Un coronavirus a peut-être balayé l'Asie de l'Est il y a plus de 20 000 ans, laissant des traces dans l'ADN des habitants de la Chine, du Japon et du Vietnam modernes. Notre recherche, publiée dans Current Biology, a trouvé des preuves d'adaptation génétique à la famille de virus des coronavirus dans 42 gènes dans les populations modernes de ces régions.
La pandémie de COVID-19, causée par le coronavirus SARS-CoV-2, est à ce jour responsable de plus de 3,8 millions de décès et de milliards de dollars de pertes économiques dans le monde. La famille des coronavirus comprend également les virus MERS et SRAS connexes, qui ont tous deux provoqué d'importantes épidémies mortelles au cours des 20 dernières années.
Nos résultats montrent comment la recherche de traces génétiques d'épidémies virales historiques peut nous aider à traiter les épidémies du futur.
Les pandémies pourraient être aussi vieilles que l'histoire de l'humanité
Nous avons déjà eu des pandémies. Au cours du seul 20e siècle, trois variantes du virus de la grippe ont chacune entraîné des épidémies de grande envergure qui ont tué des millions de personnes : la « grippe espagnole » de 1918-20, la « grippe asiatique » de 1957-58 et la « grippe de Hong Kong » de 1968-69.
Les enregistrements historiques des épidémies causées par des virus et d'autres agents pathogènes remontent à des milliers d'années. Il semble plausible que ces interactions remontent encore plus loin, aux premières périodes de la préhistoire humaine.
Les anciennes migrations qui ont vu nos ancêtres s'étendre d'Afrique à travers le monde les auraient introduits à de nouveaux agents pathogènes. Comme de nombreux autres défis environnementaux, ces anciennes rencontres virales peuvent avoir déclenché des adaptations qui ont aidé nos ancêtres à survivre. Ces adaptations peuvent avoir inclus des changements physiologiques ou immunologiques qui ont amélioré la résistance à l'infection ou réduit les impacts de la maladie sur la santé.
L'adaptation à la maladie peut laisser des traces génétiques
Au cours des dernières décennies, les généticiens ont conçu de puissants outils statistiques pour découvrir les traces génétiques d'événements d'adaptation historiques qui restent présents dans les génomes des personnes vivant aujourd'hui. Ces outils ont permis aux scientifiques de découvrir des gènes qui marquent les adaptations pour la vie en haute altitude et la consommation adulte de lait, entre autres.
Notre équipe était curieuse de voir si des rencontres historiques avec d'anciens coronavirus ont laissé une telle trace dans les populations humaines d'aujourd'hui. En plus de révéler des épidémies historiques de coronavirus, ces informations peuvent contenir de nouvelles informations sur la base génétique de l'infection à coronavirus et sur la façon dont ces virus provoquent des maladies chez l'homme moderne.
Les virus sont des créatures simples avec un objectif : faire plus de copies d'eux-mêmes. Mais leur structure biologique simple signifie qu'ils ne peuvent pas se reproduire indépendamment.
Au lieu de cela, ils doivent envahir les cellules d'autres organismes et détourner leur machinerie moléculaire. Les invasions virales impliquent la fixation et l'interaction avec des protéines spécifiques produites par la cellule hôte, que nous appelons des protéines d'interaction virale (VIP).
Nous avons appliqué des analyses informatiques de pointe aux génomes de plus de 2 500 personnes de 26 populations à travers le monde. Nous avons trouvé des signatures d'adaptation dans 42 gènes humains différents qui codent les VIP.
Ces signaux VIP n'étaient présents que dans cinq populations, toutes originaires d'Asie de l'Est – la patrie ancestrale probable de la famille des coronavirus. Cela suggère que les ancêtres des Asiatiques de l'Est modernes ont été initialement exposés aux coronavirus il y a environ 25 000 ans.
Des tests supplémentaires ont révélé que les 42 VIP sont principalement exprimés dans les poumons, qui est le tissu le plus touché par les symptômes du COVID-19. Nous avons également confirmé que ces VIP interagissent directement avec le virus SARS-CoV-2 responsable de la pandémie actuelle.
D'autres études indépendantes ont également montré que des mutations dans les gènes VIP peuvent médier la susceptibilité au SRAS-CoV-2 et la gravité des symptômes du COVID-19. En outre, plusieurs gènes VIP sont actuellement utilisés comme cibles médicamenteuses pour les traitements COVID-19 ou font partie d'essais cliniques à cette fin.
Plusieurs des VIP adaptatifs identifiés dans notre étude sont également des cibles médicamenteuses pour d'autres types de virus, tels que le virus Zika et l'hépatite C. Plusieurs de ces médicaments ont été réutilisés avec succès, et suggèrent que d'autres pourraient potentiellement être réutilisés pour le traitement COVID-19.
En découvrant les gènes touchés par les épidémies virales historiques, notre étude indique la promesse des analyses génétiques évolutives en tant que nouvel outil pour lutter contre les futures épidémies.
Yassine Souilmi, chercheur invité, Australian National University et Ray Tobler, boursier postdoctoral, Australian National University.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.
