# Comment le COVID a transformé la science

Il y a cinq ans, Kei Sato cherchait son prochain grand défi quand il l’a rencontré de plein fouet, ainsi que le monde entier. Le virologue venait de créer un groupe indépendant à l’Université de Tokyo et essayait de se tailler une place dans le domaine encombré de la recherche sur le VIH. « Je me suis dit : “Que puis-je faire pendant les 20 ou 30 prochaines années ?” »

Il a trouvé une réponse dans le SARS-CoV-2, le virus responsable de la pandémie de COVID-19, qui se propageait rapidement dans le monde entier. En mars 2020, alors que des rumeurs laissaient entendre que Tokyo pourrait être confrontée à un confinement qui stopperait les activités de recherche, Sato et cinq étudiants ont décampé dans le laboratoire d’un ancien conseiller à Kyoto. Là, ils ont commencé à étudier une protéine virale que le SARS-CoV-2 utilise pour réprimer les premières réponses immunitaires de l’organisme. Sato a rapidement mis en place un consortium de chercheurs qui allaient publier au moins 50 études sur le virus.

L’émergence de variants du SARS-CoV-2 plus rapides à transmettre et plus mortels, tels qu’Alpha et Delta, a anéanti certaines hypothèses initiales. Dès le début de l’année 2020, le SARS-CoV-2 avait acquis un seul changement d’acide aminé qui a considérablement stimulé sa propagation. Beaucoup d’autres suivraient.

« Ce que j’ai mal compris et que je n’avais pas anticipé, c’est à quel point il changerait phénotypiquement »,
Holmes

« Vous avez vu cette incroyable accélération de la transmissibilité et de la virulence. » Cela suggérait que le SARS-CoV-2 n’était pas particulièrement bien adapté à la propagation entre les personnes lorsqu’il a émergé à Wuhan, une ville de millions d’habitants. Il aurait très bien pu s’éteindre dans un environnement moins densément peuplé, ajoute-t-il.

Sato se demande également si le rythme effréné des changements observés n’était qu’un produit de la façon dont le SARS-CoV-2 était suivi de près. Les chercheurs observeraient-ils le même taux s’ils observaient l’émergence d’une souche de grippe nouvelle pour la population, avec la même résolution ? Cela reste à déterminer.

Et bien qu’Omicron et ses ramifications aient été plus bénignes qu’Alpha, Beta et Delta, celles-ci s’étaient toutes avérées plus virulentes que la lignée qu’elles avaient remplacée, renversant l’idée que le virus évoluerait pour être moins mortel.

« L’idée qu’il existe une loi de la nature qui dit qu’un virus va rapidement perdre sa virulence lorsqu’il saute dans un nouvel hôte est incorrecte »,
bloom

C’est une idée qui n’a jamais eu beaucoup d’adhésion auprès des virologues de toute façon.

L’une des grandes craintes de Sato est qu’un variant du SARS-CoV-2 radicalement différent émerge et surmonte l’immunité qui empêche la plupart des gens de tomber gravement malades. Il craint que le résultat ne soit désastreux.

## Les cas chroniques pourraient révéler des informations

Avant que Gupta ne se tourne vers le SARS-CoV-2, il se concentrait sur le VIH, qui est ordinairement une infection à vie. En tant que clinicien, il avait traité la deuxième personne jamais guérie du VIH grâce à une greffe de cellules souches sanguines. Mais son groupe de recherche a étudié comment la résistance aux médicaments antirétroviraux évolue au cours des mois et des années chez les personnes.

La plupart des scientifiques supposaient que,contrairement au VIH ou à d’autres infections à long terme,les virus respiratoires tels que le SARS-CoV-2 étaient aigus,et que ceux qui survivaient à leurs infections éliminaient le virus en quelques jours. Des infections à plus long terme se produisent dans la grippe, mais elles semblent être une impasse évolutive. Le virus s’adapte pour survivre dans l’hôte, pas pour se propager à d’autres.

