Au milieu de la pandémie dévastatrice de Covid-19, deux chercheurs proposent un moyen drastique d'arrêter les futures pandémies : utiliser une technologie appelée forçage génétique pour réécrire l'ADN des chauves-souris afin de les empêcher d'être infectées par des coronavirus.
Les scientifiques visent à bloquer les événements de débordement, dans lesquels les virus passent des chauves-souris infectées aux humains – une source suspectée du coronavirus qui cause Covid. On pense que les événements de débordement ont également déclenché d'autres épidémies de coronavirus, notamment le SRAS-1 au début des années 2000 et le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS).
Cela semble être la première fois que des scientifiques proposent d'utiliser la technologie de forçage génétique encore naissante pour arrêter les épidémies en immunisant les chauves-souris contre les coronavirus, bien que d'autres équipes étudient son utilisation pour empêcher les moustiques et les souris de propager le paludisme et la maladie de Lyme.
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Les scientifiques à l'origine de la proposition se rendent compte qu'ils sont confrontés à d'énormes obstacles techniques, sociétaux et politiques, mais souhaitent lancer une nouvelle conversation sur des moyens supplémentaires de contrôler les maladies qui émergent de plus en plus fréquemment.
"Avec une très forte probabilité, nous allons voir cela encore et encore", fait valoir l'entrepreneur et généticien computationnel Yaniv Erlich du Centre interdisciplinaire Herzliya en Israël, qui est l'un des deux auteurs de la proposition, intitulée "Prévenir le COVID-59. "
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"Peut-être que nos enfants n'en bénéficieront pas, peut-être que nos petits-enfants en bénéficieront, mais si cette approche fonctionne, nous pourrions déployer la même stratégie contre de nombreux types de virus", a déclaré Erlich à STAT.
Alors que la pandémie de Covid-19 a tué plus de 3,9 millions de personnes et provoqué 16 000 milliards de dollars de pertes économiques, les scientifiques, les responsables de la santé publique, les écologistes et bien d'autres ont appelé à des investissements plus importants dans des mesures de prévention des pandémies de longue date.
Ces mesures comprennent l'augmentation du financement de la santé mondiale, la réduction de la pauvreté et des inégalités en matière de santé, le renforcement des réseaux de surveillance des maladies et de l'éducation communautaire, la prévention de la déforestation, le contrôle du commerce des espèces sauvages et le renforcement des investissements dans le diagnostic, les traitements et les vaccins des maladies infectieuses.
Erlich et son co-auteur, l'immunologiste Daniel Douek de l'Institut national américain des allergies et des maladies infectieuses, proposent maintenant une mesure supplémentaire : créer un forçage génétique pour rendre les chauves-souris sauvages immunisées contre les types d'infections à coronavirus qui auraient déclenché la Pandémies de SRAS, MERS et Covid-19. Ils ont partagé la proposition mercredi sur la plateforme de publication et de partage de code Github.
Bien qu'il y ait un débat houleux pour savoir si le virus Covid-19 est originaire d'un laboratoire, la plupart des scientifiques affirment que le virus est très probablement originaire d'animaux sauvages. Il existe des preuves solides, par exemple, que les chauves-souris en fer à cheval sont porteuses du coronavirus qui a causé l'épidémie de SRAS.
Le forçage génétique est une technique permettant de stimuler l'évolution et de diffuser de nouveaux caractères dans une espèce plus rapidement qu'ils ne le feraient par sélection naturelle. Cela implique l'utilisation d'une technologie d'édition de gènes telle que CRISPR pour modifier le génome d'un organisme afin qu'il transmette un nouveau trait à sa progéniture et à toute l'espèce.
L'idée de faire un forçage génétique chez les chauves-souris se heurte à d'énormes obstacles scientifiques, techniques, sociaux et économiques que les scientifiques interrogés par STAT l'ont qualifiée de « folie », « farfelue » et « préoccupante ». Entre autres objections, ils s'inquiétaient des conséquences imprévues d'une altération si radicale de la nature.
"Nous avons d'autres moyens de prévenir de futures épidémies de Covid-19", a fait valoir Natalie Kofler, biologiste moléculaire et bioéthicienne formée et fondatrice d'Editing Nature, un groupe axé sur la prise de décision inclusive sur les technologies génétiques.
"Nous devons penser à changer la relation malsaine entre l'homme et la nature, et non à forcer le gène d'un animal sauvage afin que nous puissions continuer notre comportement irresponsable et insoutenable qui va revenir nous mordre le cul à l'avenir."
