » dans le nouveau coronavirus, qui est la preuve qu'un changement s'est produit dans la partie de la protéine de pointe qui permet au virus de se lier aux cellules humaines.

Avec la nouvelle mutation, les recherches scientifiques effectuées pourraient s'avérer vaines car les scientifiques travaillent sur la création d'anticorps pour les cellules ACE2 comme le nouveau coronavirus avait été reconnu ciblant ces cellules réceptrices particulières.

Les anticorps sont produits à l'intérieur du corps humain en réponse à un vaccin ou à une infection et agissent en se liant à des endroits spécifiques d'un virus appelé antigène. Si des mutations virales aléatoires modifient la forme d'un antigène, elles peuvent rendre un vaccin moins efficace contre le virus.

La plupart des recherches pour développer un vaccin visent à arrêter l’action de la protéine virale spike (S) que le virus utilise pour pénétrer dans les cellules humaines, où il se réplique pour provoquer une infection.

« L'observation de cette étude a sonné l'alarme que le Sars-CoV-2 a effectué une mutation avec un épitope varié [quelque chose auquel un anticorps s'attache] qui peut apparaître à tout moment », d'après Wei-Lung Wang de l'Université nationale d'éducation de Changhua à Taiwan et ses collaborateurs de l'Université Murdoch en Australie, dans un article publié sur le site d'examen pré-print biorxiv.org le samedi 11 avril.

« [Cela] signifie que le développement actuel du vaccin contre le Sars-CoV-2 est à grand risque de devenir futile », ont-ils ajouté, rapporte le South China Morning Post (SCMP). Les résultats de l'étude doivent encore être examinés par des pairs et devront être vérifiés davantage.

Il est également possible que la mutation ait été causée par une erreur technique lors du processus de séquençage et il est également possible que les résultats produits par la simulation par ordinateur soient trompeurs selon un chercheur qui a parlé au SCMP sous la condition d'anonymat.

Les chercheurs ont déclaré qu'ils avaient identifié une mutation qui a conduit à un récepteur de plus faible capacité de liaison, à partir d'un échantillon de Sars-CoV-2 collecté le 27 janvier 2020 en Inde.

L’étude a révélé que la mutation s’est produite dans la liaison du récepteur de la protéine de pointe domaine (RBD) qui, selon les simulations informatiques, a montré qu'il pouvait éliminer une liaison hydrogène de la protéine de pointe qui est essentielle pour que le virus se lie à ACE2 ou l'enzyme 2 de conversion de l'angiotensine, qui se trouve dans les poumons et d'autres organes.

Un rapport du Hindustan Times cite le Dr T Jacob John, professeur émérite et ancien chef de virologie au Christian Medical College, Vellore, Tamil Nadu en disant au bas mot que l'ajustement des récepteurs peut rendre le virus moins efficace dans sa transmission, mais il est également important de surveiller tout changement de virulence.

Mais si les résultats sont effectivement exacts, ils entraveront la création d'un vaccin qui est déjà au stade des essais cliniques en Chine et aux États-Unis.

Tous les virus évoluent avec le temps, accumulant des mutations car ils se répliquent imparfaitement à l'intérieur des cellules d'un hôte. Selon les scientifiques, la structure génétique du nouveau coronavirus ressemble à peu près la même partout et il n'y a aucune preuve suggérant que certaines souches sont plus mortelles que d'autres.

Cependant, certains chercheurs pensent que les souches échantillonnées et séquencées ne sont que la pointe de l'iceberg et il peut y avoir de nouvelles mutations qui nécessiteraient de nouveaux vaccins. On entre alors dans une boucle car les mutations peuvent avoir lieu chaque mois avec le Sars-CoV-2.

Les mutations du coronavirus

Une étude chinoise révèle que la capacité du coronavirus à muter a été largement sous-estimée et les mutations affectent la létalité des souches

• Les souches les plus agressives de Sars-CoV-2 pourraient générer 270 fois plus de charge virale que le type le moins puissant
• New York pourrait avoir une souche mortelle importée d'Europe, par rapport à des virus moins mortels ailleurs aux États-Unis

Une nouvelle étude réalisée par l'un des plus grands scientifiques chinois a révélé que la capacité de mutation du nouveau coronavirus a été largement sous-estimée et différentes souches peuvent expliquer les différents impacts de la maladie dans différentes parties du monde.

