Les 4 clés qui expliquent l'anatomie d'Ómicron et son fort pouvoir contagieux

Le pic enregistré par l'Argentine à la mi-janvier au milieu de la troisième vague de coronavirus et avec plus de 140 000 cas en seulement 24 heures n'était pas un hasard. C'est à cette époque que toutes les infections répondaient à la dernière variante du coronavirus Ómicron, découverte en novembre 2021 en Afrique du Sud et qui est probablement le virus qui se propage le plus rapidement dans le histoire de l'humanité, selon la science.

Les experts ont étudié qu'une personne infectée par le virus de la rougeole pouvait infecter 15 autres personnes en 12 jours. Mais quand Ómicron est soudainement arrivé l'été dernier, il a sauté d'une personne à l'autre si rapidement qu'un seul cas pourrait en conduire à six autres après quatre jours, 36 cas après huit jours, et 216 cas après 12 jours. À la fin du mois de février, la variante représentait presque toutes les nouvelles infections à COVID dans le monde.

Lorsque la variante Alpha a été détectée en novembre 2020, les scientifiques savaient peu de choses sur la manière dont ses quelques mutations affecteraient son comportement. Aujourd'hui, après plus d'un an de connaissances et de données, les chercheurs ont pu relier certaines des 50 mutations d'Ómicron ou plus aux mécanismes qui l'ont aidé à se propager si rapidement et efficacement. Ce processus de recherche prend généralement beaucoup plus de temps, a déclaré le Dr Sriram Subramaniam, biochimiste à l'Université de la Colombie-Britannique. « Mais nous analysons ces variantes depuis un an, alors nous étions préparés », a-t-il ajouté.

Selon l'expert, Ómicron recèle deux fois plus de mutations que les autres variants intéressants, et sa sous-lignée BA.2 pourrait en avoir encore plus. Il existe 13 mutations dans la protéine de pointe d'Omicron qui sont rarement observées parmi les autres variants. Ces changements dans son anatomie lui ont donné de nouvelles capacités incroyables. « Si Delta est la variante de Hulk de la force brute, pensez à Ómicron comme Flash, masqué et diabolique rapide », a-t-il insisté.

Une étude publiée par Scientific American explore quatre façons dont la variante a changé physiquement. Trois de ces altérations ont aidé cette version du virus à échapper à notre système immunitaire et à devenir plus infectieuse, tandis que la quatrième aurait pu entraîner une maladie plus bénigne.

1-Utilisation d'un déguisement : Ce qui a rendu Ómicron si transmissible, comme l'indiquent la plupart des preuves, est un mécanisme unique et puissant parmi les variantes. Omicron avait une capacité inégalée à se cacher du système immunitaire, comme s'il s'agissait d'un déguisement. Pendant l'infection, des amas d'acides aminés en forme de poing au-dessus du pic du coronavirus appelés domaines de liaison aux récepteurs (RBD) se fixent à une protéine à l'extérieur de certaines cellules humaines : le récepteur ACE2. Pour éviter cette fixation, le système immunitaire crée des anticorps (protéines en forme de Y induites par une infection ou une vaccination antérieure) qui reconnaissent un RBD et s'y attachent comme un velcro, empêchant ainsi le virus de se lier à l'ACE2.

Dans les variantes antérieures, un, deux ou peut-être trois acides aminés étaient mutés dans les RBD, modifiant suffisamment chaque RBD pour empêcher certains anticorps, mais pas tous, de le reconnaître. Mais Ómicron hébergeait 15 mutations RBD, dont beaucoup au niveau des principaux sites de liaison des anticorps, formant un déguisement élaboré pour éviter de nombreux autres anticorps. C'était comme si le virus avait mis un masque en latex Mission : Impossible de changer de visage. « Il y a tellement de mutations et de nouvelles mutations », explique Matthew McCallum, biochimiste à l'Université de Washington.

Dans une analyse publiée dans la revue Science, McCallum, avec son chef de laboratoire David Veesler et ses collègues, a montré une conséquence de cette transformation spectaculaire : un seul des huit traitements anticorps contre le COVID utilisés dans les hôpitaux, qui sont basés sur des anticorps naturels, sont toujours liés efficacement aux RBD. D'autres recherches ont montré que des mutations dans les RBD et un deuxième site appelé domaine N-terminal permettent au virus d'éviter les anticorps acquis par vaccination ou infection. Grâce au costume convaincant d'Ómicron, la variante n'a trouvé aucun frein et s'est propagée à une vitesse fulgurante. Les vaccins, cependant, préviennent toujours des maladies graves, en particulier avec des injections de rappel.

Stabilisation 2 : Lorsque Ómicron a radicalement modifié son bec pour se cacher du système immunitaire, ces changements ont éliminé certains résidus chimiques dont le même pic avait besoin pour se lier à l'ACE2. Mais d'autres mutations ont compensé : les RBD ont formé de nouveaux ponts chimiques pour se lier efficacement à la protéine, selon une autre étude publiée dans Science. « Il a clairement perdu des résidus importants pour le syndicat, mais cela les a compensés par d'autres interactions », a déclaré Subramaniam, auteur principal de l'article.

La protéine de pointe est également devenue plus résistante. Dans d'autres variantes, deux sous-unités du pic, S1 et S2, sont légèrement connectées. Cela leur permet de se diviser rapidement afin que le bec puisse être enterré dans une cellule humaine lorsque le virus en trouve une. L'inconvénient de cette disposition délicate est cependant que de nombreux pics se rompent prématurément, avant de s'approcher d'une cellule. Une fois séparés, les pointes ne peuvent plus aider le virus à adhérer.

