Les cas inhabituels de pneumonie ont commencé à apparaître au milieu de l’hiver, en Chine. La cause, les chercheurs apprendront plus tard, était un coronavirus nouveau pour la science. En mars, l’infection a commencé à se propager à d’autres pays asiatiques et à l’étranger. Des gens mouraient et l’Organisation mondiale de la Santé a émis une alerte sanitaire mondiale.
Mais c’était en 2003, pas en 2020, et la maladie était le SRAS, pas le Covid-19. En juin, l’épidémie avait presque disparu, avec seulement 8 098 infections confirmées et 774 décès dans le monde. Aucun cas de SRAS n’a été signalé depuis 2004.
Contrastez avec le coronavirus étroitement lié qui cause le Covid-19 aujourd’hui: plus de 13 600 000 cas confirmés au 16 juillet et plus de 585 000 décès.
Pourquoi le SRAS a-t-il disparu alors que le coronavirus d’aujourd’hui continue de se propager? Pourquoi, d’ailleurs, ces deux coronavirus se sont-ils répandus chez les gens, à partir de leurs hôtes de chauve-souris d’origine?
Et tout aussi vital que ces questions en est une autre : Que se passe-t-il ensuite?
Face à la pandémie actuelle, il sera important de comprendre comment le SRAS-CoV-2, le virus à l’origine de la Covid-19, est susceptible d’évoluer dans les mois et les années à venir. Il est possible que le virus perde son caractère mortel et s’installe dans une détente évolutive avec l’humanité. Cela pourrait finir comme un autre virus du rhume, comme cela a pu arriver à un autre coronavirus dans le passé. Mais il pourrait également rester une menace sérieuse ou peut-être même évoluer pour devenir plus mortel. Le résultat dépend de l’interaction complexe et parfois subtile des forces écologiques et évolutives qui façonnent la façon dont les virus et leurs hôtes réagissent les uns aux autres.
« Une chose que vous apprenez sur l’évolution est de ne jamais généraliser”, explique Edward Holmes, virologue évolutionniste à l’Université de Sydney, en Australie, et auteur d’un article sur l’évolution des virus émergents dans la Revue annuelle de l’Écologie, de l’évolution et de la systématique. « Cela dépend entièrement de la nuance biologique de la situation. »
Les étapes du succès viral
La plupart des virus les plus effrayants qui ont causé des épidémies passées ou actuelles provenaient d’autres animaux et ont ensuite atteint les humains: le VIH d’autres primates, la grippe d’oiseaux et de porcs et le virus Ebola probablement des chauves-souris. Il en va de même pour les coronavirus: ceux qui sont à l’origine du SRAS (syndrome respiratoire aigu sévère), du MERS (syndrome respiratoire du Moyen-Orient) et du Covid-19 proviennent probablement tous des chauves-souris et sont arrivés chez les personnes via une autre espèce, probablement des civettes de palmiers, des chameaux et éventuellement des pangolins, respectivement.
Mais passer d’une espèce à l’autre n’est pas facile, car les virus qui réussissent doivent être bien adaptés à leurs hôtes. Pour entrer dans une cellule hôte, une molécule à la surface du virus doit correspondre à un récepteur à l’extérieur de la cellule, comme une clé s’insérant dans une serrure. Une fois à l’intérieur de la cellule, le virus doit échapper aux défenses immunitaires de la cellule, puis réquisitionner les parties appropriées de la biochimie de l’hôte pour éliminer de nouveaux virus. Tout ou partie de ces facteurs sont susceptibles de différer d’une espèce hôte à l’autre, de sorte que les virus devront changer génétiquement — c’est—à-dire évoluer – pour s’installer chez un nouvel animal.
La commutation de l’hôte implique en fait deux étapes, bien que celles-ci puissent se chevaucher. Premièrement, le virus doit pouvoir envahir les cellules du nouvel hôte: c’est une condition minimale pour rendre l’hôte malade. Mais pour devenir capable de provoquer des épidémies, le virus doit également devenir infectieux — c’est—à-dire transmissible entre individus – chez son nouvel hôte. C’est ce qui élève un virus d’une nuisance occasionnelle à une nuisance susceptible de causer des dommages généralisés.
Le SARS-CoV-2 montre clairement ces deux étapes. Par rapport au virus chez les chauves-souris, le virus qui infecte les gens et un proche parent chez les pangolins portent une mutation qui modifie la forme de la protéine de pointe de surface.”L’altération est juste à l’endroit qui se lie aux récepteurs des cellules hôtes pour laisser entrer le virus. Cela suggère que la mutation est apparue pour la première fois chez des pangolins ou une espèce encore non identifiée et a permis au virus de sauter sur les gens.
