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Le virus Zika est connu depuis 1947, lorsqu’il a été isolé d’un singe dans la forêt Zika en Ouganda. Pendant des décennies, il a infecté épisodiquement des humains en Afrique et dans le Sud-Est asiatique, provoquant peu de symptômes et passant de ce fait inaperçu. Ce n’est qu’en 2007 qu’il cause des épidémies ravageuses en Micronésie et plus tard, en 2013-2014, en Polynésie française. En 2015, il se répand rapidement en Amérique du Sud et en Amérique centrale, où il est finalement associé à des symptômes neurologiques graves, notamment des microcéphalies chez les nouveau-nés (cf. Le virus Zika et les microcéphalies…). L’absence d’immunité de groupe dans la population humaine après émergence du virus sur ce nouveau continent, ainsi qu’un système diagnostique déficient ont été évoqués pour expliquer le pourquoi des microcéphalies, non décrites précédemment. Sans trop de conviction. Une évolution du virus, en revanche, a reçu plus de crédit et a motivé une belle brochette de chercheurs à documenter cette hypothèse *.
Une comparaison a été entreprise entre des virus dits « contemporains », de 2015-2016, isolés en Amérique du Sud et un virus isolé au Cambodge en 2010, qualifié d’« ancestral ». Ces virus ont été dans un premier temps injectés dans le cerveau de souris nouveau-nées de 1 jour (correspondant au troisième semestre de gestation humaine). Les virus contemporains ont provoqué la mort de toutes les souris injectées (plus de 20 souris par groupe), alors que le virus ancestral n’en a tué que 16%. Par la suite, l’observation de cerveaux d’embryons de souris, infectées à 13.5 jours de gestations (correspondant au deuxième trimestre de gestation humaine, moment où les microcéphalies se développent) a montré des signes de microcéphalies plus prononcés pour le virus contemporain que pour le virus ancestral.
Dans un deuxième temps, une analyse génétique a été menée, comparant le virus de 2010 et ceux de 2016. Durant cet intervalle de temps, sept mutations se sont progressivement accumulées. Ces mutations, trouvées dans les virus contemporains ont été introduites une à une dans le génome du virus ancestral de 2010, produisant en laboratoire sept virus mutants différents. Un de ces virus mutants a été associé à une augmentation de la neurovirulence, liant la mutation qu’il porte à un comportement plus agressif du virus. Lorsque cette mutation, présente dans les virus contemporains, a été corrigée dans un de ces virus, ce virus contemporain, muté cette fois pour ressembler au virus ancestral, a perdu de sa neurovirulence. Cette observation confirme l’importance de la mutation dans l’augmentation de la virulence des virus contemporains. Ainsi, en quelques années, le virus Zika « ancestral », a été remplacé par un virus exprimant une neurovirulence plus grande, expliquant pourquoi il est sorti de l’anonymat où il avait végété depuis sa découverte en 1947.
L’évolution d’un virus n’est pas un phénomène inhabituel, particulièrement pour des virus dont le génome est composé d’ARN. Les mutations sont introduites à une fréquence importante (cf. La quasi-espèce) et s’accumulent avec le nombre de cycles de multiplications. Si l’une de ces mutations possède un avantage sélectif, le virus muté va remplacer le virus précédent. L’évolution constante des virus de la grippe épidémique est là chaque année pour l’illustrer. L’avantage sélectif étant, ici, la capacité du virus muté à échapper à l’immunité de groupe de la population. Dans le cas du virus Zika, qui a émergé en Amérique du Sud où il était inconnu auparavant, ce type d’avantage sélectif ne semble pas pertinent. Dès lors il faut trouver une autre explication. Si les virus contemporains se multiplient en laboratoire sur des cellules épithéliales en culture avec la même efficacité que le virus ancestral, l’augmentation de la neurovirulence chez la souris parle pour leur capacité à se multiplier de façon plus efficace dans les cellules du cerveau. Pourtant, on voit mal comment cet avantage de réplication pourrait être sélectif, dans la mesure où la voie de transmission du virus ne passe pas par l’infection plus ou moins efficace du cerveau fœtal. Comme le virus Zika est transmis par les moustiques, il est impératif d’analyser la capacité de ces mutants « contemporains » à se multiplier dans les moustiques. Une multiplication accrue dans ces vecteurs pourrait bien constituer l’avantage sélectif recherché. La mutation identifiée comme celle donnant une neurovirulence augmentée, se trouve dans une protéine de surface du virus dont le rôle est d’ajuster au mieux le moment où le virus va entrer dans la cellule, une étape qui conditionne une infection réussie ou non (cf. Un virus ça se multiplie comment). Si cette mutation contribue à augmenter l’efficacité de l’infection, on comprend son avantage sélectif. Une infection plus efficace des moustiques augmente la production du virus muté, donc augmente sa transmission aux hôtes mammifères et la fréquence à laquelle ce virus muté va être au menu des moustiques se nourrissant chez les mammifères. Voilà comment le virus muté, produit au départ en quantité infinitésimale, pourrait être amplifié et remplacer le virus ancestral. Les microcéphalies ne deviennent, dans ce schéma, qu’un effet collatéral, certes dramatique, de l’évolution virale. La recherche future doit toutefois valider cette hypothèse de travail.
*L. Yuan et al., Science 10.1126/science.aam7120 (2017).