Pourquoi certains variants du coronavirus sont-ils plus contagieux ?

Après un an d'isolement, d'événements annulés et de réunions virtuelles, la fatigue de la pandémie s'installe. Cependant, alors même que certains s'autorisent des écarts vis-à-vis des mesures de sécurité, une nouvelle génération de variants du SARS-CoV-2 se propage rapidement à travers les populations du monde entier. La montée en puissance d'un trio de virus mutés suggère une augmentation de la transmissibilité qui accélère le passage du virus d'un hôte à l'autre.

Les scientifiques s'affairent désormais à déterminer l'impact des mutations subies par chaque variant sur la propagation virale. Ces recherches sont cruciales pour évaluer les risques présentés par les lignées actuelles du virus et anticiper la façon dont les futurs variants pourraient altérer le cours de la pandémie.

« Une grande partie du monde subit actuellement une propagation virale incontrôlée, » déclare Adam Lauring, spécialiste des maladies infectieuses et virologue à l'université du Michigan. « Le virus a donc beaucoup d'occasions d'évoluer. »

Avec la hausse du nombre de cas augmente également le nombre de décès et de patients qui souffriront des effets durables de leur rencontre avec la COVID-19, mais toutes les nouvelles ne sont pas aussi moroses. Tout d'abord, les dernières analyses suggèrent que les vaccins restent efficaces contre les nouveaux variants. En attendant la vaccination, les mesures déjà connues pour éviter l'infection telles que le port du masque, la distanciation, le lavage des mains, la ventilation et les activités extérieures deviennent d'autant plus importantes pour endiguer cette marée virale.

« Les variants sont peut-être plus transmissibles, mais les lois de la physique n'ont pas changé, » déclare Müge Çevik, médecin spécialiste des maladies infectieuses à l'université de St Andrews, en Écosse.

MOSAÏQUE GÉNÉTIQUE

Pour se répliquer, un virus a besoin de pirater la machinerie cellulaire de son hôte. Cependant, tout comme une personne commet des erreurs en tapant encore et encore la même phrase, les copies génétiques du virus accumulent au fil des réplications de petites erreurs, ce sont les mutations. De nombreux changements n'affectent pas le fonctionnement du virus et certains nuisent même à la capacité du SARS-CoV-2 à se multiplier, mais ils continuent de se produire. « Les virus mutent, tout le temps, » résume Akiko Iwasaki, immunologiste à l'école de médecine de Yale, dans le Connecticut.

Parfois, des mutations neutres sont transmises et deviennent fréquentes au sein d'une population. Cependant, les mutations bénéfiques pour le virus peuvent également accélérer sa propagation et donner naissance à un variant qui surpasse les autres versions locales, capable de provoquer une forte augmentation du nombre de cas.

C'est ce qui semble s'être produit au Royaume-Uni, au Brésil et en Afrique du Sud. Au Royaume-Uni, c'est le variant B.1.1.7 qui était à l'origine du pic record de cas de coronavirus en janvier. Ce variant circule désormais dans plus de 60 pays, y compris aux États-Unis où d'après les projections il deviendra la forme la plus fréquente du virus à la mi-mars.

Une lignée indépendante appelée P.1 serait également à l'origine d'une vague de cas à Manaus, au Brésil, où elle représentait près de la moitié des nouvelles infections au mois de décembre. Mardi, les autorités du Minnesota signalaient le premier cas de variant P.1 aux États-Unis chez un résident de retour d'un voyage au Brésil. Une troisième lignée préoccupante, baptisée B.1.351, a été identifiée lors d'une vague d'infections en Afrique du Sud au mois de décembre.

La question est désormais de savoir comment ces mutations ont donné un coup de pouce aux différents variants. L'une d'entre elles, appelée N501Y, est apparue indépendamment dans chacun des trois variants, ce qui suggère qu'elle confère un avantage au virus. « C'est le signe d'une sélection naturelle en cours, » explique Lauring.

La mutation N501Y affecte la protéine Spike (S) du virus, grâce à laquelle le virus s'introduit dans les cellules de l'hôte. Les expériences en laboratoire suggèrent que cette mutation améliore la capacité de la protéine S à se fixer sur les cellules, ce qui augmenterait par conséquent la capacité des variants à infecter les hôtes.

Une autre piste à l'étude est la possibilité pour les hôtes infectés par ces nouveaux variants de posséder un plus grand nombre de copies du virus. Cela se traduirait par une excrétion virale plus importante à travers les gouttelettes propulsées lorsqu'une personne parle, chante, tousse ou respire. Néanmoins, plusieurs études sont arrivées à des conclusions divergentes et l'étude de la plus grande envergure sur le sujet estime qu'il est peu probable que les nouveaux variants augmentent la charge virale, indique Çevik. Les écarts pourraient venir du calendrier des différentes études, ajoute-t-elle, puisque de précédents travaux ont montré que les charges virales augmentaient avec la hausse des infections au sein d'une communauté.

Les mutations peuvent aussi aider le virus à se propager d'une autre manière, par exemple en allongeant la période de contagiosité des personnes contaminées. D'autres changements pourraient aider le virus à survivre plus longtemps en dehors de l'organisme ou favoriser leur réplication. Et pour ne rien arranger, les mutations du génome viral pourraient avoir un impact différent selon qu'elles s'expriment individuellement ou comme un ensemble.

PROGRESSION DU VIRUS

Une autre question essentielle taraude actuellement les scientifiques : à quel point les nouveaux variants sont-ils plus contagieux ? Avec l'accumulation des données sur la progression du variant B.1.1.7 au sein de la population, un modèle récent suggère qu'il serait 56 % plus transmissible que les formes antérieures du virus, mais ces chiffres sont difficiles à établir.