Mais fin 2020, Gupta a caractérisé une infection au SARS-CoV-2 de 102 jours chez un homme septuagénaire dont le système immunitaire était compromis. L’infection a finalement été fatale. Dans le corps de l’homme, le virus a développé un nombre élevé de changements de la protéine spike. Beaucoup de ces changements seraient également observés dans des variants inquiétants,y compris le variant Alpha qui a fait monter en flèche le nombre de cas et a incité une autre vague de confinements fin 2020 et début 2021.

Le cas de l’homme n’a donné naissance à aucun variant répandu, mais il a donné à Gupta, avec son expérience de l’évolution du VIH, l’idée que les infections chroniques pourraient être une source des sauts évolutifs drastiques qui ont caractérisé les variants préoccupants du SARS-CoV-2. « Nous n’avions pas les idées préconçues que le domaine de la grippe avait sur ce que font les virus respiratoires », dit-il.

Alex Sigal, un virologue de l’Africa Health Research Institute à Durban, en Afrique du Sud, a eu une idée similaire lorsqu’un autre variant, appelé Beta, a été identifié dans son pays. L’Afrique du Sud a un taux élevé d’infections au VIH — dont beaucoup ne sont pas traitées — et Sigal s’est demandé si c’était plus qu’une coïncidence que Beta semblait avoir émergé là où il y avait un nombre élevé de personnes immunodéprimées.

Omicron — qui a été détecté pour la première fois par des scientifiques au Botswana et en Afrique du Sud — a renforcé l’argument selon lequel les infections à long terme sont une source de variants. Omicron était également parsemé de mutations de la protéine spike qui avaient été observées chez des personnes immunodéprimées. Les chercheurs ont observé une évolution similaire en suivant des lignées « cryptiques » de SARS-CoV-2 identifiées dans l’échantillonnage des eaux usées mais non observées ailleurs.

Personne n’a encore identifié la source précise d’Omicron ou de l’un des principaux variants, mais la plupart des scientifiques pensent maintenant qu’ils commencent chez des personnes atteintes d’infections chroniques, au cours desquelles le virus a le temps de rassembler des combinaisons autrement improbables de mutations qui échappent à l’immunité et stimulent la transmission (la façon exacte dont cela se produit est un domaine de recherche actif). Les scientifiques, y compris Sigal, ont commencé à étudier les individus immunodéprimés, y compris les personnes atteintes d’infections au VIH non traitées, afin de mieux comprendre les caractéristiques qui peuvent donner lieu à l’évolution virale observée dans les variants tels qu’Omicron.

Les chercheurs se demandent également maintenant si les infections chroniques sont importantes pour l’évolution d’autres agents pathogènes, y compris les virus qui causent la variole simienne, le chikungunya, Ebola et le VRS, un virus respiratoire courant qui peut causer des maladies graves chez les jeunes enfants et les personnes âgées.

« C’est quelque chose qui est une observation de changement de paradigme du COVID-19, et nous allons maintenant rechercher cela dans les futurs virus pandémiques »,
Gupta

## Une façon réactive de faire de la science

Sato utilise le terme « science réactive » pour décrire la façon dont son laboratoire a fonctionné pendant la pandémie.Dès qu’un nouveau variant inquiétant était observé, des chercheurs du monde entier et un certain nombre de non-scientifiques hautement qualifiés commençaient à parcourir les données. L’équipe de Sato a travaillé jour et nuit à la caractérisation des variants — en apprenant leur capacité à esquiver l’immunité ou à se propager de cellule à cellule — et à produire des données en quelques jours ou semaines, plutôt qu’en années. Lorsqu’un autre variant est apparu, le cycle s’est répété.

« C’était l’une des premières fois où la biologie évolutive est devenue une science appliquée »,
Bloom

Son laboratoire a mené des expériences de « balayage mutationnel profond » qui ont sondé les effets de dizaines de milliers de changements viraux potentiels et prédits.

La ruée vers l’étude du SARS-CoV-2 a permis de mettre au point des vaccins efficaces, des traitements, tels que les anticorps monoclonaux, et des informations exploitables sur la propagation du virus.

