Covid variant Delta : les mutations qui le rendent plus contagieux et plus inquiétant

Le variant delta du coronavirus a été détecté en Inde en octobre 2020 et touche à ce jour au moins 96 pays.

Dans certains de ces pays, il est devenu le variant dominant, comme dans le cas de Singapour, du Royaume-Uni et du Portugal.

Les données préliminaires montrent qu'il est plus transmissible que les autres variants, qu'il comporte un risque plus élevé d'hospitalisation et de réinfection et qu'il génère un tableau de symptômes légèrement différent (plus de maux de tête et moins de toux, par exemple).

On estime que le variant delta est 30 à 60 % plus transmissible que les autres variants du coronavirus.

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Au Royaume-Uni, il est déjà devenu dominant et représente 90 % des nouveaux cas.

Ce variant a suscité des inquiétudes quant à la possibilité d'échapper à la protection vaccinale, mais cette hypothèse n'a pas été confirmée.

En d'autres termes, les études menées jusqu'à présent montrent que les vaccins restent efficaces contre le delta.

Au Brésil, la ville de São Paulo a déjà admis que le delta se répand dans la ville, mais on ne sait pas dans quelle mesure ni s'il deviendra dominant.

Mais qu'est-ce qui rend ce variant delta plus inquiétant ?

D'une manière générale, il s'agit d'un ensemble d'"améliorations" génétiques qui facilitent la propagation et l'invasion du corps humain.

Mais nous ne devons pas ignorer les questions environnementales en jeu, c'est-à-dire la façon dont le comportement de la société sans mesures de contrôle et de prévention influence également la transmission de ces variants.

Mutations "avantageuses" pour le coronavirus

Le Sars-CoV-2, le coronavirus qui cause la maladie de covid-19, n'est pas aussi capable de muter que le virus de la grippe, par exemple.

Mais lorsque de nouveaux variants apparaissent, ils doivent présenter des caractéristiques "avantageuses" qui les rendent viables dans un environnement où la concurrence et la sélection sont telles qu'ils peuvent envahir le corps humain.

Lors d'une présentation du variant delta au gouvernement sud-africain, le bioinformaticien Tulio de Oliveira, directeur du laboratoire Krisp de l'université de KwaZulu-Natal, en Afrique du Sud, a énuméré les principales caractéristiques du variant delta.

Elle est plus transmissible et plus susceptible de réinfecter les personnes qui ont déjà été malades avec d'autres souches, mais on ne sait pas encore clairement si la souche delta provoque une maladie plus grave ou si elle échappe à la protection offerte par les vaccins.

Oliveira énumère également trois groupes de mutations pertinentes du variant delta :

Mais que représente tout cela ? Voyons chacun d'entre eux.

1. Invasion cellulaire plus efficace

Une part importante de ces changements "avantageux" s'est produite dans la manière dont le virus se connecte à nos cellules.

Plus précisément, le lien entre la pointe virale (également connue sous le nom de protéine S) et le récepteur ACE2, une enzyme présente à la surface de nos cellules.

Ce pic agit comme s'il était la clé qui ouvre la serrure de notre cellule et permet au coronavirus de l'envahir.

Une fois à l'intérieur, il utilise la structure cellulaire pour se multiplier.

Dans le cas du variant delta, il existe deux mutations pertinentes dans l'épi, connues sous les codes L452R et T478K.

Mais que signifient ces chiffres et ces lettres ? La première lettre est le type d'acide aminé qui existait avant le changement (L, symbole de la lysine), le chiffre correspond à l'emplacement (452e sur 1273 acides aminés) et la dernière lettre est l'acide aminé qui est venu à sa place (R, symbole de l'arginine).

En termes généraux, un virus est un acide nucléique (ADN ou ARN) entouré d'ensembles d'acides aminés (protéines).

L'enveloppe extérieure sert à se fixer à la cellule humaine et à l'envahir, par exemple, et l'enveloppe intérieure sert de manuel d'instructions à utiliser pour produire de nouveaux virus à l'intérieur de la cellule envahie.

Au cours de ce processus de production du virus, les acides aminés environnants peuvent subir trois types de mutation : la suppression (délétion), l'insertion (insertion) ou le changement (substitution).

Ces mutations ne se produisent pas pour une raison précise et sont souvent perdues en cours de route.

