L`émergence d`un virus appelé « VIH »

décryptages
par Olivier Donnars
L’émergence d’un virus
appelé « VIH »
D’où vient le VIH ? Comment est-il passé de l’animal à l’homme ? L’intérêt de
la recherche pour ces questions a pour but de mieux comprendre les conditions
d’émergence du VIH et de se préparer à d’éventuels nouveaux virus.
L
a pandémie de l’infection par le VIH est malheureusement le parfait exemple de la maladie émergente.
Au début des années 1980, le sida était inconnu.
Trente ans plus tard, l’épidémie a explosé et touche près
de 33 millions de personnes dans le monde. Tout comme
pour les épidémies de grippe aviaire ou de pneumopathie atypique (Sras), qui ont défrayé la chronique ces
dix dernières années, la maladie a pour origine un virus
transmis de l’animal à l’homme.
Barrière d’espèce. Avant d’arriver à l’homme, le virus a
dû franchir ce que l’on appelle la « barrière d’espèce ».
L’adaptation,
une bonne dose de hasard
L’adaptation d’un virus est le fruit du hasard.
Le virus, qui ne peut se multiplier qu’à l’intérieur d’une cellule, utilise à son profit la machinerie cellulaire. À la tête de cette opération, des
enzymes qui commettent de nombreuses erreurs
de copie. Ce qui se traduit par l’apparition aléatoire de mutations dans le génome viral. Celles-ci
n’ont soit aucun effet, soit sont délétères pour le
virus, soit lui sont bénéfiques, comme le rendre
plus virulent, résistant à une molécule ou capable
de reconnaître de nouveaux récepteurs. Un autre
mécanisme lui permet aussi d’acquérir de nouveaux caractères : c’est la recombinaison. Si deux
virus proches parents infectent une même cellule,
ils peuvent s’échanger au hasard des fragments
de leur matériel génétique et donner notamment
de nouveaux gènes ou des mutations bénéfiques.
Dans tous les cas, la nature se charge par la suite
de sélectionner les variants les plus adaptés à un
nouvel environnement. Ce qui leur permet parfois
de passer la barrière d’espèce.
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Tout commence par une espèce animale qui héberge le
virus sans être malade. C’est ce que les épidémiologistes
appellent un « réservoir naturel ». « Pour franchir cette
barrière, le virus doit s’adapter afin de se transmettre à
l’espèce humaine, explique Lucie Étienne, doctorante à
l’Institut de recherche pour le développement (IRD) de
Montpellier et qui travaille sur le risque d’émergence de
nouveaux rétrovirus. Cela peut être la capacité de se
fixer aux récepteurs cellulaires humains ou celle d’inhiber les défenses immunitaires de l’homme. » L’adaptation ne sera totale que si toute une suite d’événements
se réalise : pénétration dans la cellule, production de
particules virales et dissémination dans l’organisme.
Autant dire que le processus peut bloquer à chaque
étape. Une fois passé l’adaptation et la transmission
de l’animal à l’homme, le virus doit être capable de se
propager à toute une population. Sans quoi son émergence aura échoué.
La traque aux réservoirs naturels. Comprendre les raisons de l’émergence du VIH, c’est d’abord connaître
son origine. En 1983, quand le VIH-1 a été découvert,
son origine animale ne paraissait pas si évidente. Les
premiers soupçons datent de 1985 quand, dans un
centre de primatologie américain, des macaques rhésus
développent une maladie identique au sida. Très rapidement, les chercheurs isolent un virus qu’ils baptisent
« virus d’immunodéficience simienne » (SIV). Les singes
infectés avaient eux-mêmes été en contact avec des
mangabeys enfumés. Chez ces petits primates d’Afrique
centrale, on isole aussi un virus, le SIVsmm, qui pésente
de fortes homologies génétiques avec le VIH-2, découvert en 1985 chez des patients originaires d’Afrique
de l’Ouest. Fait troublant : les deux sévissent dans les
mêmes régions d’Afrique, du Sénégal à la Côte d’Ivoire,
là où vivent les mangabeys enfumés sauvages, porteurs
sains du SIVsmm. Le réservoir naturel du VIH-2 venait
d’être trouvé.
Restait à repérer le réservoir du VIH-1. Les soupçons
se portent très naturellement vers d’autres primates.
par Olivier Donnars
Martine Peeters et Éric Delaporte, deux chercheurs de
l’IRD Montpellier, en apportent les premières preuves en
1989. « À Franceville, au Gabon, nous avons découvert
le premier chimpanzé infecté par un SIV, se souvient
Éric Delaporte. C’était un animal domestiqué, mais né
dans la nature. » Ce nouveau virus, baptisé « SIVcpz »,
est très proche génétiquement du VIH-1. Dix-sept ans
plus tard, un SIVcpz apparenté au groupe N du VIH-1 est
isolé chez un chimpanzé du Cameroun par l’équipe du
centre Pasteur du Cameroun. Et en 2006, des traces de
virus dans les excréments de chimpanzés sauvages du
Sud Cameroun permettent d’identifier un SIVcpz proche
parent du groupe M du VIH-1. Le réservoir du VIH-1
responsable de la pandémie venait d’être identifié.