Mais le SARS-CoV-2 porte d’autres changements dans la protéine de pointe qui semblent être apparus après qu’elle a sauté aux gens, car ils ne se produisent pas dans les virus de la chauve-souris ou du pangolin. L’un se trouve dans une région appelée site de clivage polybasique, qui est connue pour rendre les autres coronavirus et virus de la grippe plus infectieux. Une autre semble rendre la protéine spike moins fragile, et dans les expériences de laboratoire avec des cultures cellulaires, elle rend le virus plus infectieux. La mutation est devenue plus courante à mesure que la pandémie de Covid-19 se poursuit, ce qui suggère — mais ne prouve pas — qu’elle rend le virus plus infectieux dans le monde réel. (Heureusement, même si cela peut augmenter la propagation, cela ne semble pas rendre les gens plus malades.)
Cette évolution en deux étapes – d’abord le débordement, puis l’adaptation au nouvel hôte — est probablement caractéristique de la plupart des virus lorsqu’ils changent d’hôte, explique Daniel Streicker, écologiste viral à l’Université de Glasgow. Si c’est le cas, les virus émergents traversent probablement une « période de silence” immédiatement après un changement d’hôte, au cours de laquelle le virus se gratte à peine, vacillant au bord de l’extinction jusqu’à ce qu’il acquière les mutations nécessaires à la floraison d’une épidémie.
Streicker voit cela dans les études sur la rage chez les chauves—souris – ce qui est un bon modèle pour étudier l’évolution des virus émergents, dit-il, car le virus de la rage a sauté entre différentes espèces de chauves-souris à plusieurs reprises. Lui et ses collègues ont examiné des décennies de données de séquence génétique pour les virus de la rage qui avaient subi de tels changements d’hôte. Étant donné que les populations plus grandes contiennent plus de variantes génétiques que les populations plus petites, la mesure de la diversité génétique dans leurs échantillons a permis aux scientifiques d’estimer l’étendue du virus à un moment donné.
L’équipe a constaté que presque aucune des 13 souches virales étudiées n’avait décollé immédiatement après le passage à une nouvelle espèce de chauve-souris. Au lieu de cela, les virus ont eu une existence marginale pendant des années à des décennies avant d’acquérir les mutations — d’une fonction encore inconnue — qui leur ont permis d’éclater à des niveaux épidémiques. Sans surprise, les virus qui ont émergé le plus rapidement étaient ceux qui avaient besoin du moins de changements génétiques pour fleurir.
Le SARS-CoV-2 a probablement traversé une phase de ténacité similaire avant d’acquérir les adaptations clés qui lui ont permis de s’épanouir, peut-être la mutation vers le site de clivage polybasique, peut-être d’autres non encore identifiées. En tout cas, explique Colin Parrish, virologue à l’Université Cornell qui étudie les quarts d’hôtes, « au moment où la première personne à Wuhan avait été identifiée avec le coronavirus, il était probablement chez les gens depuis un certain temps. »
C’est notre malchance que le SARS-CoV-2 s’est adapté avec succès. De nombreux virus qui se répandent sur les humains ne le font jamais. Environ 220 à 250 virus sont connus pour infecter les gens, mais seulement environ la moitié sont transmissibles — beaucoup seulement faiblement — d’une personne à l’autre, explique Jemma Geoghegan, virologue évolutionniste à l’Université d’Otago, en Nouvelle-Zélande. Les autres sont des infections sans issue. La moitié est une estimation généreuse, ajoute-t-elle, car de nombreux autres événements de débordement ont probablement fait long feu avant même qu’ils ne puissent être comptés.
Devenir plus gentil ou plus méchant
Le SARS-CoV-2, bien sûr, est bien au-delà du stade chancelant. La grande question est maintenant: Que se passe-t-il ensuite? Une théorie populaire, approuvée par certains experts, est que les virus commencent souvent à nuire à leurs hôtes, mais évoluent vers une coexistence plus bénigne. Après tout, bon nombre des virus que nous connaissons déclenchent de graves problèmes chez une nouvelle espèce hôte et provoquent une maladie légère ou nulle chez l’hôte dont ils proviennent à l’origine. Et du point de vue du virus, cette théorie affirme que les hôtes moins malades sont plus susceptibles de se déplacer, de rencontrer d’autres personnes et de propager l’infection.