Venant de quelqu'un d'autre, l'idée pourrait être moquée.
Mais Erlich a une réputation de visionnaire. En 2014, par exemple, lui et un autre scientifique ont prédit que les bases de données de généalogie génétique pourraient un jour être utilisées pour révéler l'identité des gens. Quatre ans plus tard, cela s'est produit, lorsque les forces de l'ordre ont utilisé la méthode pour identifier un ancien policier californien comme le célèbre Golden State Killer. Erlich est depuis devenu directeur scientifique de la société de généalogie génétique MyHeritage et il est également fondateur d'une startup de biotechnologie, Eleven Therapeutics.
Maintenant, dit Erlich, cela vaut la peine de réfléchir à la façon dont un forçage génétique pourrait fonctionner chez les chauves-souris.
Erlich propose de modifier les génomes des chauves-souris afin qu'ils bloquent les infections à coronavirus. Il créerait un élément génétique, appelé shRNA, qui cible et détruit les coronavirus. Il utiliserait ensuite CRISPR pour insérer cet élément dans le génome de la chauve-souris. L'insertion contiendrait également un composant qui pousse les chauves-souris à transmettre préférentiellement l'ARNsh à leur progéniture, de sorte que des populations entières de chauves-souris résisteraient bientôt à l'infection par le coronavirus.
"C'est presque comme créer un vaccin à auto-propagation chez ces chauves-souris", a déclaré Erlich.
L'idée est intrigante, a déclaré le généticien et ingénieur moléculaire George Church du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de l'Université Harvard.
"La plupart des propositions que j'ai entendues concernant le forçage génétique ont semblé assez attrayantes, et c'est probablement la plus attrayante", a-t-il déclaré.
Créer un forçage génétique chez les chauves-souris serait extrêmement difficile, et peut-être impossible, selon d'autres scientifiques. Les chercheurs ont créé des forçages génétiques chez les moustiques et les souris en laboratoire, mais aucun n'a été relâché dans la nature. Les projets de forçage génétique les plus avancés destinés à être utilisés sur le terrain consistent à modifier les moustiques pour empêcher la propagation du paludisme et à tenter de concevoir des souris pour les empêcher de causer des dommages écologiques.
Mais il a été difficile de concevoir des forçages génétiques efficaces chez les mammifères. La généticienne du développement Kim Cooper et son équipe de l'Université de Californie à San Diego ont conçu un forçage génétique qui a propagé une variante génétique à 72 % des descendants de souris dans son laboratoire. Ce n'est pas assez efficace pour diffuser rapidement le trait souhaité dans la nature.
De plus, créer un forçage génétique chez les chauves-souris serait beaucoup plus difficile que chez les souris, car les chercheurs sur les chauves-souris ne disposent pas des outils génétiques disponibles chez les souris, a déclaré Paul Thomas, généticien du développement à l'Université d'Adélaïde en Australie, qui essaie de concevoir commandes de gènes de souris.
Et contrairement aux souris, qui peuvent se reproduire entre 6 et 8 semaines, les chauves-souris mettent deux ans pour atteindre la maturité sexuelle, il faudrait donc beaucoup plus de temps pour qu'un trait se propage dans les populations de chauves-souris sauvages que dans les populations de souris de laboratoire.
"Ils disent que la proposition n'est pas un exploit facile d'un point de vue technique, et je pense que cela minimise à quel point cela pourrait être difficile", a déclaré Cooper.
Les biologistes disent également qu'il est peu probable que la proposition d'Erlich fonctionne dans la nature - même si les chercheurs font fonctionner le forçage génétique des chauves-souris dans un laboratoire - car les chauves-souris sont incroyablement diverses.
Il existe 1 432 espèces de chauves-souris, dont plusieurs espèces de chauves-souris en fer à cheval qui sont porteuses de coronavirus et se transmettent les unes aux autres.
Des virus sauvages similaires au virus humain Covid-19 ont été trouvés chez des chauves-souris en Asie et chez des pangolins. Et en juin, Weifeng Shi de la Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences à Taian, en Chine, a trouvé 24 génomes de coronavirus dans des échantillons de chauves-souris prélevés dans et autour d'un jardin botanique de la province du Yunnan, dans le sud de la Chine.
L'ingénierie d'un forçage génétique dans une seule espèce de chauve-souris ne résoudrait pas le problème, disent les biologistes.