Selon plusieurs études, les mutations d'Ómicron ont donné lieu à de minces ponts moléculaires qui maintiennent mieux les sous-unités ensemble. L'un a été publié dans le Journal of Medical Virology et les autres ont été publiés en tant qu'articles préliminaires qui n'ont pas encore été officiellement examinés par d'autres scientifiques. « Ce virus s'est vraiment protégé contre une activation prématurée », a déclaré Shan-Lu Liu, auteur de l'un des articles et directeur du programme Emerging Viruses and Pathogens de l'Ohio State University. « Lorsque le virus est au bon endroit au bon moment, il peut s'activer et pénétrer dans la cellule, mais pas avant cela. »

3-Trouver la porte latérale : Dans les variantes précédentes, il y avait une constante : le virus repose sur une protéine à la surface des cellules humaines appelée TMPRSS2 (prononcé « tempres dos ») pour l'aider à traverser la membrane cellulaire. Mais Ómicron n'a pas utilisé TMPRSS2. Il a pris un chemin complètement différent pour se rendre à la cellule. Au lieu d'enfoncer la porte d'entrée, Ómicron s'est glissé sur le côté. Alors que d'autres variants nécessitent les protéines ACE2 et TMPRSS2 pour injecter leur génome dans une cellule, Ómicron ne s'est lié qu'à ACE2. Il a ensuite été enveloppé dans une bulle creuse appelée endosome. La bulle a glissé dans la cellule, où le virus a éclaté et a commencé à prendre le contrôle.

Les scientifiques pensent qu'Ómicron a ainsi obtenu deux avantages possibles. Premièrement, de nombreuses cellules n'ont pas de TMPRSS2 à l'extérieur, donc si le virus n'a pas besoin de la protéine de surface, il a un plus grand nombre de cellules à infecter. « L'hypothèse actuelle est qu'il devrait y avoir sept, voire 10 fois plus de cellules disponibles pour le virus s'il traverse les endosomes et ne dépend pas du TMPRSS2 », explique Wendy Barclay, virologue à l'Imperial College de Londres, dont l'équipe, entre autres, détecté la nouvelle voie d'entrée, qu'ils ont décrite dans une étude préimprimée.

Deuxièmement, alors que le variant Delta plongeait souvent pour infecter des cellules pulmonaires riches en TMPRSS2, Omicron se répliquait rapidement dans les voies respiratoires au-dessus des poumons, ce qui l'a probablement aidé à se propager d'une personne à l'autre. « Nous assistons peut-être à un changement dans les voies respiratoires supérieures, ce qui favorise la propagation du virus par la toux, les éternuements, etc. », a expliqué Joe Grove, virologue à l'Université de Glasgow et co-auteur d'un prépresse qui a également détecté le changement d'entrée.

4-Il a abaissé ses défenses : Un quatrième changement final à Ómicron n'a pas aidé à rendre la variante plus contagieuse, contrairement aux trois premiers. Au lieu de cela, l'altération a créé une faiblesse surprenante, qui a rendu la variante plus vulnérable à une partie des défenses de notre corps connue sous le nom de système immunitaire inné. Les scientifiques ont examiné les réponses d'Omicron et de Delta aux interférons, de petites protéines qui agissent comme des fusées éclairantes sur les routes et alertent les cellules immunitaires innées des envahisseurs. Delta était un maître dans la maîtrise de la réponse à l'interféron, mais Omicron était terrible. En fait, il a activé la signalisation par interféron.

Les chercheurs ne savent pas encore comment ce changement s'est produit. Au moins 11 des 26 protéines du coronavirus interagissent avec le système interféron, et beaucoup d'entre elles ont subi une mutation en Ómicron. Mais même sans connaître le mécanisme exact, les scientifiques peuvent voir des signes des conséquences de ce changement.

Comme les poumons ont une réponse à l'interféron plus prononcée que celle des voies respiratoires supérieures, la vulnérabilité d'Omicron à cette réaction peut l'avoir empêchée de se propager à l'organe le plus profond. « Cela a un sens biologique d'après ce que nous voyons », a déclaré le Dr Martin Michaelis, biologiste à l'Université du Kent en Angleterre, qui a analysé la façon dont Ómicron interagit avec l'interféron dans un article publié dans Cell Research. « Omicron semble être moins capable de pénétrer plus profondément dans le corps et les poumons pour provoquer des maladies graves. »

Bien que l'impact d'Ómicron sur l'ensemble de notre population n'ait pas été léger, il a provoqué une augmentation considérable des hospitalisations et des décès et un nombre record d'enfants hospitalisés, la variante a semblé causer une maladie moins grave chez certaines personnes infectées, ainsi que chez des modèles animaux . Cependant, ceux qui n'ont pas été vaccinés ou qui présentaient d'autres facteurs de risque présentaient toujours un risque beaucoup plus élevé de maladie grave et de décès.

Les variantes futures, si et quand elles apparaissent, peuvent avoir d'autres modifications de leurs structures et capacités. « Je ne suis pas sûr que nous puissions nous reposer sur nos lauriers et dire que tout cela est fini », déclare Barclay. Alors que les infections continuent de se propager et d'évoluer parmi de nombreuses populations à travers le monde, le virus présentera davantage de formes de transmission, dont certaines auxquelles les scientifiques n'ont pas encore pensé.

Infographie : Marcelo Regalado

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