« Je crois que les virus ont tendance à devenir moins pathogènes”, explique Burtram Fielding, coronavirologue à l’Université du Cap-Occidental, en Afrique du Sud. « Le but ultime d’un agent pathogène est de se reproduire, de faire plus de lui-même. Tout agent pathogène qui tue l’hôte trop vite ne se donnera pas assez de temps pour se reproduire. »Si le SRAS-CoV-2 peut se propager plus rapidement et plus loin en tuant ou en blessant gravement moins de personnes qu’il infecte, nous pourrions nous attendre à ce qu’avec le temps, il devienne moins nocif — ou, comme le disent les virologues, moins virulent.
Ce genre de douceur évolutive pourrait être exactement ce qui est arrivé il y a plus d’un siècle à l’un des autres coronavirus humains, connu sous le nom d’OC43, suggère Fielding. Aujourd’hui, OC43 est l’un des quatre coronavirus qui représentent jusqu’à un tiers des cas de rhume (et peut-être parfois des maladies plus graves). Mais Fielding et quelques autres pensent qu’il aurait également pu être le virus à l’origine d’une pandémie mondiale, généralement attribuée à la grippe, qui a commencé en 1890 et a tué plus d’un million de personnes dans le monde, y compris le petit-fils et héritier de la reine Victoria.
Les scientifiques ne peuvent pas le prouver, car aucun échantillon de virus ne survit à cette pandémie, mais certaines preuves circonstancielles rendent l’affaire plausible, dit Fielding. D’une part, les personnes infectées lors de la pandémie de 1890 présentaient apparemment des symptômes du système nerveux que nous considérons maintenant plus typiques des coronavirus que de la grippe. Et lorsque des chercheurs belges ont séquencé le génome d’OC43 en 2005 et l’ont comparé à d’autres coronavirus connus, ils ont conclu qu’il provenait probablement d’un virus du bétail et qu’il pouvait avoir atteint les gens vers 1890. Ils ont émis l’hypothèse que cela aurait pu causer la pandémie de 1890, puis se sont installés dans une coexistence moins méchante en tant que virus du rhume ordinaire.
D’autres biologistes évolutionnistes ne sont pas d’accord. La pandémie s’est certainement estompée à mesure que de plus en plus de gens sont devenus immunisés, mais il n’y a aucune preuve solide que OC43 lui-même est passé de très virulent à surtout bénin au cours du siècle dernier, disent-ils. Même si c’était le cas, cela ne signifie pas que SARS-CoV-2 suivra la même trajectoire. « Vous ne pouvez pas simplement dire que cela va devenir plus agréable, qu’un pathogène bien adapté ne nuit pas à son hôte. La biologie évolutive moderne, et beaucoup de données, montre que cela ne doit pas nécessairement être vrai. Cela peut devenir plus agréable et plus méchant ”, explique Andrew Read, microbiologiste évolutionniste à la Penn State University. (Holmes est plus franc: « Essayer de prédire l’évolution de la virulence est un jeu de tasse”, dit-il.)
Pour comprendre pourquoi il est si difficile de prédire les changements de virulence, Read dit qu’il est important de reconnaître la différence entre la virulence — c’est—à-dire à quel point un virus rend son hôte malade – et sa transmissibilité, ou la facilité avec laquelle il passe d’un individu hôte à un autre. L’évolution favorise toujours une transmissibilité accrue, car les virus qui se propagent plus facilement sont évolutivement plus en forme — c’est-à-dire qu’ils laissent plus de descendants. Mais la transmissibilité et la virulence ne sont liées d’aucune manière fiable, dit Read. Certains germes font très bien même s’ils vous rendent très malade. Les bactéries qui causent le choléra se propagent par la diarrhée, une maladie si grave est bonne pour eux. Le paludisme et la fièvre jaune, qui sont transmis par les moustiques, peuvent très bien se propager même d’une personne à la porte de la mort.
Les virus respiratoires, comme la grippe et les coronavirus humains, ont besoin d’hôtes qui se déplacent suffisamment pour respirer les uns sur les autres, de sorte qu’une virulence extrêmement élevée peut être préjudiciable dans certains cas. Mais il n’y a pas d’avantage évolutif évident pour que le SARS-CoV-2 réduise sa virulence, car il paie peu de prix pour tuer occasionnellement des personnes: Il se propage facilement chez les personnes infectées qui ne se sentent pas encore malades, et même chez celles qui pourraient ne jamais présenter de symptômes de maladie. ”Pour être honnête, le nouveau coronavirus est déjà assez en forme », explique Geoghegan.
Il n’existe pas non plus de nombreux cas documentés de virus dont la virulence s’est atténuée au fil du temps. L’exemple rare et classique est le virus du myxome, qui a été délibérément introduit en Australie dans les années 1950 depuis l’Amérique du Sud pour contrôler les lapins européens invasifs. En quelques décennies, le virus a évolué pour réduire sa virulence, mais seulement jusqu’à 70 à 95% de létalité contre un énorme 99.8%. (Il a depuis été à nouveau coché.)