« Les mentalités des gens ont changé »,
Sigal

Si les mêmes niveaux de partage de données, de collaboration et d’investissement urgent devenaient courants dans d’autres domaines tels que la biologie du cancer, soutient-il, cela pourrait sauver plus de vies.

Le laboratoire de Sato est toujours axé sur le SARS-cov-2. Une partie de l’éloignement du virus est due au manque d’urgence — et de financement à long terme. Le séquençage du SARS-CoV-2 s’est stabilisé : l’année dernière, moins de 700 000 séquences ont été ajoutées au référentiel GISAID.

L’expérience d’étudier le SARS-CoV-2 si intensément a également laissé de nombreux scientifiques épuisés.

Beaucoup de chercheurs se demandent maintenant quel est le bon niveau de séquençage pour le SARS-CoV-2 — et d’autres agents pathogènes humains et animaux — compte tenu des ressources limitées et des menaces inconnues.

Comment le COVID-19 a transformé la science

Il y a cinq ans, la pandémie de COVID-19 a bouleversé le monde et la recherche scientifique. Ce texte explore comment le SARS-CoV-2, le virus responsable, a accéléré la recherche et changé notre compréhension de la virologie.

L’Accélération de la Recherche virologique

L’émergence du SARS-CoV-2 a radicalement transformé la recherche virologique. Des chercheurs comme Kei sato ont rapidement réorienté leurs efforts, formant des consortiums et publiant des dizaines d’études en un temps record. L’apparition rapide de variants tels qu’Alpha et Delta a remis en question les hypothèses initiales sur l’évolution virale, révélant une capacité d’adaptation inattendue. L’idée que les virus évoluent pour devenir moins virulents a été contredite.

Tableau 1: Evolution du SARS-CoV-2 et ses implications

| Variant | Caractéristiques | Implications |

|—|—|—|

| Alpha | Transmission accrue | Hausse des cas, reconfinement |

| Delta | Transmission et virulence accrues | Hausse des cas et des hospitalisations |

| Omicron | Plus contagieux, mais moins grave | Dépassement des variants précédents |

L’Importance des Infections Chroniques

L’étude du SARS-CoV-2 a mis en lumière le rôle crucial des infections chroniques dans l’évolution virale. Des chercheurs comme Gupta et Sigal ont observé que des infections prolongées chez des individus immunodéprimés pouvaient être le berceau de variants préoccupants, comme Omicron. Ces infections permettent au virus d’accumuler des mutations qui lui confèrent une résistance immunitaire et une transmissibilité accrue. Cette découverte a changé notre compréhension de l’évolution de nombreux virus, incluant le VIH, la variole simienne, le chikungunya, Ebola et le VRS.

La “Science Réactive”

La réponse rapide et collaborative à la pandémie a donné naissance à une “science réactive”. Des chercheurs du monde entier ont partagé des données et collaboré pour caractériser les variants, développer des vaccins et des traitements efficaces en un temps record. Cette approche a démontré le potentiel de la collaboration scientifique et la rapidité avec laquelle la recherche peut progresser en cas d’urgence.

FAQ

Q: Le SARS-CoV-2 a-t-il évolué pour être moins virulent ?

R: Non. Les variants ont démontré une capacité à augmenter à la fois leur transmissibilité et leur virulence.

Q: Quel est le rôle des infections chroniques dans l’évolution du SARS-cov-2 ?

R: Elles semblent être une source importante de variants, permettant au virus d’accumuler des mutations et d’échapper à l’immunité.

Q: Qu’est-ce que la “science réactive” ?

R: Une approche scientifique rapide, collaborative et axée sur l’urgence, comme observé pendant la pandémie de COVID-19.

Q: Quelles sont les leçons apprises de la pandémie concernant la recherche future ?

R: L’importance de la collaboration internationale, du partage rapide de données et de l’investissement dans la recherche en cas d’urgence sanitaire.