Par ANDREW JOSEPH @DrewQJoseph
Le coronavirus à l'origine de la pandémie présente des dualités déconcertantes.
Ce virus est suffisamment dangereux pour provoquer des hospitalisations massives et a déjà causé la mort de plus de 1,6 million de personnes. Pourtant, il est si bénin que la plupart des gens l'ignorent. Il empêche une partie du système immunitaire de réagir en cas de besoin, mais déclenche une hyperactivité dangereuse d'autres parties. Il se loge dans les cellules situées en amont des voies respiratoires, dans le nez et la gorge, mais pénètre également plus profondément dans les poumons.
« C’est exactement le juste milieu », a déclaré Kristian Andersen, expert en maladies infectieuses au Scripps Research Institute.
Un an après le début de la pandémie, STAT dresse un portrait du SARS-CoV-2 basé sur les enseignements tirés par les scientifiques de la propagation du virus à travers le monde, qui a paralysé certaines économies, sociétés et systèmes de santé sur son passage.
Comment le virus pénètre dans les cellules et contourne les premières défenses de l'organisme. Comment il peut se propager avant même l'apparition des symptômes. Comment il a évolué depuis le début de la pandémie et quelles en sont les conséquences. Comment la nature omnivore de la maladie qu'il provoque, la Covid-19, affecte non seulement les poumons, mais aussi le cœur, le cerveau, les intestins, et d'autres organes.
Comment ce virus a-t-il pu causer autant de dégâts, contrairement à d'autres virus respiratoires qui profitent eux aussi de notre tendance à nous rassembler – à nous réunir en foule, à rire, à chanter – et qui les utilisent comme tremplin pour infecter les cellules et se reproduire ?
De nombreuses questions subsistent concernant le SARS-CoV-2, nom abrégé donné par les scientifiques à ce virus, allant de questions biologiques fondamentales à des mystères complexes, comme les raisons pour lesquelles certaines personnes tombent si gravement malades. Mais pour un virus parfois décrit comme doté de super-pouvoirs, les experts soulignent que le SARS-CoV-2 est, à bien des égards, tout à fait ordinaire.
Il ne s'agit pas de minimiser les dégâts qu'il peut causer, ni d'ignorer les stratégies qu'il emploie. Mais le SARS-CoV-2 partage de nombreuses caractéristiques avec d'autres virus déjà observés par les scientifiques, même si ces derniers avaient peut-être des effets plus extrêmes.
« Il a ses particularités, si l'on peut dire, mais rien d'extraordinaire, ce n'est pas si étrange », a déclaré Sarah Cobey, épidémiologiste et biologiste de l'évolution à l'Université de Chicago. Elle a toutefois souligné : « Cela reste un virus assez inquiétant. »
Apprenez-en davantage sur le SARS-CoV-2
Ces virus à ARN possèdent des protéines de pointe qui, telles des geysers jaillissant de leur surface, se fixent à un récepteur appelé ACE2 présent sur les cellules humaines. Cela permet au virus de pénétrer dans la cellule et, en détournant certains mécanismes cellulaires, de se répliquer. Ces virus nouvellement formés quittent ensuite la cellule et partent à la recherche de nouvelles cellules à infecter.
Bien qu'il soit tentant d'anthropomorphiser les virus, ils ne sont pas véritablement vivants au sens où on l'entend habituellement. Ils ressemblent davantage à des aspirateurs robots qui se répliquent, avançant dans un seul but, sauf qu'au lieu d'aspirer, ils sont obsédés par la multiplication.
L'un des principaux atouts qui a favorisé la propagation mondiale du SARS-CoV-2 : la possibilité de le transmettre avant même l'apparition des symptômes, voire en l'absence de tout symptôme. Selon les Centres pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC), ce mode de transmission représente à lui seul plus de 50 % des nouveaux cas.
Ce n'est pas le cas des deux autres coronavirus, le MERS et le SRAS originel, qui, ces dernières décennies, se sont transmis de l'animal à l'homme et ont suscité une vive inquiétude à l'échelle mondiale. Ces infections sont bien plus mortelles que celle causée par le SARS-CoV-2, en particulier le MERS, mais les personnes ne sont contagieuses qu'à partir du moment où elles présentent des symptômes. Il est beaucoup plus facile d'endiguer un virus lorsqu'on sait précisément qui est infecté. (Il existe quatre autres coronavirus connus qui infectent l'homme, mais ils sont responsables du rhume.)
