« Les anciennes épidémies de virus à ARN se sont produites fréquemment au cours de l’évolution humaine »

• Les adaptations du génome peuvent donner un aperçu d’une épidémie virale remontant à 25 000 ans.
• Plusieurs sources de preuves indiquent un coronavirus ou un virus similaire qui a émergé parmi les ancêtres des peuples d’Asie de l’Est.
• L’identification d’une activité virale ancienne pourrait révéler le potentiel des méthodes génomiques évolutives pour prédire et combattre les futures pandémies.

Une équipe de scientifiques, que des chercheurs de l’Université de l’Arizona à Tucson et de l’Université d’Adélaïde en Australie-Méridionale ont codirigée, s’est penchée sur les génomes humains pour trouver une corrélation entre les anciennes épidémies de coronavirus et l’adaptation passée chez l’homme moderne.

Ils espèrent que la compréhension de l’effet des pandémies passées sur les mutations génétiques donnera aux scientifiques plus de « munitions » dans la course aux armements contre les variantes du SRAS-CoV-2.

Yassine Souilmi, Ph.D., l’auteur principal de l’article, est chercheur associé postdoctoral au Centre australien pour l’ADN ancien. Lui et ses collègues chercheurs ont publié leurs découvertes dans l’édition de juin 2021 de Current Biology.

Les auteurs expliquent dans leur article :

« Ici, nous appliquons des analyses évolutives à des ensembles de données génomiques humaines pour récupérer des événements de sélection impliquant des dizaines de gènes humains qui interagissent avec des coronavirus, y compris le SRAS-CoV-2, qui ont probablement commencé il y a plus de 20 000 ans. »

VIP et virus à ARN

Tout au long de l’histoire de l’humanité, la sélection naturelle positive a souvent ciblé les protéines interagissant avec les virus (VIP). Les VIP travaillent soit à renforcer l’immunité, soit à se faire pirater par des virus.

Cette sélection naturelle a persisté au cours des 50 000 dernières années, en particulier autour des VIP qui réagissent aux virus à ARN, tels que les coronavirus.

Selon Souilmi et son équipe :

« Les preuves accumulées suggèrent que d’anciennes épidémies de virus à ARN se sont produites fréquemment au cours de l’évolution humaine ; Cependant, nous ne savons pas actuellement si la sélection a apporté une contribution substantielle à l’évolution des gènes humains qui interagissent plus spécifiquement avec les coronavirus. »

Enquêter sur les adaptations VIP

L’équipe de Souilmi a extrait des données génétiques du projet 1000 génomes, un vaste catalogue de variations génétiques humaines.

Deux analyses statistiques ont détecté des signaux génétiques appelés balayages sélectifs.

Les chercheurs ont recherché des modifications de balayage sélectives parmi plus de 400 VIP qui interagissent avec les coronavirus (CoV-VIPS). Ils ont étudié les données de 26 populations.

S’appuyant sur des preuves que les VIP sont ce que les virus exploitent pour s’emparer des cellules hôtes, ils se sont concentrés sur ces gènes. Ils ont également adopté cette approche car les VIP ont tendance à exercer une plus grande influence fonctionnelle sur les virus par rapport aux autres protéines.

Signaux de balayage plus de 900 générations

Les scientifiques ont découvert un schéma de modifications antivirales dans les signaux de balayage à 42 CoV-VIP dans cinq populations d’Asie de l’Est. Cet enrichissement n’est pas apparu dans d’autres populations.

L’équipe a rapporté :

« …[O]Nos résultats sont cohérents avec l’émergence d’une épidémie virale… il y a ∼25 000 ans (28 ans par génération) qui a provoqué une explosion de forte sélection positive en Asie de l’Est. [These] événements de sélection […] sont clairement antérieurs à la répartition estimée des différentes populations d’Asie de l’Est incluses dans le projet 1000 génomes à partir de leur population ancestrale commune.

Les mutations observées peuvent avoir augmenté régulièrement en fréquence jusqu’à environ 200 générations, soit il y a environ 5 000 ans.

En outre, les protéines CoV-VIP démontrent des effets et des variations antiviraux et proviraux qui affectent la sensibilité au SRAS-CoV-2 et la gravité du COVID-19 dans la population britannique actuelle.

Cependant, le document note que de telles adaptations dans certaines populations humaines n’impliquent pas que ces populations soient plus sensibles aux épidémies virales.

Medical News Today a demandé à Martin Bachmann, Ph.D., immunologiste et professeur de vaccinologie à l’Institut Jenner de l’Université d’Oxford au Royaume-Uni et à l’Université de Berne en Suisse, son point de vue sur cette recherche :

«Pour moi, c’est assez étonnant que vous puissiez analyser des épidémies d’il y a 20 000 ans sans réellement regarder un échantillon qui a plus de quelques années. Cela montre qu’il y a énormément d’informations enfouies dans le génome de l’ensemble de la population plutôt que dans les génomes individuels. »

Exploiter les informations évolutives pour lutter contre le COVID-19

Souilmi et ses collègues chercheurs prévoient que leurs découvertes aideront à développer des médicaments et des thérapies.

Actuellement, 11 médicaments en cours d’utilisation ou en essais cliniques ciblent quatre des 42 gènes CoV-VIP analysés par l’équipe.

MNT s’est également entretenu avec William Schaffner, MD, professeur de maladies infectieuses à l’Université Vanderbilt de Nashville, TN.

Schaffner espère également que ce type de recherche conduira à des interventions médicales « afin que nous puissions surmonter la pandémie et commencer à la contrôler de manière beaucoup plus sûre que de laisser le virus lui-même faire son chemin avec nous ».

Le professeur a noté que pour développer une protection génétique contre l’ancien virus, les populations d’Asie de l’Est étaient probablement confrontées à un taux de mortalité très élevé. Construire une immunité naturelle a un prix élevé que le monde moderne pourrait éviter avec des percées scientifiques.

Les limites de l’étude

Souilmi et ses co-auteurs avertissent que les ensembles de données qu’ils ont utilisés dans certaines de leurs évaluations proviennent de populations modernes avec des ascendances différentes de celles des sous-ensembles d’Asie de l’Est où les gènes CoV-VIP sont apparus.

Des échantillons d’ADN anciens pourraient valider la progression des mutations CoV-VIP, mais ils restent à découvrir.

Les chercheurs notent également que leur approche de génomique des populations n’a pas pu identifier les variantes causales des protéines CoV-VIP qu’ils ont examinées chez les ancêtres d’Asie de l’Est.

Ils mentionnent la possibilité qu’un virus différent utilisant des VIP similaires aux coronavirus aurait pu déclencher les adaptations qu’ils ont observées.

Il convient de noter que l’un des auteurs de l’étude est consultant auprès de Maze Therapeutics et Interline Therapeutics et a reçu des stocks de leur part. Ils sont également actionnaire de Tenaya Therapeutics. Les autres auteurs n’ont déclaré aucun intérêt concurrent.