"Il faudrait développer des systèmes pour des communautés entières de chauves-souris", a déclaré la biologiste évolutionniste Liliana Dávalos de l'Université Stony Brook. "C'est le travail des visionnaires de proposer des idées créatives, mais c'est un énorme angle mort dans leur réflexion."
Les biologistes craignent également de se concentrer sur les chauves-souris elles-mêmes, car elles ne sont peut-être pas la source la plus importante des épidémies humaines. Personne n'a trouvé l'analogue exact de la chauve-souris au virus humain Covid-19, ni n'a définitivement prouvé que les retombées des chauves-souris ont déclenché la pandémie. Des coronavirus ont également été trouvés chez d'autres espèces, notamment les civettes de palmier, les pangolins et les chameaux.
De plus, personne ne sait comment l'élimination des coronavirus pourrait affecter les chauves-souris.
"Nous ne connaissons pas les implications de l'élimination des coronavirus dans les populations de chauves-souris, car nous ne savons pas comment les chauves-souris ont évolué pour coexister avec ces virus", a déclaré le virologue Arinjay Banerjee de la Vaccine and Infectious Disease Organization de l'Université de la Saskatchewan en Saskatoon, Canada.
Certains scientifiques, cependant, ont accueilli favorablement la proposition d'Erlich, espérant qu'elle attirera l'attention sur ce qu'il faudrait pour créer des systèmes de forçage génétique chez les mammifères.
Royden Saah, par exemple, coordonne le programme de biocontrôle génétique des rongeurs envahissants (GBIRd), qui tente de concevoir des forçages génétiques chez la souris pour empêcher les extinctions d'oiseaux insulaires. Il souhaite voir plus de financement pour aider les scientifiques à résoudre les obstacles techniques à de tels projets et impliquer davantage de communautés dans les discussions sur ces idées.
"Je serais inquiet si cette proposition portait atteinte à la nécessité de financer les infrastructures de santé publique", a déclaré Saah. Mais avec cette mise en garde, il a ajouté : "Je pense que cette proposition pourrait faire penser aux gens:" OK, si nous devions utiliser cette technologie dans cet animal dans ce système, que devrions-nous faire? du développement éthique, d'une compréhension claire, des systèmes sociaux et de la confiance, et de la technologie construite de manière progressive.
Le virologue Jason Kindrachuk de l'Université du Manitoba a déclaré qu'il existe de nombreux défis techniques et politiques à un projet de forçage génétique des chauves-souris, et que la prévention de futures épidémies devrait principalement impliquer de s'attaquer aux défis qui entraînent des événements de débordement, tels que les systèmes de santé publique sous-financés, la pauvreté, l'alimentation l'insécurité et les bouleversements écologiques dus au changement climatique. Mais, a-t-il déclaré, étant donné l'énorme bilan économique et humain de Covid-19 et d'autres épidémies récentes, les scientifiques et les responsables de la santé publique pourraient également avoir besoin d'envisager de nouvelles approches.
"Dans le passé, nous étions peut-être un peu aveuglés par notre conviction que nous serions simplement en mesure d'augmenter la surveillance et d'identifier ces agents pathogènes avant qu'ils ne se répandent", a déclaré Kindrachuk. « Nous réalisons maintenant que cela va demander beaucoup d'efforts différents, donc il y a un aspect du point de vue de la recherche où nous continuons à regarder des choses comme celle-ci, et à dire, quelles sont les 5 à 10 principales choses dans lesquelles nous devrions investir. "
Erlich reconnaît les obstacles à sa proposition, mais pense qu'ils ne sont pas insurmontables. Il pense que le projet nécessiterait un investissement international impliquant un consortium multidisciplinaire.
"Bien que nous soyons totalement d'accord sur les complexités techniques, la technologie progresse à un rythme exponentiel", a déclaré Erlich. "Des choses qui sont presque impossibles maintenant peuvent être totalement atteignables d'ici une dizaine d'années."
Il pense également qu'un forçage génétique pourrait être une meilleure alternative que l'abattage des chauves-souris, qui a été tenté (sans succès) dans des communautés du monde entier, et que les scientifiques pourraient surveiller les impacts négatifs sur les populations de chauves-souris.
"Discutons de l'idée et réfléchissons à ce que nous pouvons faire pour identifier une manière très rigoureuse et prudente de tester cette approche", a déclaré Erlich. "Nous n'aimons pas jouer avec la nature, mais la situation actuelle n'est pas durable."