« C’est un virus très rusé », a déclaré Susan Weiss, de l’Université de Pennsylvanie, à propos du SARS-CoV-2. « Si un virus infecte une personne et la tue immédiatement, il ne peut pas se propager facilement. » Mais avec le SARS-CoV-2, des personnes apparemment en bonne santé peuvent mener une vie normale tout en transmettant le virus, un phénomène que Weiss a qualifié de « diabolique ».
On ignore encore comment le SARS-CoV-2 agit ainsi . Le virus semble s'accumuler en grande quantité avant que le système immunitaire ne le reconnaisse, ce qui déclenche des symptômes comme la fièvre. Si une personne présente une forte charge virale dans son nez et sa gorge, elle peut facilement se transmettre par voie respiratoire (et aussi en parlant, en criant et en riant).
Le SARS-CoV-2 avait aussi un autre avantage : nous étions des proies faciles. Comme il s’agissait d’un nouveau virus, la plupart des gens étaient « naïfs » à son sujet ; la science parle d’une susceptibilité à l’infection.
Mais un fait curieux concernant la transmission du SARS-CoV-2 est que de nombreux cas s'avèrent être des impasses. Si certaines personnes transmettent le virus à une seule autre personne, comme leur conjoint ou un parent, les chercheurs ont constaté qu'à ce jour, entre 10 % et 20 % des cas sont à l'origine de la majorité des nouvelles infections, souvent lors d'événements de superpropagation. Cela crée une vulnérabilité chez le virus : les experts savent quels environnements favorisent cette transmission, comme les espaces intérieurs bondés et surpeuplés où le port du masque n'est pas généralisé, et des mesures peuvent donc être mises en place pour la minimiser.
En réalité, grâce à des stratégies globales, de nombreux pays ont réussi à contenir le virus, ou du moins à freiner sa propagation. C'est un autre constat que nous avons fait depuis, et qui n'était pas évident au début : il est possible de maîtriser le SARS-CoV-2. D'ailleurs, ce qui a le plus surpris les experts, ce n'est ni la ruse du pathogène ni les effets de l'infection, mais plutôt les erreurs humaines qui ont permis sa propagation fulgurante.
« La pandémie est en grande partie de notre responsabilité », a déclaré Andersen.
Que se passe-t-il lorsque le virus arrive ?
Malgré le chevauchement génétique entre le nouveau coronavirus et le virus SRAS d'origine (d'où le nom SARS-CoV-2), il existe des différences qui, selon les experts, pourraient expliquer pourquoi le virus plus jeune, avec ses 30 000 « lettres » génétiques, se propage plus efficacement.
D'une part, la partie précise de la protéine Spike du SARS-CoV-2 qui se fixe aux cellules, appelée domaine de liaison au récepteur, se lie plus facilement au récepteur ACE2 que celle du SARS-CoV-1. Cela pourrait signifier qu'une exposition virale moindre suffit à provoquer une infection.
Contrairement au SARS-CoV-1, le SARS-CoV-2 possède un site de clivage de la furine, qui facilite son entrée dans les cellules. « C’est ce qui caractérise le SARS-CoV-2 », a expliqué Andersen à propos de ces différences.
Mais Weiss, membre d'une équipe de chercheurs qui étudient les coronavirus depuis des décennies, a souligné que la biologie du virus n'explique peut-être pas entièrement son mode de propagation. Il se pourrait que le SARS-CoV-2 persiste plus longtemps dans le nez que le MERS ou le SRAS. En résumé, a précisé Weiss, la génétique ne peut pas toujours expliquer ce que l'on observe.
« De petites différences génétiques peuvent avoir un impact considérable sur le comportement, mais pour traduire cela de manière cohérente à ce stade de notre vie, nous n'en savons tout simplement rien », a-t-il déclaré.
La réponse immunitaire
Lorsqu'un agent pathogène envahit l'organisme, le système immunitaire doit réagir immédiatement. Il met en place diverses défenses : d'abord une défense générale, puis des cellules immunitaires qui deviennent plus spécifiques à mesure qu'elles apprennent à reconnaître les caractéristiques uniques de ce nouvel ennemi. Cependant, le système immunitaire peut aussi réagir de manière excessive. Chez les personnes atteintes d'une forme grave de Covid-19, ce n'est souvent pas le virus lui-même qui est en cause, mais plutôt une réaction excessive et violente du système immunitaire qui provoque une détresse respiratoire et, parfois, le décès.
