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Les chercheurs de virus peuvent-ils arrêter la prochaine pandémie avant que cela ne se produise?

L’été dernier, le Dr Kevin Olival a rejoint un groupe de chasseurs indonésiens alors qu’ils s’aventuraient dans les forêts de mangroves de l’île de Sulawesi du Sud. Les chasseurs recherchaient des chauves-souris dortoires, principalement des roussettes et des renards volants - une récompense lucrative qui peut être envoyée dans des villages du nord dans le cadre du commerce de viande de brousse. Pour Olival, les chauves-souris étaient un prix d'un genre différent.

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Olival est un chasseur de virus. Pendant plus de 15 ans, l'écologiste et biologiste de l'évolution a parcouru le monde à la recherche d'échantillons d'animaux hébergeant certains des virus les plus effrayants non découverts dans le cadre de la EcoSanté Alliance, une organisation mondiale à but non lucratif. Son objectif: trouver chez l'animal le prochain virus non découvert qui permette de passer aux humains et de provoquer la prochaine pandémie de tueurs.

Son équipe et lui sont en Indonésie pendant deux semaines pour le nettoyage des selles, de l’urine et de la salive et pour prélever des échantillons de sang sur des chauves-souris. les congeler dans de l'azote liquide; et les expédiant à un laboratoire indonésien pour des tests. EcoHealth Alliance s’associe à une plus vaste collaboration appelée USAID PREDICT, un projet mondial de 200 millions de dollars visant à détecter, prévenir et contrôler les maladies émergentes infectieuses avant qu’elles ne se transforment en pandémies à part entière.

L'idée est assez simple. Si les scientifiques peuvent identifier les endroits où les virus risquent le plus de passer d'animaux à humains, ils peuvent alors avertir les personnes, les amener à modifier les comportements qui augmentent les risques et à contenir les infections émergentes. La difficulté réside dans l'identification. C'est pourquoi Olival et d'autres cherchent à mettre en place un système d'alerte précoce, un système qui en est encore à ses balbutiements.

"Nous essayons d'améliorer la boule de cristal, qui est très trouble", a déclaré Jonna Mazet, directrice mondiale de PREDICT et professeur d'épidémiologie à l'Université de Californie à Davis. La question qui se pose est la suivante: le ciblage des vecteurs animaux est-il le meilleur moyen d’atteindre cet objectif?

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Des chauves-souris suspendues dans la région de Tana Toraja, sur l’île de Sulawesi, en Indonésie. Des chauves-souris suspendues dans la région de Tana Toraja, sur l’île de Sulawesi, en Indonésie. (Glen Allison / Alamy)

Les virus zoonotiques - ceux qui passent d'animaux à l'homme, ou vice versa - ont provoqué certaines des pandémies les plus dévastatrices du monde. Parmi les quelque 400 maladies infectieuses émergentes identifiées depuis 1940, plus de 60% sont d'origine animale. La peste bubonique est apparue chez les rats des villes. Le VIH / sida a commencé comme un virus chez les singes. Ebola a trouvé un foyer chez les chauves-souris avant de se propager aux humains, dans une région de la Guinée, des scientifiques ont qualifié de point névralgique le virus dès 2008. La pandémie de grippe espagnole de 1918, qui a coûté la vie à environ 50 millions de personnes, a été remonte aux oiseaux.

Pourtant, même s’il est difficile d’imaginer, une éventuelle évasion zoonotique pourrait être pire. "Le monde n'est pas préparé", explique Dennis Carroll, directeur de l'Unité de la sécurité sanitaire mondiale et du développement à l'USAID, par courrier électronique, "pour atténuer l'impact d'une menace émergente ou empêcher son apparition - nous laissant vulnérables à leurs conséquences". Ces conséquences pourraient inclure des millions de vies perdues et des milliards de dollars de destruction économique.