Toujours en 2006, une autre découverte vient compléter
le tableau : le gorille sauvage vivant au Cameroun est
lui aussi porteur d’un SIV, nommé « SIVgor ». Ce virus a
quelques similitudes avec le VIH-1 O et le VIH-1 P, un
nouveau groupe découvert en 2009 chez une patiente
d’origine camerounaise. Mais les ressemblances sont
insuffisantes pour affirmer que le gorille soit le réservoir
naturel de ces deux groupes du VIH-1.
Comment s’adapter à l’espèce humaine. À ce jour, environ 40 lignées de SIV ont été identifiées chez plus de
45 espèces de primates, toutes africaines. On estime que
le virus est présent chez le chimpanzé depuis au moins
600 ans et au moins 32 000 ans chez les petits singes.
Durant ces longues périodes, virus et hôtes ont évolué
ensemble. Et on sait qu’une même espèce de primates,
par exemple le mandrill, peut être porteuse de deux SIV
différents. Ce qui a dû favoriser des remaniements entre
virus. C’est le cas du virus du chimpanzé : le SIVcpz est
en effet le résultat d’une recombinaison entre le virus du
mangabey à collier blanc et celui du singe hocheur, petit
singe très répandu au Cameroun. « On pense que cette
recombinaison virale a eu lieu lorsque le chimpanzé,
dévoreur de petits singes, s’est surinfecté, précise Éric
Delaporte. Les chimpanzés ont ensuite pu transmettre
leur virus à l’homme et à des gorilles. »
Est-ce ce type d’évènements qui a permis au VIH-1 et
au VIH-2 de franchir la barrière d’espèce ? Difficile de
répondre. La recherche sur la question n’en est encore
qu’à ses débuts. Il existe néanmoins quelques indices. On
sait que les primates vivent parfaitement bien avec leurs
virus, car ils s’y sont adaptés. Dans leurs cellules, des
protéines appelées « facteurs de restriction » empêchent
la multiplication du SIV. Par exemple, la téthérine, qui
bloque le bourgeonnement du virus à la surface des cellules CD4 infectées. Mais le virus a lui aussi développé
une arme afin de contrecarrer le facteur de restriction.
Les SIV et VIH possèdent des protéines accessoires,
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comme la NEF, qui les aident à proliférer. « Chez SIVcpz
et SIVgor, NEF inhibe la téthérine des chimpanzés et des
gorilles, précise Michaela Müller-Trutwin, chercheuse à
l’unité de régulation des infections rétrovirales de l’Institut Pasteur de Paris. Mais NEF n’a aucune action sur
la téthérine humaine. Chez le VIH-1, c’est une autre
protéine accessoire, la protéine VPU, différente de celle
des SIV, qui bloque la téthérine humaine. » La protéine
VPU du VIH-1 serait donc une adaptation ayant permis
au virus de se répliquer chez son nouvel hôte. Le groupe
M du VIH-1 serait même le seul à avoir une protéine VPU
capable de bloquer l’action de la téthérine. Ce qui expliquerait pourquoi ce virus s’est répandu plus facilement
que le groupe O du VIH-1 ou que le VIH-2.
Des facteurs sociaux-économiques comme source de
propagation. L’adaptation a certainement eu lieu au gré
des mutations ou des recombinaisons aléatoires du virus
après qu’un homme ait été contaminé par un singe (lire
encadré p. 24). Le virus se transmettant par voie sanguine, l’exposition par le sang ou avec des tissus d’animaux infectés est l’hypothèse la plus plausible. La viande
de singe étant très prisée dans plusieurs pays d’Afrique
subsaharienne, on pense que la contamination a eu lieu
au cours de braconnage, de la préparation de viande de
Réussir ou non son émergence
Hormis le VIH, d’autres virus d’origine animale sont plus ou moins parvenus à leur
émergence. Certains sont à deux doigts de la
réussir. Par exemple, le virus du Nil occidental, responsable de moins d’un millier de victimes lors de chaque réémergence, mais qui,
depuis l’Afrique centrale, s’est propagé vers le
Moyen-Orient, l’Europe et l’Amérique du Nord.
