Le nouveau Coronavirus SARS-CoV-2 (syndrome respiratoire aigu sévère lié au Coronavirus 2) (fig. 1) est apparu en fin d’année dernière dans la ville de Wuhan en Chine. Depuis, ce virus s’est propagé au monde entier, touchant à ce jour plus de 170 pays. Beaucoup d’interrogations se posent autour de l’origine et des effets de ce virus sur l’Homme, mais également sur les possibles traitements de la maladie. De nombreuses équipes de chercheurs du monde entier s’empressent aujourd’hui de répondre à l’ensemble de ces questions afin de limiter la propagation de cette pandémie.

Le SARS-CoV-2 : une origine naturelle

Des chercheurs de différents pays ont aujourd’hui une indication quant à l’origine de ce virus. En effet, l’analyse des données sur la séquence génomique du SARS-CoV-2, en comparaison avec plusieurs autres virus connexes, montre que ce nouveau virus n’a pas été conçu par l’Homme. Il a une origine naturelle.

Le SARS-CoV-2 est un virus de la famille des Coronavirus. Cette famille se compose de virus pouvant causer des maladies dont la gravité varie considérablement. En 2003, en Chine, la première maladie grave connue causée par un Coronavirus est apparue avec l’épidémie du syndrome respiratoire aigu sévère ou SRAS. Puis, en 2012, une deuxième maladie grave causée par un Coronavirus a émergé en Arabie saoudite avec le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS). Plus récemment, le 31 décembre dernier, les autorités chinoises ont tiré la sonnette d’alarme quant à l’apparition d’une nouvelle souche de Coronavirus causant une maladie tout aussi grave que les précédentes : il s’agit du SARS-CoV-2 ou COVID-19 (Coronavirus disease 2019). À ce jour, nous mesurons l’ampleur de cette maladie et vérifions malheureusement les effets de ce nouveau virus.

Peu de temps après le début de l’épidémie de COVID-19 en Chine, des chercheurs chinois ont séquencé le génome du virus en question. Les données acquises ont été mises à la disposition de l’ensemble de la communauté scientifique. De cela, plusieurs chercheurs ont exploité ces données de séquençage afin d’explorer les origines et l’évolution de ce nouveau Coronavirus, ceci, en se concentrant sur quelques caractéristiques structurales.

Des scientifiques ont analysé le modèle génétique des protéines de pointe du nouveau Coronavirus (fig. 2). Les protéines de pointe sont des armatures positionnées à la surface du virus. Ce dernier les utilise pour adhérer et pénétrer les membranes des cellules animales dont l’Homme. Plus précisément, ces scientifiques se sont penchés sur deux caractéristiques importantes de la protéine de pointe : le domaine de liaison du récepteur (RBD), autrement dit une sorte de grappin saisissant les cellules cibles, puis le site de clivage, un « ouvre-boîte moléculaire » qui permet au Coronavirus de pénétrer dans les cellules cibles.

De ces différentes études, en est ressorti des preuves d’une évolution naturelle de ce SARS-CoV-2.

Les preuves d’une évolution naturelle

Il a été découvert que la portion RBD des protéines de pointe du SARS-CoV-2 avait évolué dans le but de cibler efficacement une molécule de surface des cellules humaines appelées ACE2. Ces molécules sont des récepteurs intervenant dans la régulation de la pression artérielle. En effet, l’affinité de la portion RBD des protéines de pointe est si forte que les chercheurs ont conclu qu’il s’agissait d’un résultat de la sélection naturelle et non le produit du génie génétique. De plus, cette preuve de l’évolution naturelle a été étayée par l’acquisition de données sur la structure moléculaire globale du SARS-CoV-2. Par ailleurs, si une personne mal intentionnée cherchait à créer un nouveau Coronavirus comme pathogène, il l’aurait fabriqué à partir d’une structure moléculaire d’un virus déjà connu pour causer une maladie. Or, les chercheurs ont constaté que cette structure moléculaire du SARS-CoV-2 différait considérablement de celles des Coronavirus déjà identifiés. Aussi, elle ressemblait principalement aux virus apparentés trouvés chez les Chauves-souris ainsi que les Pangolins. Par conséquent, le virus est le produit d’une évolution naturelle. Cela mettant fin à toute spéculation sur le génie génétique délibéré.