Aujourd'hui, certains pensent que le taux de nouvelles maladies émergentes est en augmentation. Des études ont montré que des facteurs modernes tels que le changement climatique, la dégradation de l'environnement et les pressions démographiques pourraient accroître la probabilité que les virus passent de l'animal à l'homme. "Nous devons être mieux informés des futures menaces de maladies infectieuses avant qu'elles ne se manifestent", écrit Caroll, "afin que nos contre-mesures technologiques et nos réponses d'atténuation puissent être mieux adaptées aux spécificités de la menace avant son émergence".

Pendant ce temps, PREDICT et des partenaires comme EcoHealth commencent à rassembler les menaces émergentes les plus probables.

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_EHA4285 2.jpg Olival libérant une chauve-souris après avoir prélevé des échantillons pour des tests de dépistage du virus en Thaïlande. (Copyright 2018 EcoHealth Alliance)

Des endroits comme Sulawesi, où environ 500 tonnes de chauves-souris sont tuées et aboutissent dans le nord du pays, sont sur le point de devenir l'épicentre de la prochaine pandémie. Ce mouvement massif de viande menace non seulement la conservation des chauves-souris - le commerce plus important des chauves-souris a contribué au déclin de la population de chauves-souris en Asie du Sud-Est - mais a également la capacité de propager l'infection dans d'autres parties du pays en un rien de temps. C’est un exemple frappant de la façon dont la mondialisation a créé les conditions propices à l’apparition du VIH / sida ou du zika.

"La chasse à la viande de brousse, le transport des animaux, les contacts directs", explique Olival. "C'est une interface à haut risque - exactement le type d'endroit qui nous intéresse le plus pour le projet PREDICT."

Les chauves-souris transportent une plus grande proportion de virus à identifier que tout autre mammifère et qui présentent un risque pour l'homme. Ce fait fascine Olival depuis 2003, lorsqu'il a commencé ses recherches sur l'intersection de virus et d'animaux à la suite d'une épidémie de virus Nipah en Malaisie quelques années auparavant. Ses recherches sur les chauves-souris l'ont mis en contact avec certaines des maladies les plus effrayantes de l'époque: Ebola, le SRAS, Marburg, Hendra et probablement MERS sont des virus mortels véhiculés par ces mammifères aériens.

Les échantillons recueillis par Olival à Sulawesi ont été envoyés à un laboratoire indonésien, où ils seraient utilisés en partie pour aider à créer des ressources locales dans l’espoir de réagir aux virus émergents. Pourtant, alors que les laboratoires locaux analysent de plus en plus d'échantillons pour améliorer la surveillance sur le terrain, la majeure partie du travail de PREDICT visant à découvrir de nouveaux virus et à créer une base de données mondiale a été effectuée dans le laboratoire de Simon Anthony de la Mailman School of Public Health de l'Université Columbia.

L'équipe d'Anthony examine et séquence plus de 5 000 échantillons de sang et de tissus chaque année. Nombre d'entre eux sont issus d'animaux situés dans les points chauds de la maladie dans le monde, des endroits où les humains et les animaux porteurs de virus sont souvent en contact rapproché et dangereux. À un moment donné, il a été reconnu pour avoir découvert 150 virus; Stephen S. Morse, ancien codirecteur de PREDICT et professeur d'épidémiologie à l'Université de Columbia, a déclaré qu'Anthony avait découvert plus de nouveaux virus que quiconque.

"Le but final est d'essayer d'être mieux préparé, d'empêcher que les virus ne se propagent (sur les humains) en premier lieu", explique Anthony. "C'est une perspective très complexe et à plusieurs niveaux. Nous voulons avoir une idée de ceux qui sont potentiellement dangereux et de ceux qui ne le sont pas ... Nous sommes littéralement sur le point de le faire."

Lorsqu'il a commencé à travailler en 2008, l'équipe d'Anthony annonçait un nouveau nombre de virus au début de chaque réunion. Comme leurs découvertes devenaient plus fréquentes, ils ont dû abandonner le rituel pour des raisons pratiques. L’équipe mondiale de PREDICT, a-t-il déclaré, a découvert plus de 1 000 nouveaux virus dans 20 pays.

