Des chercheurs et des étudiants de l'Université de l'Illinois (États-Unis) ont démontré que le virus SARS-CoV-2 a adopté une stratégie pour assurer sa réplication et sa propagation.
Cette équipe a suivi le taux de mutation du protéome du virus au fil du temps, depuis le premier génome du SARS-CoV-2 publié en janvier jusqu'à plus de 15 300 génomes séquencés fin mai. Depuis le début de la progression fulgurante de la COVID-19 à Wuhan, en Chine, en décembre 2019, puis à travers le monde, le virus SARS-CoV-2 a adopté une stratégie pour assurer sa réplication et sa propagation. Une étude publiée dans Evolutionary Bioinformatics par des chercheurs de l'Université de l'Illinois (États-Unis) montre que le virus affine son comportement pour devenir plus infectieux et plus stable.
C’est ainsi qu’ils ont découvert que certaines régions continuent de générer de nouvelles mutations, signe d’une adaptation permanente à l’environnement hôte. Mais le taux de mutation dans d’autres régions montrait des signes de ralentissement, se concentrant autour de versions uniques de protéines clés.
« C’est une mauvaise nouvelle. Le virus change sans cesse, mais il conserve pour lui ce qui lui est le plus utile ou le plus intéressant », explique Gustavo Caetano-Anolles, auteur principal de l’étude et professeur de bioinformatique au département des sciences des cultures de l’université de l’Illinois.
Toutefois, la stabilisation de certaines protéines pourrait être une bonne nouvelle pour les traitements. « Dans le développement des vaccins, par exemple, il est nécessaire de savoir à quoi se lient les anticorps. »
Selon Tre Tomaszewski, premier auteur de l'étude, « pour le développement de vaccins, par exemple, il est essentiel de savoir à quoi se lient les anticorps. De nouvelles mutations pourraient tout changer, y compris la structure des protéines. Identifier les protéines et les structures qui se lient fournira des informations cruciales pour les vaccins et autres thérapies. » Un autre auteur précise : « Savoir quelles protéines et structures se lient fournira des informations cruciales pour les vaccins et autres thérapies. »
Les chercheurs ont observé un ralentissement général du taux de mutation du virus à partir d'avril, après une période initiale de mutations rapides. Ce ralentissement s'est notamment traduit par une stabilisation de la protéine Spike, ces appendices qui donnent aux coronavirus leur aspect de couronne.
« La protéine Spike était complètement différente à ses débuts . On trouve difficilement cette version initiale aujourd'hui », explique Tomaszewski.
« Pour une raison inconnue, cela doit permettre au virus d'accroître sa propagation et son infectiosité une fois qu'il pénètre dans l'organisme hôte. Autrement, la mutation ne persisterait pas », commente Caetano-Anolles.
Les chercheurs ont également observé que certaines régions du protéome du virus deviennent plus variables au fil du temps, ce qui, selon eux, pourrait nous donner une indication sur l'évolution future de la COVID-19. Plus précisément, ils ont constaté une augmentation des mutations dans la protéine de la nucléocapside, qui encapsule l'ARN du virus après son entrée dans une cellule hôte, et dans la protéine viroporine 3a, qui crée des pores dans les cellules hôtes pour faciliter la libération, la réplication et la virulence du virus.
D'après lui, ces régions doivent être surveillées de près, car l'augmentation de la variabilité non aléatoire de ces protéines suggère que le virus cherche activement à améliorer sa propagation. Caetano-Anolles explique que ces deux protéines interfèrent avec la façon dont notre organisme combat le virus. Elles bloquent principalement la voie de l'interféron bêta, qui constitue un élément essentiel de nos défenses antivirales. Leur mutation pourrait expliquer les réponses immunitaires incontrôlées responsables de nombreux décès liés à la COVID-19.
« Étant donné que ce virus sera présent parmi nous pendant un certain temps, nous espérons que l'exploration des voies mutationnelles permettra d'anticiper les cibles changeantes pour le développement rapide de thérapies et de vaccins, alors que nous nous préparons à la prochaine vague. »