En l'absence de dépistage systématique, de nombreuses infections au SARS-CoV-2 passent inaperçues, indique Eleanor Murray, professeure d'épidémiologie à l'école de santé publique de l'université de Boston, dans le Massachusetts. Il est donc délicat d'évaluer avec précision la situation. En outre, les complexités propres à notre organisme constituent elles aussi un défi, comme les différences de vulnérabilité d'une personne à l'autre.

« Dans l'ensemble, lorsqu'il est question d'une foule complexe d'êtres humains vivant leurs vies normales, du moins normales en temps de COVID, il est très difficile de chiffrer avec précision l'augmentation de la transmissibilité, surtout en temps réel, » témoigne Angela Rasmussen, virologue du Georgetown Center for Global Health Science and Security de Washington.

Les scientifiques sont moins certains de la transmissibilité accrue des variants découverts au Brésil et en Afrique du Sud. Lors de l'apparition de la lignée P.1 à Manaus, plus de 70 % de la population locale avait déjà été contaminée par de précédentes versions du virus, un seuil théoriquement suffisant pour atteindre l'immunité collective. Pourtant, le nombre de cas a soudainement grimpé en flèche, ce qui soulève des inquiétudes quant à la capacité du variant à déjouer les défenses immunitaires des individus précédemment infectés.

Autre source de préoccupations similaires, le variant identifié en Afrique du Sud qui partage certaines mutations avec la lignée P.1. Un modèle suggère que la propagation de 501Y.V2 s'expliquerait par une augmentation de la transmissibilité de l'ordre des 50 %. Cela dit, cette propagation pourrait également être le résultat du fait que 501Y.V2 échappe à l'immunité chez 21 % des patients précédemment infectés et il est tout à fait possible que les deux mécanismes fonctionnent en tandem.

« Il est difficile de faire le tri, » indique Penny Moore, virologue à l'Institut national des maladies transmissibles et à l'université du Witwatersrand en Afrique du Sud.

Afin d'étudier la piste d'un virus insensible à notre système immunitaire, Moore et ses collègues utilisent des « pseudovirus » qui infectent les cellules à l'aide des mêmes protéines que le SARS-CoV-2 sans pouvoir se répliquer. Leurs résultats suggèrent que les mutations de 501Y.V2 diminueraient l'efficacité des anticorps contenus dans le sang des patients ayant déjà été infectés par le virus. De plus amples recherches seront toutefois nécessaires pour déterminer si ce phénomène risque d'entraîner une multiplication des réinfections ou d'affecter l'efficacité des vaccins.

« La grande inconnue pour le moment, et pour tout le monde, c'est la quantité d'anticorps nécessaire pour protéger une personne contre l'infection, » explique Moore. « Pour réellement savoir si ce phénomène réduit l'efficacité du vaccin, il nous faut à tout prix des essais cliniques sur l'Homme. »

BOUCHÉES DOUBLES

L'émergence des variants souligne la nécessité d'une plus grande précaution à l'égard du virus, un sentiment renforcé par la léthargie des campagnes de vaccination. Les tests, les masques et la distanciation constituent notre arsenal pour limiter la propagation du virus. À l'heure où la population s'impatiente face à l'isolement, Çevik rappelle que ces mesures peuvent être mises en pratique de façon intelligente, en s'autorisant des activités à faible risque, à l'extérieur par exemple.

Dans les espaces clos, reprend Murray, le virus est plus susceptible de s'accumuler dans l'air et d'infecter les personnes présentes. Le suivi des cas contact montre que le risque de transmission virale en intérieur est 20 fois plus élevé qu'en extérieur. Bien que le risque ne soit pas totalement nul à l'extérieur, il est extrêmement bas en cas de contact bref avec d'autres personnes, explique Çevik.

« Il faut évaluer les risques en permanence, » indique-t-elle, et s'attarder sur les moments où nous baissons notre garde. « Je pense que la population s'inquiète davantage des personnes de l'extérieur, mais elle oublie toutes les mesures lors d'un dîner entre amis. »

Par ailleurs, de nombreux chercheurs font actuellement pression pour que des masques plus efficaces soient mis à disposition. Bien qu'ils ne soient pas un remède miracle et qu'ils nécessitent d'être combinés à d'autres mesures comme la distanciation, les masques contribuent à freiner la propagation virale lorsque nous devons à tout prix entrer dans des zones à haut risque. Interniste au Brigham and Women's Hospital de la Harvard Medical School dans le Massachusetts, Abraar Karan réclame une augmentation radicale de la production de masques haute filtration à destination du grand public. « Nous sommes en guerre contre ce virus, » dit-il. « Ce n'est pas une plaisanterie. »

Les experts insistent également sur l'importance du soutien gouvernemental dans les efforts visant à enrayer la transmission. La population a besoin de ressources pour s'isoler en toute sécurité, que ce soit des lieux de mise en quarantaine ou un soutien financier leur permettant de rester à la maison en cas de maladie. En outre, il est vital d'accélérer le déploiement des vaccins, car ce sont eux qui réduiront les possibilités de réplication et d'évolution du virus. « Plus il y a de personnes vaccinées, moins il y a de risque que de nouveaux variants apparaissent, » résume Iwasaki.

« Ce n'est pas pour toujours ; ce n'est même peut-être pas pour les six prochains mois, » déclare Rasmussen. Mais « pour l'instant, le futur immédiat n'est pas propice au relâchement. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.