Anthony passe le plus clair de son temps à regarder l'écran d'un ordinateur et à séquencer le code génétique d'un virus. Il la connecte ensuite à une base de données open-source. Si le code qu'il a découvert n'est pas reconnu, il sait qu'il a découvert un nouveau virus. "Votre récompense est de regarder ces résultats ces jours-là et de savoir que vous êtes la première personne au monde à découvrir quelque chose", ajoute-t-il. "C'est ce qui est génial dans ce genre de travail."

Mais pour le moment, dit-il, il n’ya aucun moyen de déterminer à partir de la séquence si un virus récemment découvert peut infecter et prospérer dans les cellules humaines. Cela nécessite une série d'expériences physiques en laboratoire.

L'étude initiale PREDICT d'une durée de cinq ans a exploré la meilleure manière de collecter des données sur les virus. La deuxième phase quinquennale, financée pour deux années supplémentaires, c a commencé à identifier les zones à haut risque telles que Sulawesi et à déterminer si les humains sont infectés par des virus à ces endroits. Depuis 2014, les équipes de PREDICT ont échantillonné plus de 26 000 animaux et 1 700 personnes dans 26 pays, principalement en Afrique et en Asie.

Le programme de santé mondiale du Smithsonian est l’enquêteur principal qui teste des animaux et des humains au Kenya et au Myanmar, qui ont été ajoutés à PREDICT il ya trois ans. Jusqu'à présent, Suzan Murray, responsable médical du Smithsonian Wildlife Wildlife, et directeur du programme, s'est concentré non seulement sur l'échantillonnage, mais également sur la formation de partenaires de laboratoires locaux et sur la création d'une stratégie de communication permettant de diffuser rapidement des informations sur les risques.

«Notre objectif, explique-t-elle, est de nous entraîner à sortir d'un emploi.»

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Capture d'écran 2018-01-23 à 12h28.28 PM.png Des couleurs plus chaudes mettent en évidence les zones jugées les plus utiles pour la découverte de nouveaux virus zoonotiques. a: Tous les mammifères sauvages b: Carnivores c: Ongulés à doigts égaux. d: chauves-souris e: primates f: rongeurs ((Olival et al / Nature))

PREDICT n'est pas le premier projet de détection de virus. En 1915, la Fondation Rockefeller a financé une chasse au virus dans les pays en développement dans le but de rechercher et d’éradiquer la fièvre jaune. Au cours de leurs enquêtes, ils ont découvert un certain nombre de nouveaux virus, notamment le virus Zika en Ouganda en 1947, six décennies avant qu'il ne soit transmis à l'homme. Mais PREDICT est le plus grand effort de recherche de virus en cours à ce jour.

C'est aussi une preuve de concept pour quelque chose d'encore plus ambitieux: le projet Global Virome. Le projet proposé, qui n'a pas encore été financé, vise à prévenir les menaces de pandémie en identifiant et en séquençant près d'un demi-million de virus susceptibles de se transmettre à l'homme.

L'idée est née d'une réunion à laquelle Mazet a assisté au centre de conférence Bellagio de la Fondation Rockefeller en août dernier. Lors de la réunion, Mme Mazet s'est déclarée choquée par l'enthousiasme manifesté par les dirigeants de l'Organisation mondiale de la Santé pour se lancer dans un projet aussi ambitieux et coûteux. "Certains grands leaders d'opinion ont déclaré qu'il n'y avait rien de plus important que nous puissions faire (pour protéger des vies humaines)", a-t-elle ajouté. "Ceci et le changement climatique. Ce sont les plus grandes menaces pour notre société et nous devons faire face à cela."

On ne sait pas si le financement pour le projet de 10 ans émergera. Le coût a été estimé à 3, 4 milliards de dollars, mais des promoteurs tels que Mazet ont déclaré qu'ils se rembourseraient plusieurs fois s'ils mettaient fin à une seule pandémie.

En attendant, PREDICT commence à rassembler une image composite indiquant où rechercher les virus émergents. "Nous avons cette mosaïque de différentes études du monde entier", a déclaré Mazet. "Notre équipe et les autres ont très bien réussi à créer une belle image à partir de cette mosaïque, mais il ne s'agit toujours que d'une mosaïque de cette activité aléatoire."