Mais qu’en est-il de l’origine de ce nouveau Coronavirus ?

Les origines possibles du SARS-CoV-2

Suite à l’analyse du séquençage génomique du SARS-CoV-2, plusieurs scénarii quant à l’origine de ce nouveau virus ont été mis sur table.

Tout d’abord, dans un premier scénario, le Coronavirus aurait évolué vers son état pathogène actuel grâce à la sélection naturelle chez un hôte non humain. Cela a été le cas pour les pandémies antérieures liées à un Coronavirus : les humains ayant contractés le SRAS ont été soumis à une exposition directe aux Civets ; ou alors aux Chameaux pour le MERS. De ce fait, des chercheurs ont supposé que les Chauves-souris seraient le réservoir le plus probable du SARS-CoV-2. Cette supposition est fondée sur la ressemblance avec un autre Coronavirus exclusif des Chauve-souris. Cependant, à ce jour, il n’existe aucun cas documenté relatant de la transmission directe du SARS-CoV-2 entre une Chauve-souris et un Homme. Ceci laisse à penser qu’un hôte intermédiaire serait impliqué dans la transmission de ce virus à l’Homme. Dans ce scénario, les deux caractéristiques distinctives de la protéine de pointe du Coronavirus (portion de la RBD et site de clivage) auraient évolué vers leur état actuel avant la contamination du premier humain. Dans ce cas éventuel, le virus aurait acquis, avant la première contamination humaine, l’ensemble des caractéristiques le rendant virulent et très transmissible. Auquel cas l’épidémie de COVID-19 se serait propagée plus rapidement dès lors que les premiers humains auraient été contaminés.

Dans un second scénario, il se pourrait qu’une version non pathogénique du SARS-CoV-2 se soit transmise d’un hôte animal à des humains, s’ensuit une évolution vers son état actuel au sein de la population humaine. Pour appuyer cette hypothèse, certains Coronavirus de Mammifères comme les Pangolins ou les Tatous, ont une structure du RBD très semblable à celle du SARS-CoV-2. Ainsi, un Coronavirus provenant d’un Pangolin aurait pu être transmis à un Homme, directement ou par l’intermédiaire d’un hôte encore incertain. En addition, l’autre caractéristique distincte de la protéine de pointe du nouveau Coronavirus, à savoir le site de clivage, aurait pu évoluer au sein d’un hôte humain, probablement par une circulation non détectée dans la population humaine avant le début de l’épidémie. En effet, les scientifiques ont découvert que le site de clivage de cette protéine de pointe semble similaire aux sites de clivage des souches de grippe aviaire se transmettant facilement entre les individus. En ce sens, le SARS-CoV-2 aurait pu développer un tel site de clivage virulent dans les cellules humaines et ainsi déclencher la pandémie actuelle.

Il est important de préciser, qu’à ce jour, il est très difficile voire impossible de savoir quel scénario est le plus probant. De plus, si ce Coronavirus a contaminé des humains sous sa forme pathogène actuelle à partir d’une transmission via un animal, il se pourrait alors que le SARS-CoV-2 refasse surface dans le futur.

Par ailleurs, une autre problématique donne du travail aux chercheurs du monde entier : celle des effets de ce nouveau Coronavirus chez l’Homme.

Que se passe-t-il lorsque nous sommes contaminés par le SARS-CoV-2 ?