Mais certains d'entre eux s'établissent et commencent à apparaître dès la réplication du virus.

C'est le cas pour deux mutations clés du delta : L452R et T478K.

Le changement de L à R en position 452 et le changement de T à K en position 478 se sont avérés "avantageux" pour le virus car ils ont permis à l'envahisseur de mieux se fixer à la porte d'entrée (l'enzyme ACE2).

Cela explique pourquoi ce variant est devenu plus transmissible.

Outre une invasion plus efficace, il existe une tendance selon laquelle plus les virus qui envahissent les cellules sont nombreux, plus ils se répliquent, ce qui augmente la charge virale.

Par conséquent, davantage de virus seront transmis par la toux ou les éternuements, par exemple.

Une étude menée par des chercheurs des Centres de contrôle et de prévention des maladies de Chine a révélé qu'une personne infectée par le variant delta peut avoir jusqu'à 1 000 fois plus de virus dans son organisme qu'une personne infectée par les premières versions du coronavirus au début de la pandémie, fin 2019.

Cette charge virale plus élevée peut également être associée à une plus grande gravité de la maladie, car le variant tend à affecter davantage de cellules respiratoires humaines.

2. Activation plus efficace et théorie de la création de coronavirus en laboratoire.

Pour envahir la cellule humaine, il ne suffit pas qu'un virus trouve une porte d'entrée et s'y attache : il doit d'abord être activé.

Dans le cas du Sars-CoV-2, cette activation se fait par l'intermédiaire d'une enzyme du corps humain (appelée furine) qui coupe la pointe du coronavirus en deux : S1 et S2.

Après cette coupure, appelée clivage, une partie de l'épi (S1) s'attache à la cellule humaine et l'autre (S2) fusionne sa membrane avec celle de la cellule humaine, permettant l'insertion de matériel génétique et initiant la production de plus de virus.

En coupant l'épi, l'enzyme le fait s'ouvrir et révèle des séquences génétiques cachées qui l'aident à se lier plus étroitement aux cellules des voies respiratoires humaines, par exemple.

Une mutation près de cet emplacement peut encore modifier ce comportement.

C'est le cas du variant delta, qui porte une mutation (P681R) dans cette région.

"Plus l'homme est sensible à la furine, plus le pic du virus sera efficace. Ce processus de fusion activé par la furine est médié par la zone allant de la position d'acide aminé 618 à la position d'acide aminé 1273", explique le virologue José Eduardo Levi, coordinateur de la recherche et du développement du réseau de laboratoires Dasa et chercheur à l'Institut de médecine tropicale de l'Université de São Paulo (USP).

"Une mutation dans cette région, telle que P681R, rend cette fusion plus rapide. Cette mutation apparaît dans les variants delta et alpha, découvertes au Royaume-Uni, et dans certains cas dans le variant gamma, découverte au Brésil", ajoute-t-il.

Les mutations dans cette région du coronavirus sont si importantes qu'elles sont au cœur de deux points centraux de la pandémie.

Tout d'abord, cette affinité pour la furine humaine aurait été cruciale pour permettre au virus de sortir des autres espèces animales et de commencer à infecter les humains fin 2019.

Deuxièmement, ce mécanisme est tellement efficace et atypique parmi les types de coronavirus qui infectent l'homme qu'il est devenu le principal argument de ceux qui affirment sans preuve que le Sars-CoV-2 a été généré ou modifié en laboratoire.

"Tous les coronavirus qui infectent les humains ont un certain domaine, une zone spécifique qui reconnaît la furine", explique Levi.

"Mais le Sars-CoV-2 est très humanisé. En d'autres termes, c'est beaucoup plus efficace que ce qui a été observé chez d'autres coronavirus, qui ont une reconnaissance raisonnable de la furine."

"Et seul le Sars-CoV-2 a cette mutation, cette insertion de quatre acides aminés. C'est l'argument le plus fort pour dire que ce coronavirus a été créé en laboratoire."

"Parce que jusqu'à présent, aucun coronavirus intermédiaire n'a été trouvé, ce qui indique qu'il a été amélioré progressivement. Il est arrivé prêt à être segmenté par la furine humaine", ajoute le scientifique.

Selon l'expert, l'absence de cette séquence de quatre acides aminés dans le coronavirus Sars-CoV peut expliquer pourquoi il a provoqué une épidémie de Sars limitée à l'Asie en 2003, qui n'est pas devenue une pandémie qui s'est propagée dans le monde entier comme le Sars-CoV-2.