Le professeur Li Lanjuan et ses collègues de l'Université du Zhejiang ont trouvé dans un petit groupe de patients de nombreuses mutations non signalées auparavant. Ces mutations comprenaient des changements si rares que les scientifiques n'avaient jamais envisagé qu'elles pourraient se produire.

Ils ont également confirmé pour la première fois avec des preuves de laboratoire que certaines mutations pourraient créer des souches plus mortelles que d'autres.

« Le Sars-CoV-2 a acquis des mutations capables de modifier substantiellement sa pathogénicité », a écrit Li et ses collaborateurs dans un article non révisé par des pairs publié dimanche 19 avril sur le service de préimpression medRxiv.org.

L’étude de Li a fourni la première preuve tangible que la mutation pouvait affecter la gravité de la maladie ou des dommages causés par le virus chez son hôte.

Li a adopté une approche inhabituelle pour enquêter sur la mutation du virus. Elle a analysé les souches virales isolées de 11 patients Covid-19 choisis au hasard à Hangzhou dans la province orientale du Zhejiang, puis a testé l'efficacité avec laquelle ils pouvaient infecter et tuer les cellules.

Les mutations les plus meurtrières chez les patients du Zhejiang avaient également été trouvées chez la plupart des patients à travers l'Europe, tandis que les souches les plus douces étaient les variétés prédominantes trouvées dans certaines parties des États-Unis, comme l'État de Washington, selon leur article.

Une étude distincte avait révélé que des souches de New York avaient été importées d'Europe. Le taux de mortalité à New York était similaire à celui de nombreux pays européens, sinon pire.

Mais la mutation plus faible ne signifiait pas un risque plus faible pour tout le monde, selon l'étude de Li. Dans le Zhejiang, deux patients dans la trentaine et la cinquantaine qui ont contracté la souche la plus faible sont tombés gravement malades. Bien que les deux aient finalement survécu, le patient plus âgé avait besoin d'un traitement dans une unité de soins intensifs.

Cette constatation pourrait éclairer les différences de mortalité régionale. Les taux d’infection et de mortalité de la pandémie varient d’un pays à l’autre et de nombreuses explications ont été proposées.

Les généticiens avaient remarqué que les souches dominantes dans différentes régions géographiques étaient intrinsèquement différentes. Certains chercheurs soupçonnaient que les taux de mortalité variables pouvaient être en partie causés par des mutations, mais ils n'avaient aucune preuve directe.

Le problème était encore plus compliqué car les taux de survie dépendaient de nombreux facteurs, tels que l'âge, les problèmes de santé sous-jacents ou même le groupe sanguin.

Dans les hôpitaux, le Covid-19 a été traité comme une maladie et les patients ont reçu le même traitement quelle que soit la souche dont ils souffrent. Li et ses collègues ont suggéré que la définition de mutations dans une région pourrait déterminer les actions de lutte contre le virus.

« Le développement de médicaments et de vaccins, bien qu'urgent, doit prendre en compte l'impact de ces mutations accumulées… pour éviter les pièges potentiels », ont-ils déclaré.

Li était la première scientifique à proposer le verrouillage de Wuhan, selon les rapports des médias d'État. Le gouvernement a suivi ses conseils et fin janvier, la ville de plus de 11 millions d'habitants a été fermée du jour au lendemain.

La taille de l'échantillon dans cette étude la plus récente était remarquablement petite. D'autres études de suivi de la mutation du virus impliquaient généralement des centaines, voire des milliers de souches.

L'équipe de Li a détecté plus de 30 mutations. Parmi elles, 19 mutations – soit environ 60% – étaient nouvelles.

Ils ont découvert que certaines de ces mutations pouvaient entraîner des changements fonctionnels dans la protéine de pointe du virus, une structure unique sur l'enveloppe virale permettant au coronavirus de se lier aux cellules humaines. La simulation informatique a prédit que ces mutations augmenteraient son infectivité.

Pour vérifier la théorie, Li et ses collègues ont infecté des cellules avec des souches portant différentes mutations. Les souches les plus agressives pourraient générer 270 fois plus de charge virale que le type le plus faible. Ces souches ont également tué les cellules plus rapidement.

C'était un résultat inattendu de moins d'une douzaine de patients, « indiquant que la vraie diversité des souches virales est encore largement sous-estimée », écrit Li dans le journal.