Un virus, signifiant « poison » en latin, est un parasite intracellulaire détournant la machinerie cellulaire de leur hôte afin de se reproduire. En cela, il ne peut être considéré comme un être-vivant.  Dans le cas du nouveau Coronavirus, celui-ci peut se répandre sur différentes surfaces mais sa durée de « vie » sur divers matériaux reste encore discutable.

Alors comment pouvons-nous être contaminés par ce virus ?

Les modes de contamination au SARS-CoV-2

Le principal vecteur de transmission semble être des gouttelettes contenant le Coronavirus lorsqu’un individu malade tousse. En effet, ces gouttelettes microscopiques ont la capacité de flotter dans l’air sur une faible distance. C’est pourquoi il est très important de tousser dans le creux de son coude afin d’éviter de déverser une quantité considérable de virus dans l’air. Aussi, une contamination peut se faire entre deux individus par une simple bise, accolade ou poignée de mains après s’être touché le visage, frotté le nez ou encore les yeux. À partir de cet instant, le virus est dans notre corps : nous sommes alors contaminés.

Mais comment le Coronavirus peut-il nous rendre malade ?

L’action du SARS-CoV-2, un tueur cellulaire en série

Un fois le Coronavirus aux portes de notre corps (bouche, nez et yeux), son voyage peut commencer. Tout d’abord, le virus va emprunter les voies respiratoires ainsi que les voies digestives dans le but d’atteindre les poumons, les intestins et la rate. C’est au sein de ces organes que le virus aura des effets dramatiques. Il est important de savoir que même un petit nombre de virus peut engendrer de graves troubles et provoquer une situation dramatique notamment au niveau pulmonaire. En détails, les poumons sont constitués d’un épithélium : une couche cellulaire, constituant une barrière physique et chimique, empêchant normalement la pénétration des pathogènes dans l’organisme.

Cependant, le SARS-CoV-2 à la capacité à se lier avec des récepteurs membranaires spécifiques des cellules épithéliales pulmonaires : les récepteurs ACE2. Suite à l'adhésion à sa cellule cible, le Coronavirus va libérer son matériel génétique dans le milieu intracellulaire. Ce matériel génétique sera ensuite converti, exprimé et recopié afin de produire de nouveaux virus (fig. 3).

En conséquence, la cellule infectée contient de plus en plus de copies du virus original jusqu’à atteindre un point dit de rupture (fig. 4). La cellule reçoit ainsi un message d’auto-destruction. En se désagrégeant, la cellule infectée libère de nouvelles particules virales prêtes à infecter de nouvelles cellules pulmonaires. De ce fait, le nombre de cellules infectées augmente exponentiellement et, après une dizaine de jours, des millions de cellules pulmonaires sont infectées : le virus envahit les poumons. À ce stade-là, le Coronavirus ne provoque pas encore de dégâts considérables. Toutefois, ce dernier présente une vraie menace. En effet, le système immunitaire qui nous protège est sujet à une régulation fine pour éviter toutes réactions exacerbées. Pendant que les cellules immunitaires se rendent sur le site de l’infection au niveau des poumons pour combattre le virus, ce dernier peut infecter certaines d’entre elles et engendrer ainsi une confusion. Les cellules de l’immunité communiquent via la libération de molécules comme les cytokines, molécules contrôlant en partie la réponse immunitaire. Lorsqu’une cellule immunitaire est infectée par le SARS-CoV-2, celle-ci est amenée à sur-réagir. Cette sur-réaction entraîne un important afflux de cellules de l’immunité sur le lieu de l’infection. En conséquence, des cellules immunitaires tels les granulocytes et lymphocytes T vont provoquer des dégâts. En détails, les granulocytes neutrophiles libèrent une quantité considérable d’enzymes lytiques sur le site d’infection. Ces enzymes détruisent à la fois les cellules infectées par le Coronavirus mais également les cellules saines. Puis, une population cellulaire particulière de lymphocytes T, les lymphocytes NKT ou tueur naturel T, qui ordinairement induisent une mort cellulaire programmée par apoptose des cellules infectées, vont aussi l’induire chez les cellules saines. Par conséquent, plus ces cellules de l’immunité se concentrent au niveau du site d’infection, plus les dégâts sont considérables. C’est ainsi que ces cellules immunitaires provoquent de graves lésions pulmonaires. Cela peut être si grave que des lésions permanentes et irréversibles peuvent être causées. Néanmoins, dans la plupart des cas, le système immunitaire lutte comme il se doit et regagne le contrôle de la situation. On peut donc se demander pourquoi certaines personnes décèdent du COVID-19.