D’autres virus n’ont que potentiellement atteint
leur émergence. C’est le cas des virus hémorragiques, comme Ébola, qui déciment tellement
vite leurs victimes qu’ils n’ont pas le temps
de se propager. Quant aux émergences pour
le moment non réussies, elles ont provoqué
une dizaine de décès, car le virus ne s’est pas
suffisamment adapté à l’homme. Mais elles
pourraient devenir des pandémies si c’était le
cas. Ces possibles émergences restent donc
toujours sous surveillance. C’est le cas par
exemple du virus de la grippe aviaire.
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brousse ou par des blessures infligées par les grands
singes. Ces transmissions n’ont pas été uniques. Pour
réussir son émergence, le VIH a tenté plusieurs « coups
d’essais ». « Le fait qu’il existe plusieurs groupes VIH-1
et VIH-2 témoigne qu’il y a eu plusieurs passages indépendants du singe à l’homme », précise Lucie Étienne.
Grâce à des analyses génétiques, les chercheurs ont
pu estimer que le VIH-1 M serait apparu à la fin du
19e siècle ou au début du 20e, le VIH-1 O vers 1920
et le VIH-1 N, trente à quarante ans plus tard. Tous
localisés en Afrique équatoriale de l’Ouest. Pour Lucie
Étienne, « il est très probable que d’autres transmissions
aient eu lieu dans le passé, mais qu’elles soient restées
inaperçues, le virus n’ayant pu s’adapter au nouvel hôte
ou n’ayant pas eu l’occasion d’être introduit dans un
milieu favorisant sa dissémination rapide. » Ce qui n’a
pas été le cas au cours du 20e siècle.
En effet, dans la seconde partie du siècle dernier, le
VIH a profité de facteurs humains et socio-économiques
pour se propager. Le développement et la modernisation
des infrastructures dans les pays d’Afrique au cours des
années 1950 lui ont été d’une certaine aide. Les villages
autrefois isolés ne l’étaient plus. Avec la déforestation
et la construction de nouveaux axes routiers, les populations se sont déplacées, participant à la diffusion du
VIH. Ce qui expliquerait en partie pourquoi le VIH-1 M,
originaire du Sud du Cameroun ou des régions avoisinantes, a explosé à plusieurs centaines de kilomètres
de là, en République démocratique du Congo (RDC).
« Ces populations migrantes se sont concentrées dans
les villes où l’urbanisation massive associée à la paupérisation et à la prostitution ont favorisé le développement
des infections sexuellement transmissibles (IST), dont le
VIH, ajoute Éric Delaporte. De plus, elles ont bénéficié
de soins, comme la transfusion sanguine, ou d’injections
pour le traitement des IST. Malheureusement, à cette
époque, le manque de connaissances des règles sanitaires de la part des équipes médicales a pu contribuer
à la transmission du virus par exposition au sang. Tous
ces éléments ont fait que le VIH a trouvé un terrain favorable à sa propagation. » Les guerres de décolonisation
en Afrique ont aussi lancé des populations sur les routes.
Classification et diversité du VIH
Le virus VIH-1 est actuellement classé en quatre groupes :
tLe groupe M (major group, responsable de la pandémie) : transmission à l’homme entre la fin du 19e et le
début du 20e siècle dans le Sud du Cameroun à partir du chimpanzé Pan troglodytes troglodytes. Découvert
en 1983, il est subdivisé en neuf sous-types (A, B, C, D, F, G, H, J, K) et 49 formes recombinantes (CRF01CRF49). Tous n’ont pas la même répartition géographique. Dans les pays du Nord, le sous-type B est prédominant. Il est responsable de l’épidémie initiale dans les pays industrialisés, en particulier l’Amérique du
Nord et l’Europe de l’Ouest, dont la France. Par contre, à l’échelle mondiale, les VIH-1 M non-B représentent
au moins 90 % des virus circulants. Le sous-type C sévit principalement en Afrique du Sud et en Asie où il
est responsable de 50 % des infections. On trouve les sous-types A et D en Afrique de l’Est et le CRF02-AG
en Afrique de l’Ouest.
tLe groupe O (outlier group) : transmission à l’homme vers 1920, vraisemblablement dans le Sud du Cameroun. Identifié en 1990, il représente 1 % des infections par le VIH. Il circule au Cameroun, au Gabon, au
Nigeria et en Guinée-Équatoriale.
tLe groupe N (non-M, non-O group) : transmission à l’homme dans les années 1950-1960 à partir du
chimpanzé Pan troglodytes troglodytes dans le Sud du Cameroun. Identifié en 1998. Quinze cas d’infections
recensés.
tLe groupe P : il a dû émerger dans le Sud du Cameroun ou dans une région proche à partir du chimpanzé
Pan troglodytes troglodytes ou du gorille Gorilla gorilla gorilla. Découvert en 2009. Deux infections ont été
rapportées à ce jour chez des Camerounaises.