Les mutations étaient des gènes différents de la première souche isolée à Wuhan, où le virus a été détecté pour la première fois fin décembre de l'année dernière.

Le coronavirus change à une vitesse moyenne d'environ une mutation par mois. Lundi 20 avril, plus de 10 000 souches avaient été séquencées par des scientifiques du monde entier, contenant plus de 4 300 mutations, selon le Centre national chinois de bioinformation.

La plupart de ces échantillons, cependant, ont été séquencés par une approche standard qui pourrait générer un résultat rapidement. Les gènes ont été lus une seule fois, par exemple, et il y avait place à l'erreur. L'équipe de Li a utilisé une méthode plus sophistiquée connue sous le nom de séquençage ultra-profond. Chaque élément constitutif du génome du virus a été lu plus de 100 fois, permettant aux chercheurs de voir les changements qui auraient pu être ignorés par l'approche conventionnelle.

Les chercheurs ont également découvert trois changements consécutifs – connus sous le nom de mutations tri-nucléotidiques – chez un patient de 60 ans, ce qui était un événement rare. Habituellement, les gènes ont muté sur un site à la fois. Ce patient a passé plus de 50 jours à l'hôpital, beaucoup plus longtemps que les autres patients du Covid-19, et même ses selles étaient infectieuses avec des souches virales vivantes.

« Il serait très intéressant d'étudier l'impact fonctionnel de cette mutation tri-nucléotidique », ont déclaré Li et ses collègues dans le document.

Le professeur Zhang Xuegong, chef de la division bioinformatique au Laboratoire national des sciences et technologies de l'information de l'Université de Tsinghua, a déclaré que le séquençage ultra-profond pourrait être une stratégie efficace pour suivre la mutation du virus.

« Cela peut produire des informations utiles », a-t-il déclaré.

Mais cette approche pourrait être beaucoup plus longue et coûteuse. Il est peu probable qu'elle soit appliquée à tous les échantillons.

« Notre compréhension du virus reste assez superficielle », a déclaré Zhang. Des questions telles que l'origine du virus, pourquoi il pouvait tuer des jeunes en bonne santé tout en ne générant aucun symptôme détectable chez de nombreux autres, laissent les scientifiques se gratter la tête.

« S'il y a une découverte qui bouleverse la perception dominante, ne soyez pas surpris. »

Cet article est paru dans l'édition imprimée du South China Morning Post sous le titre : Les mutations « peuvent affecter la mortalité du virus »

L'immunité croisée

Vers la fin du XVIIIe siècle, le médecin anglais Edward Jenner a observé que les laitières étaient rarement victimes de la variole mortelle et affligeante. Il a correctement deviné que l'exposition à la varicelle – un virus apparenté qui cause une maladie beaucoup plus bénigne – les protégeait.

La percée de Jenner est normalement associée à l'invention du premier vaccin, mais sa découverte a illustré un concept encore plus fondamental : les agents pathogènes existent les uns par rapport aux autres, et parfois ils peuvent inhiber la capacité des autres à se propager.

La protection croisée offerte par la varicelle contre la variole est le résultat de la similitude structurelle des deux virus. Lorsqu'une personne est infectée par la varicelle, le système immunitaire produit une réponse rapide à large spectre suivie d'une réponse plus lente et plus ciblée, adaptée au virus.

Après avoir éliminé l'infection, le corps conserve un modèle biologique de la forme du virus afin qu'il puisse rapidement le reconnaître et réagir à toute exposition future. La structure de la variole est si similaire à la structure de la varicelle que le corps est capable de lutter contre une infection de la variole, même s'il n'a été précédemment exposé qu'à son cousin plus doux.

L'immunité croisée explique l'efficacité des vaccins contre la grippe. Chaque année, les scientifiques devinent quelles souches de grippe seront les plus courantes au cours de la prochaine saison. La supposition est invariablement « fausse », mais le vaccin est suffisamment proche pour prévenir de nombreuses infections.

L'immunité croisée explique également pourquoi les personnes âgées se sont bien comportées de manière inattendue pendant la pandémie de grippe de 2009 : les souches de grippe H1N1 ont également circulé au cours de la première moitié du 20e siècle, et quiconque y a été exposé a conservé la mémoire biologique pendant des décennies.

