Des chercheurs expliquent les origines des variantes dangereuses du coronavirus

Les chercheurs du HSE, en collaboration avec leurs collègues de Skoltech et de l’Institut central de recherche en épidémiologie, ont découvert les mécanismes à l’origine de l’émergence de nouvelles et dangereuses variantes de coronavirus, telles que l’alpha, le delta, l’omicron et d’autres. Ils ont découvert que la probabilité qu’une substitution se produise sur un site spécifique du génome du SRAS-CoV-2 dépend des substitutions concordantes survenant sur d’autres sites.

Cela explique pourquoi de nouvelles variantes plus contagieuses du virus peuvent apparaître de manière inattendue et différer considérablement de celles qui circulaient auparavant. Les conclusions de l’étude ont été publiées dans eVie.

Tous les virus, y compris le virus SARS-CoV-2 responsable de la pandémie de coronavirus, évoluent avec le temps. Plus un virus circule longtemps au sein de la population et plus il infecte d’individus, plus il accumule de changements (mutations). En règle générale, les nouvelles souches d’un virus sont similaires à leurs souches parentales.

Cependant, dans certains cas, les mutations peuvent entraîner des variants mieux adaptés à l’environnement et présenter un risque plus élevé pour la santé humaine. Ces variantes ont tendance à se propager plus rapidement, peuvent ne pas répondre aux vaccins ou aux traitements existants et peuvent être plus difficiles à diagnostiquer.

Tout au long de l’histoire du coronavirus, il y a eu divers cas d’émergence inattendue de variantes hautement actives. Les souches détectées au Royaume-Uni, ainsi que les souches delta et omicron, ont apparemment émergé de nulle part et se sont propagées à la vitesse de l’éclair. Toutes ces souches diffèrent significativement de la souche originale de Wuhan et les unes des autres par de multiples mutations. Cependant, les scientifiques n’ont pas pu détecter de variantes intermédiaires ou transitoires qui montreraient une accumulation cohérente de ces changements.

« L’évolution d’un virus au sein d’une population peut être comparée à un voyage à travers un vaste terrain avec des ravins, des vallées et des collines. Le virus erre au hasard dans ce paysage, mourant rapidement s’il tombe dans une cavité, survivant plus longtemps dans les vallées, et s’épanouir lorsqu’il atteint des sommets », déclare le co-auteur de l’étude, chercheur principal au Laboratoire international de génomique statistique et computationnelle du HSE, Alexey Neverov.

« Le paysage de la condition physique du coronavirus ressemble plus à une vaste étendue d’eau avec des îles éparses représentant les variantes du virus qui diffèrent les unes des autres par un ensemble spécifique de mutations. Pour se déplacer d’une île à l’autre, il faut voyager en bateau pendant une longue période. et éviter la noyade. La science n’a pas encore de réponse précise quant à la façon dont le virus se déplace entre ces îles. »

Après avoir analysé plus de trois millions de séquences génomiques de différentes souches de SRAS-CoV-2, les chercheurs russes ont pu identifier des sites particuliers sur la protéine de surface du coronavirus où des substitutions d’acides aminés se sont produites, différenciant les variantes à la fois de la souche originale de Wuhan et de un autre.

Beaucoup de ces sites semblaient évoluer de manière concordante, de sorte que les changements d’acides aminés sur un site étaient rapidement suivis de changements sur un autre site. Toutes les variantes actives et dangereuses du virus se distinguaient des variantes précédemment répandues par des schémas de substitutions multiples.

« Le processus de déplacement d’une île à l’autre implique une accumulation de mutations. Tant que le virus est « à flot », il est vulnérable et mal adapté. En effet, il ne peut atteindre une autre île que s’il dispose d’une sorte de bateau. coronavirus, les personnes atteintes de COVID-19 à long terme peuvent potentiellement héberger une accumulation de variantes mal adaptées à la survie dans la population générale.Cependant, avec le temps, ces variantes peuvent évoluer vers des formes plus fortes qui ont le potentiel de se propager largement et de conquérir le monde », explique Neverov.

Les auteurs de l’étude proposent une explication quant à la raison pour laquelle les variantes intermédiaires qui diffèrent du virus d’origine par seulement une ou deux substitutions peuvent ne pas être visibles. Il est possible que ces variantes «faibles» ne deviennent «fortes» que lorsqu’elles rassemblent l’ensemble du schéma de substitutions individuellement délétères. Par conséquent, il est difficile de prédire l’émergence d’une nouvelle souche hautement adaptative.

La méthode statistique employée par les auteurs de l’étude est polyvalente et peut être utilisée pour étudier l’évolution de nombreux autres agents pathogènes. En particulier, cette approche a été appliquée avec succès à l’étude de l’évolution de la grippe et de la tuberculose.