Le SARS-CoV-2 semble présenter une combinaison inquiétante : il peut perturber la réponse immunitaire qu’il vise et se dissimuler de manière à perdre le contrôle dans d’autres domaines.
Tous les virus — c’est-à-dire tous les virus qui nous rendent malades — ont la capacité d’affaiblir les premières lignes de défense du système immunitaire. Ils bloquent généralement les interférons, empêchant ainsi la transmission du signal « Il y a un pathogène ici », signal qui contribuerait normalement à ralentir la réplication virale.
« Mais peut-être », a déclaré Akiko Iwasaki, immunologiste à l’université de Yale, « le SARS-CoV-2 est extrêmement efficace » pour supprimer les interférons. Cela pourrait permettre à l’infection de se propager d’un pied à toute la surface corporelle.
En antagonisant l'interféron du signal d'alerte, le SARS-CoV-2 permet également la libération d'une autre composante du système immunitaire, impliquant des molécules inflammatoires appelées chimiokines. Dès lors, le cycle de chaos immunitaire ne fait que s'amplifier, les mécanismes de défense de l'organisme compensant de manière excessive les défaillances défensives initiales.
« Pour moi, toutes les conséquences de l'infection au Covid-19 découlent de cette caractéristique particulière », a déclaré Benjamin tenOever, virologue à l'École de médecine Icahn du Mont Sinaï.
D'autres infections entraînent également des réactions immunitaires néfastes, mais « ce qui rend la Covid si particulière », c'est l'intensité de l'inflammation qui en résulte, a déclaré tenOever. Lorsque cette inflammation se produit profondément dans les poumons, au niveau du site d'infection, du liquide peut s'échapper, rendant la respiration difficile.
Bien sûr, cette réaction immunitaire dangereuse ne se manifeste que chez une partie des patients. Dans la plupart des cas, les défenses de l'hôte parviennent à vaincre le pathogène. Chez les personnes qui éliminent rapidement le SARS-CoV-2, il est possible que la réponse immunitaire initiale suffise à neutraliser l'action anti-interféron du virus et à l'éliminer. Dans d'autres cas, le système immunitaire peut mettre plus de temps à se mettre en place et à mobiliser les mécanismes de défense capables d'attaquer le SARS-CoV-2, mais il finira par se défendre contre l'infection.
Alors pourquoi certaines personnes développent-elles des formes graves de Covid-19 ? L’âge est un facteur clé ; les personnes âgées ayant un système immunitaire plus faible, la réponse immunitaire initiale affaiblie est d’autant plus virulente et peut entraîner une spirale dangereuse. Cependant, même pour les octogénaires, l’issue la plus probable est la guérison. La génétique, d’autres problèmes de santé, les hormones sexuelles et peut-être aussi le mode d’exposition au SARS-CoV-2 pourraient jouer un rôle, ce qui explique la grande diversité des réponses observées.
« Il y a des personnes de 75 ans qui en paraissent 20, et il y aura des jeunes de 20 ans qui en paraîtront 75 », a déclaré Iwasaki.
Chez certaines personnes, il semble que même après une infection, le système immunitaire peine à retrouver son état initial. C'est ce que les experts pensent être le cas des personnes souffrant de symptômes persistants de Covid long : celles qui guérissent du Covid-19, souvent après une forme bénigne, mais qui présentent des complications persistantes. Certaines pourraient même avoir développé des auto-anticorps qui, au lieu de s'attaquer à l'agent pathogène, ciblent les débris cellulaires laissés par l'infection.
D'autres infections virales aiguës peuvent également entraîner des effets à long terme, mais la Covid-19 a touché tellement de millions de personnes si rapidement que des milliers d'entre elles souffrent maintenant de symptômes tels que maux de tête, fatigue et pertes de mémoire, des mois après leur infection initiale.
