COVID-19 : Les nouvelles avancées de la Recherche

le 1er septembre 2020, par l'équipe Labtoo

Dès l'alerte lancée par la Chine en décembre 2019 sur l'émergence d'un nouveau virus, le COVID-19 n'a cessé de mettre au défi la communauté scientifique mondiale et ses capacités de recherche. De sa pathogenèse à ses moyens d'éradication, il subsiste encore plusieurs zones d'ombres entourant ce nouveau coronavirus. Plus de huit mois après le lancement de l'alerte, quels sont les points clés à retenir sur la pandémie ?

La transmission du coronavirus

C'est le 8 décembre 2019 que le premier cas de COVID-19 est rapporté. Il a été identifié à Wuhan dans la province de Hubei en Chine. Une épidémie de pneumonies, jusqu’alors de cause inconnue, s'étend dans cette province puis progressivement dans tout le pays. L’agent étiologique de la maladie est un virus qui appartient à la famille des coronavirus. Il sera nommé SARS-CoV-2 par l'International Committee on Taxonomy of Viruses le 11 février 2020. Cette famille comprend plusieurs souches dont certaines sont sources de pathologies chez l’Homme : la souche SARS-CoV-1 est responsable du Syndrome Respiratoire Aigu Sévère (SRAS) également apparu en Chine en 2003, tandis que MERS-CoV (Coronavirus du Syndrome Respiratoire du Moyen-Orient) est à l’origine d’une épidémie évoluant au Moyen-Orient depuis 2012.

Le SARS-CoV-2 pénètre dans l'organisme principalement par les gouttelettes respiratoires et bioaérosols, les surfaces contaminées ou par contact direct. Stagnant en premier lieu dans les voies respiratoires supérieures et se multipliant de façon intense dans le nasopharynx, il entame ensuite sa descente vers les poumons et les cellules alvéolaires. Il est ensuite capable de diffuser dans le sang et d'atteindre les organes exprimant le récepteur de l'enzyme de conversion à l'angiotensine 2 (ACE2) tels que le cœur, les reins ou l'intestin.

Un tropisme nasal de réplication

Une étude récente a montré l’appétence du SARS-CoV-2 à se répliquer dans les cellules du nez, suggérant ainsi une infectiosité variant des voies respiratoires proximales aux régions alvéolaires. Les cavités nasales seraient ainsi particulièrement propices à la réplication du virus et sa propagation à l’aide des gouttelettes et sécrétions qui y sont produites.

Afin de parvenir à ces résultats, les chercheurs ont utilisé des virus rapporteurs par GFP (une protéine luminescente, pour explorer la pathogenèse du syndrome respiratoire aigu du SARS-CoV-2) et par luciférase (pour démontrer la neutralisation croisée limitée sur des sérums de patients infectés par SARS-CoV-2). Des niveaux élevés d’expression de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) ont été détectés dans les cellules nasales ; ces mêmes niveaux diminuent tout au long des voies respiratoires jusqu’aux poumons, démontrant ainsi que le gradient d’infection du SARS-CoV-2 serait plus élevé au niveau proximal que distal. Les cellules les plus infectées se trouvent être les cellules ciliées et les pneumocytes de type 2.

Bien qu’il reste à démontrer de manière certaine que les cavités nasales soient le site de réplication originel du SARS-CoV-2, ces résultats pourraient rendre compte de l’importance du port généralisé du masque afin d’éviter l’exposition aux bioaérosols, gouttelettes et autres sécrétions nasales, et en retour, de limiter les cas de contamination au SARS-CoV-2. De cette étude pourrait également découler l’identification d’anticorps neutralisants à partir des cellules nasales, du sang et des sécrétions des voies aériennes inférieures de manière à accélérer les projets de recherche sur les anticorps monoclonaux thérapeutiques dirigés contre le SARS-CoV-2.

Comment contrôler la pandémie ?

Le contrôle de la transmission du virus diffère selon les pays et les politiques de santé publiques mises en place dans ces derniers, mais peuvent globalement se distinguer en plusieurs catégories : le respect des gestes barrières, le confinement de tout ou partie d'une population, le dépistage des populations par des tests diagnostiques, la mise au point d'un traitement et la vaccination.

Concernant les stratégies de traitement de l’infection à SARS-CoV-2, elles consistent principalement à inhiber la réplication virale. Pour le traitement des cas sévères de SARS-CoV-2, les stratégies tentent d’inhiber la forte réponse inflammatoire en modulant la réponse immunitaire. L'inhibition de la réplication virale se fait par inhibition de deux types de cibles : virales (comme les protéines virales structurales par exemple) ou cellulaires (impliquées dans la réplication du virus). L'utilisation d'anticorps neutralisants pour inhiber l'interaction voire la fusion du virus avec les cellules humaines fait l'objet de nombreux projets de recherche. Concernant les cibles cellulaires, elles comprennent les protéines impliquées dans l'entrée du virus dans la cellule et les interférons. La deuxième stratégie de traitement qui consiste à inhiber l'inflammation met en jeu des immunosuppresseurs et des immunomodulateurs, actuellement au cœur de nombreux essais cliniques dans le monde.

La mise en place de tests diagnostiques fiables pour les services sanitaires constitue également un enjeu majeur pour le contrôle de l’épidémie. Ces tests reposent sur des techniques de PCR et RT- PCR. Ces techniques consistent à amplifier des séquences de matériel génétique du virus (c'est-à-dire de l’ARN du SARS-CoV-2) en utilisant des amorces (de courtes séquences de nucléotides monocaténaires) pour initier la polymérisation. Ces amorces ont notamment pu être déterminées grâce au séquençage du génome du SARS-CoV-2. Les essais d’optimisation des amorces et des séquences cibles à amplifier sont toujours en cours.

La pandémie continue de s'étendre à l'heure actuelle, et de nombreux pays craignent une seconde vague épidémique dans les prochains mois à venir. La recherche doit cependant encore élucider de nombreux points concernant le COVID-19, qui permettront de développer des traitements spécifiques pour lutter efficacement contre l’infection et de nouveaux vaccins pour prévenir son apparition.

En France, l’Institut Pasteur a séquencé le génome du SARS-Cov2 en 3 jours !

En France, les trois premiers cas d’infection au COVID-19 sont apparus le 24 janvier 2020. Les chercheurs de l’Institut Pasteur ont ainsi eu accès à des échantillons biologiques contenant la souche du virus et ont pu réaliser le séquençage entier du génome en l’espace de trois jours. Le séquençage a été réalisé par l’équipe de la plateforme de microbiologie mutualisée (P2M) grâce à la technologie Illumina. Cette technique de séquençage haut débit de nouvelle génération (NGS, pour Next Generation Sequencing) repose sur l’amplification et la polymérisation du génome préalablement fragmenté.

L’accès à la séquence du génome est un aspect déterminant pour la lutte contre l’épidémie, notamment pour la mise en place de tests diagnostiques reposant sur l’analyse du génome ou du transcriptome.

Les échantillons biologiques récoltés sur les patients atteints par le COVID-19 ont également permis aux chercheurs de l’Institut Pasteur d’isoler et de mettre en culture le virus. Grâce aux précédentes études menées par l’institut sur les souches SARS-CoV et MERS-CoV, le virus a pu être efficacement cultivé sur des cellules Vero E6. La mise en culture in vitro est une étape également très importante car elle rend le virus disponible pour la recherche, en particulier pour le développement de traitements spécifiques.

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