Une forme de grippe aviaire hautement pathogène (HPAI) a provoqué des perturbations et des maladies généralisées chez les oiseaux depuis sa première détection il y a environ un an. En mars dernier, un pygargue à tête blanche retrouvé mort dans le comté de Chester en Pennsylvanie est devenu le premier cas confirmé dans l’état.
Depuis lors, grâce au Wildlife Futures Program et au Pennsylvania Animal Diagnostic Laboratory System (PADLS), la Penn’s School of Veterinary Medicine a intensifié ses travaux de diagnostic liés à l’IAHP, en soutenant des agences telles que la Pennsylvania Game Commission et le US Department of Agriculture dans la surveillance des la maladie chez les oiseaux sauvages et domestiques.
L’épidémie, causée par la souche H5N1 HPAI, a franchi une étape importante : plus de 50,5 millions d’oiseaux touchés. Le chiffre dépasse celui d’une épidémie d’IAHP de 2014-2015, qui à l’époque était considérée comme « la plus grande urgence de santé animale de l’histoire des États-Unis sur la base du nombre d’oiseaux impliqués », déclare Lisa Murphy, qui dirige le laboratoire PADLS au Penn Vet’s New Campus du centre de Bolton.
Alors que les virus de la grippe aviaire s’éteignent généralement pendant l’été lorsque les oiseaux sauvages terminent leurs migrations, cette épidémie est revenue en force à l’automne et sévit maintenant dans 46 États, la Pennsylvanie subissant des pertes particulièrement graves de plus de 4 millions d’oiseaux. Pourquoi reste une question ouverte, mais de nouvelles lignes de recherche menées par des chercheurs de Penn Vet, dont Eman Anis, un microbiologiste, et Louise Moncla, qui a rejoint la faculté en septembre, visent à comprendre – au niveau génétique – les raisons pour lesquelles ce virus particulier provoque si beaucoup de mal.
Traquer un virus grâce à des tests
Même lorsqu’il n’y a pas d’épidémie active, le PADLS effectue régulièrement des tests de dépistage de la grippe aviaire dans le cadre des efforts de surveillance à l’échelle de l’État. « Nous sommes disponibles tous les jours de la semaine et de garde le week-end », explique Anis, professeur adjoint de microbiologie.
L’hiver dernier, avant même que cette souche virale n’arrive en Pennsylvanie, le laboratoire a commencé à stocker des fournitures, suffisamment pour analyser au moins 500 échantillons par jour. « Et bien que nous ne testions généralement que des échantillons de volaille domestique, nous recevons des échantillons d’oiseaux sauvages dans le cadre de notre programme Wildlife Futures », a déclaré Murphy, y compris le pygargue à tête blanche qui a marqué le premier cas confirmé d’IAHP dans l’État. Les échantillons suspectés d’être positifs à l’IAHP sont envoyés pour des tests de confirmation au Laboratoire national des services vétérinaires.
Les tests au PADLS ont lieu dans un laboratoire sécurisé de niveau 2 de biosécurité au New Bolton Center et impliquent un test PCR, abréviation de réaction en chaîne par polymérase, qui recherche des séquences particulières dans le génome qui sont caractéristiques de certains virus. Si ce test révèle la présence du virus de la grippe A, le groupe auquel appartient l’IAHP, d’autres tests PCR peuvent déterminer le sous-type.
Les virus qui possèdent une protéine hémagglutinine (H) 5 ou 7 subissent des tests supplémentaires pour déterminer s’ils sont hautement ou faiblement pathogènes. Cette distinction a à voir avec la façon dont la protéine hémagglutinine du virus se fixe aux cellules hôtes. Les mutations qui donnent au virus la capacité de se lier à plus de types de cellules hôtes et de se propager aux cellules et de les infecter plus facilement sont susceptibles de provoquer une maladie plus grave.
Alors que les virus de la grippe à faible pathogénicité peuvent provoquer des symptômes bénins qui pourraient passer inaperçus, les virus à haute pathogénicité peuvent affecter plusieurs systèmes d’organes. « Certains oiseaux affectés présentent des signes neurologiques, ils peuvent donc avoir des difficultés à voler ou sembler désorientés », explique Anis.