Les complications liées au COVID-19

Cette infection par le SARS-CoV-2 se manifeste dans la majorité des cas par quelques symptômes mineurs : toux et fièvre principalement. Mais, il se peut que, chez des personnes atteintes de maladies chroniques, cette infection devienne sévère voire critique. Ces complications peuvent s’expliquer par une destruction massive des cellules épithéliales pulmonaires altérant significativement la fonction respiratoire exercée par les poumons. En effet, cette destruction massive des cellules épithéliales par le Coronavirus met à nu les autres cellules pulmonaires dont les pneumocytes, cellules ayant pour fonction les échanges gazeux entre le sang et l’air ambiant.  Ces pneumocytes peuvent, de ce fait, être infectés par des bactéries qui habituellement ne posent aucun problème. On parle alors de pneumonie. Celle-ci se caractérise par des difficultés respiratoires voire des interruptions de la ventilation. C’est pourquoi ces patients nécessitent une assistance respiratoire par des appareils de ventilation. Ces bactéries, d’ordinaire peu offensives, le deviennent par le fait que le système immunitaire est épuisé. Les cellules de l’immunité ont combattu sans relâche contre le COVID-19 pendant plusieurs semaines et ont produit des millions de molécules antivirales. Ainsi, le système immunitaire est débordé par la prolifération importante de ces bactéries. Par la suite, ces dernières se retrouvent dans le sang et circulent dans tout l’organisme ce qui entraîne très souvent la mort du patient.

Existe-t-il des traitements pour lutter contre le SARS-CoV-2 ?

La recherche de traitements contre le SARS-CoV-2

Actuellement, il n’existe aucun traitement contre le SARS-CoV-2. De plus, aucun médicament ou vaccin n’a encore fait ses preuves pour lutter contre ce Coronavirus. Depuis que les autorités sanitaires chinoises ont publié le séquençage complet du génome de ce virus, beaucoup d’équipes de recherches du monde entier se sont empressées de mettre à disposition un vaccin et des traitements le plus rapidement possible. Néanmoins, force est de constater qu’il faudra un certain temps avant que des traitements ou un vaccin puissent voir le jour.

Faute de médicaments contre le COVID-19, le traitement est aujourd’hui symptomatique. Une des principales pistes repose sur le remdesivir, un antiviral injectable par intraveineuse testé chez les premiers patients hospitalisés aux États-Unis ainsi qu’en France. Une autre piste est mise à l’épreuve. L’utilisation du Kaletra et de ses génériques. Ce sont des médicaments anti-VIH relativement anciens qui associent deux molécules antivirales : le lopinavir et le ritonavir. Dernièrement, l'hydroxychloroquine, un traitement déjà existant contre le paludisme, divise actuellement la communauté scientifique quant à son efficacité contre le SARS-CoV-2. Plusieurs essais cliniques sont effectués dans différents hôpitaux du monde entier. Des résultats pourraient être disponibles d'ici quelques semaines.

En attendant la naissance de traitements et plus tardivement d'un vaccin, chaque citoyen doit contribuer à la lutte contre ce SARS-Cov-2 en respectant les mesures sanitaires prises par les autorités (fig. 5). Il est indispensable d'agir en conséquence afin de limiter la propagation de ce nouveau Coronavirus.

"Ne sous-estimez pas les petits adversaires : un lion se voit, pas un virus." Anonyme.

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