Pourquoi des variants comme le Delta deviennent-ils dominants ?

Publié le par Scientific American via M.E. (traduction)

Si les chercheurs avaient prédit quel variant du Coronavirus prendrait le contrôle du monde, le variant Delta n'aurait pas été leur première supposition. Mais depuis sa première apparition en Inde en décembre 2020, le variant hautement contagieux est devenue la souche prédominante du virus, représentant plus de 90 % des nouveaux cas de COVID-19 aux États-Unis.

L'émergence du Delta a amené un certain nombre de pays à rétablir les restrictions de voyage et à refaire porter le masque, mesures qui avaient été assouplies alors que les taux de vaccination augmentaient. Bien que les vaccins semblent principalement efficaces contre le Delta, le grand nombre de cas augmente la probabilité qu'il puisse provoquer des « infections révolutionnaires » chez les personnes vaccinées. Et on ne sait toujours pas si cela entraîne une maladie plus grave que les souches qui circulaient auparavant.

Ce qui est clair, cependant, c'est que Delta a un fort avantage évolutif sur les variants précédents. « Son taux d'augmentation ne ressemble à aucun autre dans l'histoire de cette pandémie », explique Vaughn Cooper, biologiste évolutionniste à l'Université de Pittsburgh. Maintenant, lui et d'autres essaient de comprendre pourquoi ce variant particulier, qui porte une suite de mutations différentes, a eu un tel succès.

La propagation rapide du virus peut en partie résulter d'un taux de réplication rapide. Une étude récente a révélé que les personnes infectées par Delta avaient, en moyenne, environ 1 000 fois plus de virus dans leur corps, appelé charge virale, que celles infectées par la souche d'origine, ce qui leur permet d'infecter plus de personnes rapidement. L'avantage du variant semble provenir d'une combinaison de mutations dans la protéine de pointe (Proteine Spike) : la partie du nouveau coronavirus qui se lie aux récepteurs ACE2 à la surface des cellules et permet au virus de les infecter.

Les scientifiques se sont également demandé si le Delta, en plus de sa transmissibilité accrue, était capable d'échapper au système immunitaire humain. Il manque une mutation appelée E484K, qui aide un certain nombre d'autres variants à éviter partiellement d'être neutralisés par des anticorps. Mais des études en laboratoire ont suggéré qu'une mutation Delta appelée L452R était encore meilleure pour remplir la même fonction.

Dans une récente étude de prépublication, qui n'a pas encore été publiée dans une revue, l'épidémiologiste Nathan Grubaugh de la Yale School of Public Health à New Haven, dans le Connecticut, a testé comment 18 variants différents réagissaient au sérum prélevé dans le plasma, le composant liquide du sang. —de 40 agents de santé entièrement vaccinés. Ils ont découvert que les anticorps des participants étaient capables de bien neutraliser assez bien les variants Alpha et Delta. Mais ils étaient moins efficaces contre les variants porteurs des mutations E484K, telles que Beta ou Gamma, variants identifiés pour la première fois en Afrique du Sud et au Brésil, respectivement.

Les résultats étaient surprenants, étant donné que Delta a été beaucoup plus efficace pour se propager que Beta ou Gamma. Même si la mutation L452R à elle seule améliorait l'évasion immunitaire, le virus Delta n'était pas vraiment bon, suggérant que la combinaison spécifique de mutations sur Delta donnait au virus une fonction unique. « Même lorsque nous essayons de simplifier les choses, il est difficile de déterminer quelles combinaisons deviendront le prochain "hit" virus », explique Nathan Grubaugh. Il dit que le succès de Delta suggère que l'évasion immunitaire pourrait ne pas donner au virus un avantage évolutif aussi important que la transmissibilité, du moins chez les personnes non vaccinées.