Lorsqu’un soi-disant virus à « chemin élevé » est trouvé dans un troupeau commercial, généralement toute la ferme doit abattre ses oiseaux. Cela est arrivé à trois exploitants de la vallée de Lehigh en Pennsylvanie à l’approche de Thanksgiving, les fermes sacrifiant plus de 60 000 oiseaux « au pire moment possible », a déclaré Murphy.
Comment les virus évoluent, se propagent et font des ravages
Le laboratoire PADLS de Penn Vet a récemment demandé et obtenu l’autorisation du Département américain de l’agriculture et des organismes de réglementation de la biosécurité de Penn pour conserver du matériel génétique non infectieux des échantillons qu’ils testent pour l’IAHP. Des chercheurs, dont Anis et Moncla, prévoient de commencer bientôt à analyser cet ARN pour comprendre l’évolution du virus et sa capacité à traverser les espèces.
Moncla s’appuiera en partie sur les outils numériques qu’elle a organisés pour aider à visualiser ces modèles et voies de transmission pour une variété d’agents pathogènes, y compris le virus aviaire H5N1. Une plate-forme open source sur laquelle elle a commencé à travailler pendant son stage postdoctoral appelée Prochaine souche permet aux utilisateurs de surveiller ce que l’on sait de la relation entre les agents pathogènes détectés. Les données renseignent sur un arbre phylogénétique du H5N1 – en d’autres termes, l’arbre généalogique du virus – qui indique que la souche actuellement en circulation aux États-Unis est originaire de Chine, s’est propagée en Asie du Sud-Est, puis en Europe, avant de se déplacer en Amérique du Nord.
Ce qui n’est pas aussi clair, c’est pourquoi le virus se comporte si différemment des souches précédentes de grippe aviaire. La souche, comme la plupart des HPAI H5N1, ne cible généralement pas les personnes ; seuls deux cas humains ont été confirmés, tous deux chez des personnes travaillant en étroite collaboration avec des oiseaux. Pourtant, alors que certains virus de la grippe aviaire sont quelque peu limités dans les espèces qu’ils affectent, ce virus H5N1 semble être moins exigeant.
Des infections ont été trouvées chez un large éventail d’oiseaux ainsi que chez certains mammifères, notamment le renard, l’ours et même les phoques. Les scientifiques ont également constaté une transmission prolongée de la maladie au sein des populations d’oiseaux sauvages qui s’est étendue au-delà de la saison de migration printanière et qui reprend avec la migration automnale.
« Traditionnellement, on pensait que la sauvagine sauvage, comme les canards et les oies, était la principale préoccupation en matière de transmission », explique Murphy. « Mais avec celui-ci, nous avons vu beaucoup de problèmes avec les rapaces, les oiseaux de proie comme les pygargues à tête blanche et les vautours. Avec les vautours en particulier, ils se perchent en grands groupes, vous pouvez donc imaginer que le virus balaye rapidement une population. »
La capacité apparente de la souche à affecter les oiseaux sauvages et à se déplacer entre les populations sauvages et domestiques, dit Moncla, peut être attribuable à des variations génétiques particulières qui permettent à la protéine hémagglutinine de se lier à une gamme plus large que la normale de cellules de l’espèce hôte, ou il pourrait y avoir autres facteurs en jeu. Elle espère découvrir quels sont les responsables en séquençant le virus dans son laboratoire.
« Il n’y a actuellement aucune donnée publique sur la génomique de la grippe aviaire en Pennsylvanie malgré le fait qu’il y ait une grande épidémie ici », a déclaré Moncla. « Mon objectif serait de trouver des informations exploitables : comment ce virus se déplace-t-il entre les oiseaux domestiques et sauvages dans l’État ? Existe-t-il des espèces particulières qui agissent comme sources d’une nouvelle diversité génétique ? Je pense que nous avons l’opportunité d’être à l’avant-garde de regarder ce virus alors qu’il devient endémique en Amérique du Nord. »