Le VIH-2 est classé en huit groupes (A-H) et seuls les groupes A et B jouent un rôle dans l’épidémie en Afrique
de l’Ouest.
tGroupe A : transmis vers 1932, il circule principalement en Guinée-Bissau et au Sénégal.
tGroupe B : transmis vers 1935, il circule en Côte d’Ivoire.
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Les échanges commerciaux et autres coopérations entre
pays ont ensuite ouvert les voies vers d’autres continents.
Participant ainsi à la réussite de l’émergence du VIH.
La surveillance de nouveaux VIH. Une question se pose
désormais : peut-on assister à un nouveau scénario avec
l’émergence d’autres variants du VIH ? Le risque n’est
évidemment pas négligeable. La récente découverte du
VIH-1 P en est une preuve. Le risque d’une transmission
interespèces demeure tant que l’homme sera au contact
des réservoirs naturels du virus. Et ces contacts sont de
plus en plus fréquents. La chasse et la consommation
de viande de brousse sont toujours pratiquées en Afrique
subsaharienne où elles représentent une source de revenus. Ces pratiques seraient même en recrudescence. Au
Nord Congo, les ventes de viande de brousse auraient
grimpé de 64 % ces dernières années. Ceci expose d’autant plus les chasseurs et les consommateurs au risque
d’être en contact avec un SIV que la prévalence du virus
peut atteindre 20 % chez certaines espèces de primates
particulièrement chassées, en RDC notamment. Dans
le même temps, on assiste en Afrique centrale à une
augmentation du nombre de concessions forestières et
minières. « Ces chantiers attirent de nouveaux migrants
qui vivent au contact direct des animaux sauvages infectés, témoigne Éric Delaporte. Parmi ces migrants, 20 %
des femmes seraient séropositives. » Selon lui, cette
promiscuité entre animaux infectés et personnes séropositives représente un risque que SIV et VIH-1 entrent
en relation. Et surtout qu’ils se recombinent pour donner
de nouvelles souches virales de type VIH-3. « La probabilité que de nouveaux types de VIH apparaissent est
faible à court terme, mais n’est pas exclue, rapporte
Éric Delaporte. Il faut donc rester vigilant et surveiller la
diversité génétique des virus. » Pour anticiper l’arrivée
d’éventuels recombinants, son équipe s’emploie à identifier les SIV circulant parmi tous les primates africains.
Sans relâcher la surveillance des populations humaines
en contact avec les animaux potentiellement infectés.
Pour cela, les chercheurs analysent leur sang et tentent
d’améliorer les tests sanguins en incluant, par exemple,
la détection d’éventuels anticorps anti-SIV.
L’objectif est de réagir vite et de ne pas passer à côté d’une
nouvelle émergence. Car plus on laisse le temps au virus
de s’adapter, plus il s’implante durablement au sein de la
population. Une vraie course contre la montre.
pour aller plus loin
Des rétrovirus au cœur de notre ADN
Huit pour cent de notre génome est un assemblage de
bouts de virus. Des traces de rétrovirus qui ont infecté
nos ancêtres primates il y a des dizaines de millions
d’années et qui se sont insérés dans l’ADN de leurs
cellules sexuelles pour se transmettre de générations
en générations. La grande majorité de ces rétrovirus
endogènes humains (HERVs) ont accumulé tellement
de mutations qu’ils ont perdu la capacité de s’exprimer.
Mais certains en sont encore capables et jouent
même un rôle important dans l’organisme. Comme
les anciens gènes d’enveloppe codant les syncytines,
des protéines essentielles à la formation du placenta
chez les mammifères. Quelques particules de HERVs
ont été observées dans des mélanomes humains
et de souris. On les soupçonne d’être à l’origine de
certaines maladies auto-immunes ou de cancers.
Mais cela reste sujet à débat. Une question se pose
tout de même : ces vestiges du passé peuvent-ils
un jour se réveiller, voire se recombiner avec des
rétrovirus récents pour engendrer de nouvelles formes
d’infections ? « Les rétrovirus endogènes du chat et de
la souris ont conservé des homologies – notamment
au niveau de la capside – avec des rétrovirus actuels,
indiquent Valérie Courgnaud et Jean-Luc Battini, de
l’Institut de génétique moléculaire de Montpellier.
Une recombinaison serait possible à condition que
le rétrovirus endogène arrive à s’exprimer et fabrique
des particules virales. Ce qui est peu probable. »
Quant à l’homme, les HERVs ont peu d’homologies
avec les rétrovirus modernes. En 2006, une équipe
française a cependant réussi à ressusciter un HERV.
Les chercheurs ont reconstitué le génome du rétrovirus à partir des séquences éparpillées dans le
génome humain. Baptisé « Phoenix », ce rétrovirus,
détruit après l’expérience, a pu infecter des cellules
humaines, mais s’est montré peu infectieux.
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