Une étude, Olival et ses collègues d’EcoHealth, publiée l’an dernier, comprenait des cartes détaillées illustrant les zones de virus non encore découverts qui pourraient apparaître chez l’homme. Les cartes sont des extrapolations créées à l'aide de la modélisation informatique. Par conséquent, elles n'ont pas un niveau de granularité élevé, mais elles donnent la priorité aux régions du monde et aux types d'écosystèmes à haut risque, des lieux à surveiller.

«Le Saint Graal dans la prévention des pandémies consiste à comprendre où le prochain virus zoonotique est susceptible d'apparaître et de quelle espèce», déclare Olival. «Notre étude fournit la première carte prédictive de l'endroit où ces zoonoses non découvertes peuvent être trouvées à travers le monde. Cette information est essentielle pour hiérarchiser la surveillance afin d'identifier et d'arrêter la prochaine pandémie. "

Les cartes révèlent des points chauds pour les chauves-souris en Amérique du Sud et centrale et dans certaines régions d’Asie, ainsi que pour les primates en Amérique centrale tropicale, en Afrique et en Asie du Sud-Est. Le plus grand potentiel d'épidémies virales futures provient des chauves-souris du nord de l'Amérique du Sud, des carnivores de l'est de l'Afrique, des primates de l'Amérique centrale tropicale, de l'Afrique et de l'Asie du sud-est et des mammifères à corps (bovins, ovins, chameaux, cerfs) en Afrique de l'est et centrale.

En fin de compte, l'objectif est d'être face à une pandémie - plutôt que de la chasser - en sachant très tôt quels virus existent et en travaillant avec les communautés locales pour les aider à comprendre les risques. "Avoir cette connaissance dans la communauté permet aux gens de faire des choix différents", a déclaré Mazet. «C’est ce que nous voulons avec les virus. Nous l’avons pour conduire des voitures. Nous l’avons pour la plupart des problèmes bactériens. Mais nous ne savons presque rien sur les virus. C’est franchement ce qui cause les épidémies et les pandémies.»

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Olival et Mazet se réfèrent au Bangladesh pour illustrer comment un changement de comportement peut réduire considérablement les risques. Jusqu'à récemment, le pays souffrait d'épidémies régulières du virus mortel Nipah, qui a tué jusqu'à 50 personnes par an depuis 2001. En 2016, aucune épidémie de la maladie n'a été rapportée.

Les représentants du gouvernement ont attribué à ce sursis une campagne d’éducation. Olival attribue le facteur dégoût.

Lorsqu’il s’est rendu dans le pays, il a découvert que les habitants buvaient de la sève de palmier dattier crue, récoltée dans des arbres où se reposaient les chauves-souris. Les chauves-souris attirées par la sève l’avaient souvent contaminée avec leur urine ou leur salive. En installant des caméras infrarouges à détection de mouvement dans les arbres, les chercheurs ont montré des chauves-souris léchant la sève et urinant des arbres. Ils ont ensuite invité les habitants à recouvrir les pots avec une jupe en bambou et à faire bouillir la sève.

De plus, l'analyse de ces chauves-souris a révélé qu'elles portaient plus de 50 virus récemment découverts, explique Olival. "Cette solution peu technologique peut non seulement empêcher Nipah d'émerger, mais également empêcher 50 autres virus de s'infiltrer dans les gens", a-t-il déclaré. "La création de vaccins coûterait une somme énorme, contre quelques dollars pour une jupe en bambou."

Quand Anthony regarde l’émergence de Nipah, il voit une autre question à explorer. Les chercheurs ont trouvé d'autres virus liés à Nipah, note-t-il, mais aucun d'entre eux n'a infecté de personnes. "Pourquoi Nipah at-il débordé et non ces autres virus? Quelle est la particularité de Nipah, le fait que ces autres virus n’ont pas permis à Nipah d’émerger en tant que pathogène humain?", Demande-t-il. "Nous ne connaissons pas encore la réponse. sont les questions que nous pouvons espérer commencer à obtenir une poignée sur ".

