Une étude publiée dans Microbiologie PNAS ont constaté que les virus enveloppés hébergent une plus grande transmissibilité inter-espèces et sont plus susceptibles de provoquer des infections zoonotiques que les virus non enveloppés. La recherche a suggéré que les enveloppes virales aident ces agents pathogènes à échapper à l’immunité de l’hôte.
Arrière plan
La zoonose fait référence à la propagation de maladies infectieuses entre les animaux et les humains (ou entre les humains et les animaux). Au cours des dernières décennies, la transmission interspécifique de virus d’animaux sauvages ou domestiques à l’homme (zoonoses) a conduit à des épidémies majeures. Pourtant, notre compréhension de ce processus complexe reste limitée.
Plusieurs zoonoses bien connues comprennent le virus de l’immunodéficience humaine/syndrome d’immunodéficience acquise (VIH/SIDA), Zika, Ebola, la grippe, le COVID et le mpox. Par conséquent, comprendre et prévoir l’émergence du virus est devenu une priorité scientifique. Plusieurs facteurs de risque zoonotiques existent, notamment l’élimination de la biodiversité et les invasions d’espèces, la variabilité de l’hôte viral, la fréquence des interactions, les caractéristiques du cycle de vie des hôtes réservoirs, le commerce d’espèces sauvages et la proximité de l’hôte avec l’homme.
Néanmoins, des études antérieures ont révélé que trois facteurs ont été identifiés comme contribuant au risque de propagation des maladies zoonotiques – le matériel génétique viral – les virus à acide ribonucléique (ARN) peuvent être plus sensibles que les virus à ADN ; site de réplication – les virus qui se répliquent dans le cytoplasme de l’hôte plutôt que dans le noyau peuvent avoir un avantage ; et la taille du génome – des génomes plus petits peuvent être plus zoonotiques.
La nature enveloppée des virus est un trait caractéristique qui les distingue des autres organismes. La plupart des virus zoonotiques qui ont causé des maladies humaines dans le passé étaient enveloppés, tels que la variole, le mpox, les coronavirus, la rage, la rougeole et la grippe.
Le génome d’un virus peut fournir des informations sur le tropisme de l’hôte et la propension zoonotique en évaluant des caractéristiques telles que les biais d’utilisation des codons ou des dinucléotides et la mesure dans laquelle ces biais reflètent ceux observés dans les transcrits du gène hôte. Les caractéristiques fondamentales des virus restent inconnues malgré ces avancées dans la compréhension de la transmission inter-espèces et des zoonoses.
L’étude
À l’aide d’une base de données de plus de 12 000 interactions virus-hôte de mammifères, les travaux actuels ont exploré les principales propriétés virologiques qui influencent la transmissibilité inter-espèces et la propension zoonotique afin de mieux comprendre quelles caractéristiques virales déterminent principalement la zoonose.
Ici, les chercheurs ont examiné une grande base de données VIRION contenant 5 149 virus identifiés par des études métagénomiques. Cette analyse exploratoire a utilisé la base de données Global Virome in One Network (VIRION). Au total, 5 149 virus appartenant à 36 familles et 1 599 espèces d’hôtes ont été analysés à partir de 20 ordres, révélant 12 888 associations virus-hôte.
Ensuite, les caractéristiques fondamentales des virus ont été définies à partir de – leur matériel génétique ; simple ou double brin; segmenté ou non segmenté, se répliquant dans le cytoplasme ou le noyau, enveloppé ou non enveloppé, et la taille du génome.
Pour chaque virus, le nombre d’espèces hôtes naturelles a été identifié et enregistré, à l’exclusion des humains, afin de réduire la possibilité de biais. Les virus de mammifères ont ensuite été examinés pour leur pathogénicité potentielle, c’est-à-dire leur capacité de zoonose.
Les résultats
Les résultats ont montré que le nombre d’espèces hôtes augmentait plus rapidement pour les virus enveloppés que pour les virus non enveloppés, étant environ deux fois plus élevé pour le premier type. Cette différence était également perceptible lorsque le facteur d’enveloppe était combiné avec les autres caractéristiques virales.
Toutes les autres caractéristiques virales examinées étaient soit non significatives soit marginalement significatives. Les virus enveloppés étaient plus susceptibles de subir une transmission interspécifique que les virus non enveloppés.
Il a été noté que les virus enveloppés ont tendance à avoir une proportion plus élevée de propagation zoonotique que les virus non enveloppés. En utilisant la régression logistique binaire avec N ≥ 5 enregistrements de séquences, on a estimé que la propension zoonotique augmentait de 2,5 fois pour les virus enveloppés par rapport aux virus non enveloppés. Ainsi, les virus enveloppés ont montré une plus grande propension à la propagation zoonotique que les virus non enveloppés.
Pendant ce temps, les virus se répliquant dans le cytoplasme se sont avérés plus susceptibles (1,9 fois) d’être zoonotiques que ceux qui se répliquent dans le noyau. Les virus segmentés augmentent légèrement plus les risques de zoonose que les virus non segmentés. De plus, les virus avec des génomes plus petits avaient une plus grande probabilité de précipiter une infection zoonotique.
L’absence d’effets significatifs de ces deux caractéristiques sur la transmission inter-espèces signifiait que leur impact sur la propension zoonotique pouvait être dû soit à des facteurs spécifiques à l’homme, soit, plus probablement, à des biais dans les ensembles de données sur les virus infectieux pour l’homme.
Cette étude a également fourni des informations sur la manière dont les virus enveloppés pourraient infecter les hôtes. Il était probable que les protéines d’enveloppe étaient structurellement moins contraignantes que les protéines de capside, permettant aux virus enveloppés de se lier aux récepteurs cellulaires de différentes espèces hôtes avec une plus grande flexibilité, de se lier à un plus grand nombre de récepteurs alternatifs ou de s’adapter aux mutations de changement d’hôte sans compromettre d’autres fonctions.
Un autre mécanisme possible est un mimétisme apoptotique, dans lequel des particules virales sont englouties par des cellules hôtes déguisées en corps apoptotiques avec des conformations lipidiques membranaires définies et sont introduites dans les cellules hôtes.
Conclusion
Les résultats ont révélé que les virus enveloppés infectent plus d’espèces hôtes et sont plus susceptibles d’être zoonotiques que les virus non enveloppés. En revanche, d’autres caractéristiques virales, telles que la composition du génome, la structure, la taille et le compartiment de réplication virale, sont moins significatives.
Selon cette étude, les enveloppes virales n’ont pas eu d’impact significatif ni même réduit le risque zoonotique contrairement à la croyance antérieure, ce qui peut aider à hiérarchiser les efforts de prévention des épidémies. Une enveloppe virale peut faciliter la transmission entre espèces en facilitant la flexibilité structurelle des protéines de liaison aux récepteurs et en permettant de surmonter les barrières d’entrée virales.