L'immunité croisée régule également le cycle de la transmission saisonnière des coronavirus. Les quatre coronavirus légers sont divisés en deux paires génétiquement apparentées, les alphas et les bêtas, qui provoquent de grandes épidémies en alternance d'années en année. Chaque souche inhibe la propagation de son parent le plus proche, conduisant à un cycle cohérent de deux ans. Le SARS-CoV-2 est un bêta-coronavirus, ce qui signifie qu'il pourrait être en concurrence avec deux proches parents lors d'une vague d'automne ou d'hiver.

Si le SARS-CoV-2 réapparaît en hiver, il ne sera qu'un parmi de nombreux virus respiratoires hivernaux, y compris la grippe saisonnière, le rhinovirus, le virus respiratoire syncytial (VRS) et quatre autres souches de coronavirus qui causent normalement des symptômes similaires au rhume.

Une étude récente a montré que le SARS-CoV-2 peut être reconnu par le système immunitaire de personnes précédemment infectées par l'un des alpha ou bêta-coronavirus les plus légers. Cela ne garantit pas la protection croisée, mais c'est l'une des conditions nécessaires.

Parfois, même des virus non apparentés induisent une protection croisée. En 2009, la pandémie de grippe H1N1 a retardé de quelques semaines le pic de la saison du VRS. Des changements similaires dans la période de pointe des éclosions ont été documentés pour une variété de maladies respiratoires. Cela a probablement à voir avec la partie plus rapide et plus large de la réponse immunitaire. Lorsque le système immunitaire est déjà à la vitesse supérieure, il est capable de combattre l'infection par d'autres intrus possibles.

L'immunité croisée pourrait donc expliquer pourquoi la pandémie s'arrête dans certains pays alors que l'immunité collective est très loin d'être atteinte. Mais ça ne reste qu'une hypothèse car on n'explique pas pourquoi les personnes les plus touchées par le COVID-19 font partie de la population qui est le plus vaccinée contre la grippe saisonnière. La protection croisée devrait donc alors s'appliquée aussi puisque ces personnes possèdent des anticorps contre des virus relativement proches.

L'aggravation croisée : un autre mystère

La protection croisée n'est que la moitié de l'histoire. Les virus peuvent également aggraver les dommages causés par les autres. Par exemple, le VIH et la rougeole attaquent directement le système immunitaire, affaiblissant les défenses de l’organisme et laissant une personne vulnérable aux autres agents pathogènes.

Mais il y a aussi une autre voie plus étrange. Parfois, une infection antérieure par une souche virale peut aider activement une souche étroitement apparentée à envahir l'organisme. Le virus de la dengue en est l'exemple le plus célèbre. La première infection d'une personne par la dengue est probablement bénigne, mais la seconde peut être mortelle. La souche de dengue à l'origine de la deuxième infection peut s'accrocher aux anticorps produits pour éliminer la première, aidant la deuxième souche à pénétrer dans les cellules et à provoquer une infection plus grave.

Des processus similaires pourraient être en jeu pour le SARS-CoV-2. Dans l'affirmative, une infection antérieure par le SARS-CoV-2 ou un autre coronavirus pourrait aggraver une infection, pas moins que ça.


Il est encore trop tôt pour dire avec certitude ce qui se passera dans les prochains mois, mais des preuves importantes devraient commencer à arriver bientôt. Les informations les plus précoces sur les interactions virales proviendront de l'hémisphère sud, qui vient d'entrer dans sa haute saison des maladies respiratoires.

Deuxièmement, diverses études sont en cours, dont une à Seattle et une à New York pour identifier toute la gamme des virus respiratoires dans des milieux densément peuplés. La combinaison des résultats de ces études avec la surveillance du SARS-CoV-2 nous aidera à avoir un aperçu précoce des interactions entre les virus respiratoires.

Pourtant, les modèles et l'expérience historique des pandémies de grippe suggèrent que le SARS-CoV-2 est probablement là pour rester dans un avenir prévisible, même si une immunité croisée est en jeu. Le champ peut sembler encombré de virus respiratoires, mais il y a encore amplement de place pour un autre. Nous aurons donc un adversaire de plus l'hiver prochain et il faudra se battre sur tous les fronts en même temps.

Sources :
The Guardian
Eurasiantimes
SCMP
The Conversation


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Cet article a été mis à jour pour la dernière fois le , il y a moins d'un an.