La maladie
Le SARS-CoV-2 se propage si facilement car il infecte les cellules des voies respiratoires supérieures, et il rend les gens si malades car il peut également migrer plus profondément dans les poumons. (Les virus respiratoires ont tendance à cibler un endroit précis.) Mais considérer la COVID-19 comme une simple infection respiratoire contredit sa nature protéique.
Des personnes atteintes de Covid-19 ont présenté des complications cardiaques ou des problèmes intestinaux et rénaux. Au départ, lorsque des patients se sont plaints d'une perte d'odorat et de goût, il est apparu clairement que le virus avait un impact sur le système nerveux .
Il est difficile de déterminer si la Covid-19 est particulièrement hétérogène. Le nombre de personnes infectées est tel que nous observons toute la gamme des manifestations possibles de l'infection, y compris les cas périphériques. D'autres virus peuvent également provoquer diverses maladies aux symptômes très différents.
« Si vous infectez suffisamment de personnes qui réagiront différemment, vous observerez une grande variété de symptômes », explique Angela Rasmussen, virologue au Centre des sciences et de la sécurité sanitaire mondiale de l'Université de Georgetown. « Chaque individu peut présenter des symptômes très différents. »
Pour certains experts, le SARS-CoV-2 semble posséder une capacité remarquable à se propager au-delà des poumons, probablement en raison du virus lui-même, de l'inflammation qu'il provoque, ou d'une combinaison des deux. Lorsque des molécules inflammatoires envahissent les poumons, par exemple, certaines passent dans la circulation sanguine, accompagnées de débris cellulaires. Ces éléments peuvent migrer vers d'autres parties du corps et y provoquer une inflammation qui endommage les tissus, ainsi que la formation de caillots sanguins.
« Il y a beaucoup de choses qui circulent dans le sang qui n'ont pas besoin d'y être », a déclaré Ten Oever, virologue au Mont Sinaï.
Une infection directe pourrait également être à l'origine de certains dommages. Iwasaki, par exemple, a décrit ce qu'il a observé comme « une atteinte [du système nerveux] inhabituelle » due à la Covid-19, causée « non seulement par une inflammation, mais aussi par une invasion » du cerveau par le virus.
Les récepteurs ACE2 tapissent les tissus de tout l'organisme, les rendant vulnérables à l'infection si le virus parvient à les atteindre. Les analyses sanguines n'ont pas révélé de niveaux viraux élevés, mais il est possible que chez certaines personnes, une partie du virus se propage par voie lymphatique ou sanguine vers d'autres organes. (L'une des raisons potentielles pour lesquelles les jeunes enfants semblent moins gravement infectés que les adultes est que le nombre de récepteurs ACE2 reste relativement faible jusqu'à la puberté.)
La COVID-19 se manifeste de façon hétérogène, tant au niveau des symptômes que de la gravité. Une personne sur cinq infectée ne présente aucun symptôme, tandis que cinq autres développent une forme grave ou critique de la maladie. Les experts expliquent que le fait que la grande majorité des personnes guérissent bien a rendu difficile pour tous de prendre la maladie au sérieux et, par conséquent, d'adopter les précautions nécessaires pour se protéger, protéger leur entourage et préserver les capacités du système de santé. Ils se demandent si les comportements seraient différents si le SARS-CoV-2 avait un taux de mortalité similaire à celui du SRAS, avoisinant les 10 %, au lieu de 1 % ou moins .
« On me dit que mon cousin l’a attrapé et qu’il s’en est bien sorti », explique la virologue Juliet Morrison, de l’Université de Californie à Riverside. « Or, il est possible que vous ayez une prédisposition génétique à développer une forme plus grave de la maladie, ou un facteur de risque sous-jacent dont vous n’avez pas conscience. Observer comment la maladie se manifeste chez un individu, voire chez la majorité de la population, ne signifie pas que vous en présenterez les mêmes symptômes. »
Qu'est-ce qui ne va pas chez la plupart des gens ?
Les titres alarmistes concernant les réinfections et la diminution des anticorps ont laissé entendre que notre système immunitaire ne remplit peut-être plus son rôle de protection contre une seconde infection au Covid-19 après une première infection. Cependant, les experts affirment que la plupart des gens réagissent à ce virus comme à d'autres infections de ce type. Ils produisent des anticorps et des lymphocytes T capables de combattre le SARS-CoV-2 en cas de réapparition. Et même si le taux d'anticorps diminue avec le temps, cela ne signifie pas qu'il ne peut pas être stimulé en cas d'exposition.