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Ce n'est pas tout le monde qui pense que découvrir les virus et leurs points chauds est le meilleur moyen de prévenir les pandémies. Le Dr Robert B. Tesh, virologue à la branche médicale de l'Université du Texas, explique que nous ne comprenons pas suffisamment les virus zoonotiques pour créer des modèles prédictifs. "Une grande partie de leur production est un battage publicitaire", dit-il, se référant au travail de PREDICT. "C'est plus une relation publique qu'une science."

Tesh ne pense pas que vous puissiez prédire la prochaine éclosion pour deux raisons principales. Premièrement, des virus comme Zika et West Nile ne sont pas nouveaux; ils ont été transportés vers de nouvelles zones puis débordés. "Je ne pense pas que quiconque aurait pu prédire cela", dit-il.

Deuxièmement, beaucoup de ces virus sont des virus de réassortiment qui mutent rapidement. Aucune quantité de découverte ne peut préparer cela. "Certains meurent et ne vont nulle part", note Tesh. "D'autres s'adaptent à de nouveaux hôtes et continuent."

Il cite une étude récente sur le virus du Nil occidental, qui est transmis par les moustiques. L'étude a mis en évidence de nombreux facteurs qui déterminent si et où une épidémie se produira, notamment l'utilisation des terres, le climat, le génotype du moustique et le microbiome de ces moustiques. «Compte tenu de ces variables et du peu de compréhension que nous en avons réellement, les personnes qui prétendent pouvoir prédire ce qui va se passer… se bichonnent, elles-mêmes et l'organisme de financement», dit-il.

Tesh pense que dans de nombreux cas, comme dans le cas du SRAS et du MERS, qui entrent et sortent des humains longtemps avant qu'on les remarque, la surveillance humaine est la voie à suivre. Par exemple, les centres américains de contrôle des maladies (CDC) utilisent depuis longtemps un projet de surveillance dans six hôpitaux en Ouganda. Quand un enfant entre avec une fièvre inexpliquée, les médecins prélèvent son sang. Ils analysent l'échantillon à la recherche de causes bactériennes et de virus, créant ainsi un système d'alerte précoce au niveau local.

Le Dr Ron Rosenberg, directeur adjoint des sciences à la Division des maladies à transmission vectorielle de la CDC, a refusé de commenter spécifiquement des projets tels que PREDICT. Mais comme Tesh, il a déclaré qu'il pensait que l'accent devrait être mis sur l'identification des virus chez l'homme.

"En général, je pense que les meilleurs sentinelles pour découvrir de nouveaux virus sont les humains, pas les animaux", a déclaré Rosenberg, rédacteur en chef du journal CDC Emerging Infectious Diseases. "La raison pour laquelle je dis cela est que nous n'avons pas vraiment de moyen de prédire si un virus que nous trouvons chez un animal ... infectera les humains. Il n'y a pas de solution miracle. Il n'y a pas de clé secrète. Il n'y a pas moyen de regarder le génome et dire qu'il a ce gène et que c'est à un nucléotide d'infecter les humains. "

Cela n'empêche pas PREDICT et les autres groupes d'essayer. Pour eux, la clé pour étouffer les virus qui provoquent des sauts d’espèces dans l’œuf consiste à obtenir une base de référence pour ce qui existe. Mazet compare la situation aux prévisions météorologiques hâtives, qui disposaient de décennies de données fiables pour leurs modèles. Les responsables de la santé publique qui cherchent à prévenir la prochaine pandémie, a-t-elle ajouté, ne font pas de distinction entre eux.

"Le plus gros défi pour PREDICT à l'heure actuelle est le manque d'informations", dit-elle. "Nous avons besoin de ce siècle de données (à l'instar des prévisions météorologiques) et nous n'avons pas le temps. Nous pourrions perdre des cultures et des sociétés si nous attendions 100 ans pour les collecter."

Les chercheurs de virus peuvent-ils arrêter la prochaine pandémie avant que cela ne se produise?