Mais cela pourrait ne pas être vrai dans toutes les populations. Le variant Gamma, par exemple, s'est répandu rapidement au Brésil mais très peu dans le reste du monde. Certains chercheurs soupçonnent que les taux d'infection au COVID-19 pourraient avoir été plus élevés au Brésil que dans la plupart des pays, ce qui signifie qu'au moment où le Gamma est apparu, la majorité des gens étaient déjà capables de déclencher une forte réaction immunitaire. Dans cette population, échapper au système immunitaire aurait été utile pour le virus.

Mehul Suthar, virologue à l'Université Emory d'Atlanta, affirme qu'il peut y avoir une limite au nombre de mutations qu'un virus peut acquérir sur la protéine de pointe avant qu'il ne soit plus capable de se lier au récepteur ACE2. « Il y aura toujours ce bras de fer entre le virus qui acquiert la capacité de transmettre, de se propager et de se répliquer, et sa capacité à échapper à la réponse des anticorps », dit-il.

Mehul Suthar souligne que le variant Kappa, apparue en Inde à peu près au même moment que Delta, partage la plupart des mutations de Delta ainsi qu'une mutation similaire à E484K. Mais Kappa ne s'est pas propagé dans le monde entier, ce qui suggère que ces mutations peuvent interagir d'une manière qui rend le virus moins adapté à l'évolution. « C'était un peu surprenant que ce soit la variante Delta qui ait fini par décoller », a déclaré Mehul Suthar. « C'était vraiment réconfortant. »

Nathan Grubaugh pense qu'il est peu probable que de nouvelles mutations significatives de la protéine de pointe apparaissent. Au contraire, le virus le plus apte aura une combinaison des « meilleures » mutations qui lui permettront de se propager largement parmi la plupart des gens. Mais il est difficile de prédire ce qu'ils seront. « Je pense que nous avons une assez bonne idée des mutations que nous devrions rechercher, mais cela ne signifie pas nécessairement que si nous les voyons, nous savons exactement comment elles se comporteront », dit-il.

Cooper est d'accord. « Il est logique que cette combinaison [de haute transmissibilité et de capacité à échapper aux anticorps] évoluera si elle le peut, à condition que le nombre d'infections reste élevé », dit-il. Plus il y a de personnes non vaccinées, plus il y a de chances que quelque chose de pire que Delta se produise.

Un tel virus de cauchemar potentiel est en fait apparu l'année dernière : un variant appelée B.1.620 qui a été vue pour la première fois en Afrique. Il portait la mutation E484K, ainsi qu'un certain nombre d'autres mutations de protéines de pointe qui pourraient augmenter la transmissibilité. « Avec cela seul, vous vous diriez : "Oh mon Dieu" », explique Emma Hodcroft, chercheuse en génétique à l'Université de Berne en Suisse. Mais le nombre de cas B.1.260 a rapidement diminué. « Ce n'est clairement pas aussi simple que vous avez toutes ces mutations et vous êtes la pire chose qui soit », dit Emma Hodcroft.

La bonne nouvelle est qu'il serait relativement simple de modifier les vaccins à ARNm fabriqués par BioNTech-Pfizer et Moderna pour les rendre plus efficaces contre une telle variante, explique Nathaniel Landau, microbiologiste au Langone Medical Center de l'Université de New York. « Si une variante émergeait qui pourrait mieux s'échapper que la variante actuelle, vous auriez vraiment besoin de boosters contre cette variante », dit-il.

En attendant, cependant, les vaccins actuels restent le meilleur moyen d'empêcher l'apparition de nouvelles variantes. « Il est clair qu'avec ces virus, ce n'est pas que si nous battons Delta, nous battrons la pandémie », a déclaré Mehul Suthar. « Il y en a juste un autre qui continue d'émerger. » « Si trop peu de personnes se font vacciner et que le virus se propage sans contrôle » dit-il, « il y aura juste ce cycle sans fin d'infection, de mutation et de transmission ».

Source : https://www.scientificamerican.com/article/why-do-variants-such-as-delta-become-dominant/