Autrement dit, c'est ce qui est censé se passer.
« Chez la grande majorité des personnes présentant des symptômes légers ou une infection asymptomatique, ce virus se comporte comme n'importe quelle autre infection respiratoire », a déclaré Iwasaki, immunologiste à Yale. « Il est probable qu'il reste localisé dans les voies respiratoires supérieures ou qu'il soit rapidement éliminé des poumons. »
La réponse immunitaire n'est pas uniforme et la protection diminue à des rythmes différents ; cela peut prendre des mois pour certaines personnes, et des années pour d'autres. On s'attend toutefois à ce que les personnes qui contractent à nouveau le SARS-CoV-2 présentent généralement des symptômes plus légers lors des infections suivantes, voire des infections asymptomatiques. Le système immunitaire ne bloque peut-être pas complètement l'infection, mais il peut empêcher les personnes de développer une forme grave de la maladie.
On ignore le nombre exact de cas de réinfection (les experts supposent que de nombreux cas asymptomatiques et bénins ne sont pas recensés), bien qu'ils soient généralement considérés comme rares à l'heure actuelle. Cependant, le premier cas documenté de réinfection aux États-Unis a suscité des inquiétudes, car la personne a présenté une aggravation de son état lors de la seconde infection. Les raisons de cette aggravation restent floues, mais une explication possible est que, lors d'une première infection bénigne, le virus pourrait être éliminé avant que l'organisme n'ait eu le temps de développer une réponse immunitaire efficace, ce qui signifie qu'il ne reste plus de défenses immunitaires lors d'une réinfection.
Pour l'instant, cela semble être une exception.
« Il est probable que la grande majorité des personnes qui guérissent d'une infection non compliquée présenteront une bonne réponse immunitaire protectrice », a déclaré Iwasaki.
Un virus en mutation
Les virus évoluent. Et une mutation de la protéine Spike, connue sous le nom de D614G, semble avoir rendu le virus plus transmissible (bien que cela ne semble pas avoir d'incidence sur la façon dont il rend les gens malades).
Ce n'est pas que la variante originale était peu contagieuse, selon les experts, et ce n'est pas que la souche D614G soit impossible à contenir. Mais la mutation a probablement donné un coup de pouce au virus, l'aidant à devenir la souche dominante lors de sa propagation de la Chine vers l'Europe, les États-Unis et au-delà.
« Le D614G n'a pas amélioré la situation, mais le virus se propageait bien avant », a déclaré Jesse Bloom, virologue évolutionniste au Fred Hutchinson Cancer Research Center.
Le problème des mutations est qu'elles peuvent permettre au virus d'échapper à la protection conférée par les vaccins. Les principaux vaccins ont été conçus à partir des gènes codant pour la protéine Spike ; des modifications à ce niveau pourraient donc réduire l'efficacité de la vaccination.
Bien que les coronavirus ne mutent pas aussi rapidement que la grippe ou le VIH et possèdent des systèmes de relecture, ils détectent les changements au fur et à mesure de leur évolution. Mais ce n'est pas seulement le taux de mutation qui importe, souligne Cobey de l'Université de Chicago. La « tolérance » de la protéine Spike aux mutations est également cruciale. Si une mutation rendait les vaccins inefficaces, mais altérait aussi la protéine Spike au point qu'elle ne puisse plus se lier aux cellules, cela n'aurait aucune incidence.
En réalité, il ne s'agit pas seulement du nombre de mutations détectées par le virus ; il faut que ce soient les bonnes mutations pour faire la différence : des changements qui donnent à cette variante un avantage sur les autres, lui permettant ainsi de se propager rapidement.
Les experts estiment qu'il faudra peut-être un certain temps avant que cela ne se produise avec le SARS-CoV-2, mais ils suivront la situation de près. Des efforts internationaux sont déjà en cours pour surveiller l'apparition de nouveaux variants . Si un variant se développe, les vaccins seront probablement modifiés pour contrer ces changements.
« Je ne pense pas qu'il y ait lieu de s'alarmer », a déclaré Bloom. « Il faut simplement rester vigilant. »
Source : https://www.statnews.com/2020/12/14/portrait-of-the-coronavirus-at-1/