Comment les virus se propagent, mutent et se transforment en nouvelles variantes

Un virus a besoin d'une cellule hôte pour faire des copies de lui-même. Chaque fois que cette copie se produit, il y a une chance que la nouvelle copie diffère légèrement de l'original — un changement appelé mutation. Avec suffisamment de mutations accumulées dans une lignée, les agences de santé commencent à l'appeler variante. Répété à travers des millions d'infections, ce processus est la façon dont les virus respiratoires tels que la grippe ou le SARS-CoV-2 continuent de changer au fil du temps.

Comment un virus passe d'une personne à l'autre

L'Organisation mondiale de la santé classe les façons dont les virus respiratoires se propagent entre les personnes en transmission par contact, gouttelettes et par voie aérienne. La transmission par contact se produit lorsque les sécrétions chargées de virus passent directement entre les personnes ou indirectement par une surface contaminée. La transmission par gouttelettes implique des particules respiratoires plus grandes — plus de 5 à 10 micromètres — qui tombent au sol ou se posent sur la bouche, le nez ou les yeux d'une autre personne dans environ un mètre. La transmission par voie aérienne implique des particules plus petites qui restent en suspension dans l'air et peuvent voyager plus loin ; l'OMS dit que cette voie est plus clairement documentée lors de procédures médicales qui génèrent des aérosols.

Dans ses commentaires sur le SARS-CoV-2, l'OMS note que des grappes de cas ont été signalées dans des espaces intérieurs surpeuplés et mal ventilés — restaurants, salles de sport, lieux de culte — en particulier après un contact rapproché durant approximativement une heure ou plus. La ventilation, la distance physique et le temps passé ensemble influencent tous la facilité avec laquelle un virus respiratoire se propage à travers un groupe.

Mesurer la propagation : le nombre de reproduction

Les épidémiologistes résument la rapidité avec laquelle une infection se propage par le nombre de reproduction de base, R0 — le nombre attendu de nouvelles infections causées par une personne infectée dans une population entièrement susceptible, selon un examen publié sur la plateforme PubMed Central (PMC) des Instituts nationaux de la santé des États-Unis. Si R0 est supérieur à 1, une personne infectée typique transmet le virus à plus d'une autre personne en moyenne et l'épidémie se développe ; s'il reste inférieur à 1, l'épidémie diminue. L'examen note que R0 dépend du taux de contact entre les personnes, de la probabilité de transmission par contact et de la durée pendant laquelle quelqu'un reste contagieux — non pas du seul pathogène.

De l'erreur de copie à la mutation

Les mutations ne sont pas quelque chose qu'un virus fait délibérément. Selon l'OMS, les mutations sont simplement les changements qui se produisent quand le matériel génétique d'un virus est copié ; l'agence note que plus un virus se propage et se réplique, plus il a de chances de développer de tels changements. Les virus à ARN tels que les coronavirus et la grippe ont tendance à accumuler ces erreurs de copie particulièrement souvent, selon un explicatif publié par Science News Explores, une publication de la Société pour la science.

Les Centres pour le contrôle et la prévention des maladies des États-Unis (CDC) déclarent que le SARS-CoV-2 continue d'accumuler des mutations dans sa séquence génétique alors qu'il continue de circuler. La plupart de ces changements n'apportent aucune différence perceptible à la façon dont le virus se comporte.

Quand une mutation devient une variante — et peut-être une souche

L'OMS définit une variante comme un virus ayant une ou plusieurs mutations nouvelles par rapport à la version dont il est issu. Science News Explores fait une distinction supplémentaire : une variante ne devient une souche qu'une fois que les chercheurs peuvent démontrer qu'elle possède une capacité biologique véritablement nouvelle, comme se propager plus facilement, provoquer une maladie plus grave ou échapper partiellement à l'immunité acquise par une infection antérieure ou la vaccination. Par cette logique, toute souche est une variante, mais pas toute variante ne se qualifie pas comme une souche.

Si une nouvelle variante se propage dépend de la sélection naturelle. Les changements qui rendent une copie de virus moins capable d'infecter les cellules ont tendance à disparaître rapidement, tandis que les changements qui rendent le virus plus adapté à son environnement actuel — plus transmissible, meilleur pour échapper aux défenses immunitaires, ou les deux — ont tendance à devenir plus courants au fil du temps, selon Science News Explores. Parce que les épidémies importantes génèrent plus d'infections, et donc plus d'événements de réplication, une transmission élevée soutenue donne à un virus plus de chances de générer le type de mutation qui devient une nouvelle variante réussie.

Comment les agences suivent les nouvelles variantes

Pour suivre l'évolution virale, les CDC exécutent une surveillance génomique : les laboratoires séquencent le code génétique d'échantillons de virus provenant de patients et téléchargent les séquences dans des bases de données partagées pour que les chercheurs puissent les comparer. L'agence regroupe les séquences apparentées en lignées en utilisant le système de nomenclature Pango, un cadre de nomenclature utilisé internationalement par les organismes de santé publique et les chercheurs pour suivre comment les lignées se rapportent les unes aux autres et se propagent au fil du temps, selon les CDC.

La surveillance combine ces données génétiques avec des données phénotypiques — des observations directes de laboratoire ou cliniques de la façon dont une variante se comporte réellement — pour évaluer si les tests, traitements et vaccins existants fonctionnent toujours contre elle, selon les CDC. L'OMS ajoute que les vaccins contre la COVID-19 ont été conçus pour déclencher une large réponse immunitaire impliquant plusieurs types d'anticorps et de cellules immunitaires, ce qui explique pourquoi les mutations individuelles sont peu susceptibles en elles-mêmes de rendre un vaccin complètement inefficace ; si une variante réduit significativement la protection, l'OMS dit que la composition du vaccin peut être mise à jour en réponse.