3. Échapper partiellement aux anticorps et aux vaccins

Fernando Spilki, professeur à l'université Feevale et coordinateur du réseau Corona-Ômica au ministère brésilien des sciences, de la technologie et de l'innovation, utilise l'analogie des pièces de Lego pour expliquer le rôle des mutations dans l'échappement éventuel des variantes du système immunitaire et des vaccins.

Pour apprendre à se défendre, les cellules de défense, comme les anticorps neutralisants, utilisent des parties des envahisseurs pour apprendre à les identifier et à les combattre.

Lorsque des mutations se produisent dans le coronavirus, par exemple, c'est comme si les parties des anticorps ne s'accordaient plus avec celles de l'envahisseur, ce qui lui permet de s'échapper plus facilement.

Par conséquent, le virus peut en même temps muter pour se fixer plus efficacement à la porte d'entrée de la cellule et échapper partiellement à l'engagement des anticorps neutralisants.

Pour Spilki, "c'est comme si le virus avait créé des voies pour échapper au système immunitaire et développé des moyens de transmission plus efficaces."

Il explique que tous ces changements ont été "prédits" dans des expériences de laboratoire, qui sont capables d'analyser l'influence de chaque échange, insertion ou suppression de ces petits morceaux sur le comportement du coronavirus.

Dans le cas du variant delta, les mutations qui lui sont liées sont la substitution T19R et la délétion 157-158del.

Pour revenir à l'analogie des pièces de Lego, la substitution de l'acide aminé T (thréonine) par R (arginine) en position 19 rend difficile l'identification de l'envahisseur par le système de défense de l'organisme et sa lutte.

Il en va de même pour les acides aminés "manquants" aux positions 157 et 158.

En général, les protéines ont deux extrémités, l'une appelée N-terminale et l'autre C-terminale.

Dans le cas des coronavirus, la région N-terminale (NTD) est considérée comme plus antigénique ou immunogène.

En d'autres termes, le système de défense humain le "détecte" mieux et produit davantage d'anticorps contre lui.

La pointe (protéine S) est la plus antigénique d'entre elles, de sorte que des vaccins sont généralement produits en ciblant cette structure pour apprendre au système de défense de l'organisme à l'identifier afin de combattre le coronavirus dans son ensemble.

C'est là que la mutation intervient comme moyen d'entraver la lutte contre le coronavirus.

Les modifications (délétions et substitutions) de la structure du variant delta dans une zone antigénique (DTN) rendent difficile l'action du système de défense de l'organisme.

"Pourquoi diable commencerait-elle à supprimer des parties de son génome ? Il doit avoir une raison puissante pour ça. Quoi ? La réponse immunitaire humaine, qu'elle soit naturelle suite à une infection ou induite par un vaccin", explique M. Levi.

"En général, la suppression est préjudiciable, c'est-à-dire qu'elle rend le virus inefficace et finit par l'anéantir. Mais dans le cas des variants de coronavirus, ces délétions sont avantageuses car elles éliminent des régions qui provoquent une très forte réponse immunitaire chez l'hôte et parviennent ainsi à échapper (au système de défense humain)", ajoute-t-il.

Jusqu'à présent, il a été prouvé que le variant delta peut échapper aux anticorps des personnes qui ont déjà été infectées par le variant bêta (découvert en Afrique du Sud).

Mais rien ne prouve encore qu'il soit capable d'échapper à la réponse immunitaire générée par les vaccins.

Il convient de rappeler qu'aucune de ces mutations n'est propre à l'un ou l'autre des variants. Ce qui les rend inquiétants, c'est leur combinaison.

C'est-à-dire qu'ils possèdent en même temps de nouvelles caractéristiques qui les rendent meilleurs pour envahir les cellules, plus efficaces pour s'activer et échapper au système de défense.

Selon Levi, le contexte de plusieurs variants ayant des mutations aléatoires qui sont relativement similaires est appelé convergence évolutive.

En effet, entre autres raisons, la pression évolutive de la sélection naturelle contre les formes les plus diverses de coronavirus dans le monde est pratiquement la même : les gens acquièrent une immunité, soit grâce au vaccin, soit parce qu'ils ont été infectés par le virus.