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La pandémie du coronavirus, également connue sous son nom plus précis de COVID-19, a débuté à la fin de l'année 2019 et s'est rapidement propagée dans le monde entier. Bien que la forme originale du nouveau coronavirus - le SRAS-CoV-2 - était armée d'un système efficace contre les mutations, elle n'était pas immunisée contre celles-ci. En effet, le virus s'est depuis "scindé" en variants selon des variables évolutives dans les différentes populations. L'Organisation mondiale de la santé (OMS) a décidé de ne pas donner de noms compliqués à chaque variant et les a nommé selon les lettres de l'alphabet grec : Alpha pour le variant britannique, Beta pour le sud-africain, Gamma pour le brésilien, Delta pour l'indien, et ainsi de suite.  Le développement de nouveaux variants est le résultat de mutations aléatoires et de la sélection naturelle. La plupart des mutations ne modifient pas de manière significative la capacité du virus à survivre et à infecter, mais certaines lui confèrent un avantage significatif pour prospérer et se propager dans la communauté. Dans le contexte de la pandémie actuelle, ces mutations se produisent au niveau de la protéine spike - la pointe de flèche du virus - qui lui permet de pénétrer dans les cellules de notre corps.

De nombreux groupes de chercheurs étudient actuellement le mécanisme de développement des nouveaux variants du coronavirus, en analysant leur évolution et plus particulièrement celle de la protéine spike. Ces études ont permis le développement sans précédent de vaccins ARNm spécifiques et efficaces qui ont largement limité la pandémie. Bien qu'ils ne l'aient pas complètement vaincue, ils ont réussi - principalement dans les populations ayant un taux de vaccination élevé - à réduire les dommages causés par cette maladie sur la population, la charge pesant sur les systèmes de santé et les perturbations de la routine quotidienne.

Le point commun entre la plupart de ces études est qu'elles se concentrent sur la dynamique de la formation des variants dans la population et sur ceux qui sont les plus "actifs" en termes d'infection dans la population. Une étude réalisée au Technion et publiée dans PLOS Pathogens met en avant un domaine moins étudié : les nouveaux variants au niveau individuel, ou, en d'autres termes, ce qui se passe dans le corps du patient lors de sa maladie. L'étude a été menée par le professeur adjoint Yotam Bar-On et la doctorante Dina Khateeb, tous deux de la faculté de médecine Rappaport.

L'étude est l'aboutissement d'un an et demi de travail et repose sur une plateforme expérimentale que le professeur Bar-On a commencé à développer pendant son postdoc. Cette technologie, initialement conçue dans le cadre de la recherche sur le VIH, permet d'effectuer un séquençage au niveau individuel, de cartographier le génome de chaque virus et de comparer les différents variants qui se sont développés dans le système respiratoire du patient. En outre, elle peut détecter de très faibles doses de virus présents dans les cellules des tissus, qui n'apparaissent pas avec des méthodes plus simples.  Au cours de l'étude, les chercheurs ont découvert diverses mutations ne figurant pas dans les bases de données existantes et même un nouveau variant inconnu auparavant. Les chercheurs ont également examiné l'efficacité des vaccins existants contre ces variants et ont constaté que l'efficacité varie en fonction des différents types de mutations au sein de la protéine spike.

Bonne nouvelle : les mutations qui se développent dans l'organisme du patient produisent, en règle générale, des variants ayant une capacité d'adhésion relativement faible. En d'autres termes, ces variants pourraient ne pas se transmettre entre deux personnes. Cette hypothèse doit encore faire l'objet de recherches plus approfondies, insistent les chercheurs, mais ces résultats sont valables pour les 10 variants examinés à ce jour dans l'étude.

Les chercheurs ont identifié une mutation spécifique dans la protéine s2, l'une des protéines de spike, qui nuit à l'efficacité des anticorps luttant contre le virus. "Cette identification est un facteur important pour comprendre l'adaptation du virus à l'organisme de son hôte", explique le professeur Bar-On. "Nous apprécions que nos résultats puissent conduire à la détection des faiblesses du virus - des mécanismes qui atténuent sa capacité à infecter - et à l'élaboration de nouvelles méthodes pour freiner l'infection."

Les résultats montrent que l'analyse de l'évolution du virus au niveau individuel contribue à une meilleure compréhension de son développement et des moyens possibles pour le combattre à l'aide de vaccins et de médicaments. Les chercheurs, qui se sont penchés sur les mutations liées au variant Alpha, estiment qu'une analyse similaire du variant Delta - actuellement la souche la plus dangereuse - pourrait accroître la quantité d'outils dont disposent la science et la médecine dans la lutte contre la pandémie.

Le professeur adjoint Yotam Bar-On a obtenu un doctorat à l'université hébraïque et une bourse postdoctorale à l'université Rockefeller. Il dirige un laboratoire à la faculté de médecine Rappaport du Technion, qui s'intéresse à l'interaction entre les virus et l'organisme hôte dans diverses maladies, notamment le coronavirus et le VIH.

Dina Khateeb a obtenu une licence en sciences de la vie médicale au collège Hadassah et un master en sciences biomédicales à l'Université hébraïque. Elle a rejoint le laboratoire Bar-On au Technion en avril 2020, peu après le début de la pandémie, et a immédiatement commencé à étudier l'évolution du coronavirus. L'étude actuelle est basée sur des échantillons de cette période - en utilisant certains des premiers prélèvements effectués sur des patients atteints du coronavirus en Israël.

L'étude a été soutenue par la Fondation de Science Nationale en collaboration avec le centre génomique du Technion (TGC) dirigé par le Dr Tal Katz-Ezov, le centre national pour la grippe et les virus respiratoires à l'hôpital Sheba dirigé par le Dr Michal Mendelboim et l'équipe MIDGAM - Israeli National Biobank for Research - au centre médical Rambam.

L'article du PLOS pathogens ici