Mais le myxome est presque seul, dit Parrish. Par exemple, note-t-il, rien ne prouve que des pathogènes humains récents tels que les virus Ebola, Zika ou chikungunya aient montré des signes de devenir moins pathogènes dans un laps de temps relativement court depuis leur passage chez l’homme.
Ceux qui ont disparu
Les cauchemars évanouis de notre passé — les pandémies qui ont terrorisé, puis reculé, comme le SRAS en 2003 et la grippe en 1918-20 et encore en 1957, 1968 et 2009 — ont disparu non pas parce que les virus ont évolué pour causer une maladie plus douce, mais pour d’autres raisons. Dans le cas du SRAS, le virus a rendu les gens suffisamment malades pour que les agents de santé puissent contenir la maladie avant qu’elle ne devienne incontrôlable. ”Les personnes atteintes du SRAS sont tombées très malades, très rapidement et ont été facilement identifiées, facilement suivies et facilement mises en quarantaine — et leurs contacts ont également été facilement identifiés et mis en quarantaine », explique Mark Cameron, immunologiste à l’Université Case Western Reserve de Cleveland, qui a travaillé dans un hôpital de Toronto au plus fort de l’épidémie de SRAS là-bas. Cela n’allait jamais être aussi facile à faire pour Covid-19 car les personnes qui ne présentent pas de symptômes peuvent propager le virus.
Les pandémies de grippe, quant à elles, ont eu tendance à reculer pour une autre raison, celle qui offre plus d’espoir dans le moment présent: Assez de la population finit par devenir immunisée pour ralentir le virus. Le virus de la grippe H1N1 à l’origine de la pandémie de 1918 est resté le principal virus de la grippe jusqu’aux années 1950, et ses descendants circulent toujours dans la population humaine. Ce qui a fait du virus une telle menace en 1918-20, c’est qu’il était nouveau et que les gens avaient peu d’immunité. Une fois qu’une grande partie de la population a été exposée au virus et a développé une immunité, la pandémie a diminué, bien que le virus ait persisté à un niveau d’infections plus faible — comme il le fait à ce jour. Il semble maintenant moins mortel en grande partie parce que les personnes âgées, qui sont les plus à risque de mourir de la grippe, ont généralement rencontré la grippe H1N1 ou quelque chose du genre à un moment de leur vie et conservent un certain degré d’immunité, dit Read.
Avec le nouveau coronavirus, Parrish dit: « nous sommes en quelque sorte dans cette période de 1918 où le virus se propage rapidement dans une population naïve. »Mais cela changera à mesure que de plus en plus de gens attraperont le Covid-19 ou seront vaccinés (si et quand cela deviendra possible) et développeront un certain niveau d’immunité. « Il ne fait aucun doute qu’une fois que la population sera largement immunisée, le virus disparaîtra”, dit Parrish.
La question est de savoir combien de temps durera cette immunité: pour toute une vie, comme la variole, ou juste quelques années, comme la grippe? Cela dépendra en partie du fait que le vaccin induit une réponse anticorps permanente ou seulement temporaire. Mais cela dépend aussi si le virus peut changer pour échapper aux anticorps générés par le vaccin. Bien que les coronavirus n’accumulent pas de mutations aussi rapidement que les virus de la grippe, ils changent tout de même. Et au moins un, qui provoque une bronchite chez les poulets, a développé de nouvelles variantes qui ne sont pas couvertes par les vaccins précédents. Mais à ce stade, personne ne sait à quoi s’attendre du SARS-CoV-2.
Il y a au moins un aspect encourageant à tout cela. Même si nous ne pouvons pas prédire comment le virus évoluera ou comment il réagira au vaccin à venir, nous pouvons tous faire quelque chose pour réduire le risque que le virus évolue de manière dangereuse. Et cela n’implique aucun nouveau comportement compliqué. ”Les virus ne peuvent évoluer que s’ils se répliquent et se transmettent », explique Streicker. « Tout ce qui réduit la réplication d’un virus réduira en conséquence la quantité d’évolution qui se produit. »En d’autres termes, nous pouvons faire notre part pour ralentir l’évolution du virus Covid-19 en nous comportant exactement comme on nous l’a déjà dit pour éviter de l’attraper: minimiser le contact avec les autres, se laver les mains et porter un masque.
Cet article est initialement paru dans Knowable Magazine, une entreprise journalistique indépendante issue de revues annuelles. Inscrivez-vous à la newsletter.