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Plaidoyer en faveur des virus, nos "ennemis" intimes pourtant essentiels à la vie

Festival du Feu dans la province Chine du Yunnan, d'où proviendrait l'espèce de chauve-souris a l'origine du nouveau coronavirus
Festival du Feu dans la province Chine du Yunnan, d'où proviendrait l'espèce de chauve-souris a l'origine du nouveau coronavirus   -   Tous droits réservés  AP
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Alors que les chefs d'Etat du monde entier enchaînent les déclarations de guerre face au nouveau coronavirus SARS-CoV-2, appelant à “l'éradiquer”, personne ne se risquerait à défendre les virus.

Pourtant, comprendre les virus peut s’avérer essentiel pour déchiffrer cette pandémie de Covid-19, l’enrayer, et éventuellement éviter de futures épidémies.

La science commence a peine a découvrir le rôle essentiel des virus pour la biodiversité, l'évolution des espèces – à commencer par la nôtre – et même dans la régulation du climat.

La méconnaissance des virus est intimement liée à l’histoire de la recherche médicale.
La définition des virus tels que nous les connaissons, c'est-à-dire comme de simples vecteurs de maladies, s'ébauche au XIXe siècle, la recherche portant alors essentiellement sur leur aspect pathogène. Ce n’est qu’à partir de la fin du XXe siècle que les scientifiques commencent à s’intéresser aux autres rôles qu’ils pourraient jouer sur la vie sur Terre.

De même que, de nos jours, nous acceptons la présence de « bonnes » bactéries que le grand public achète parfois en complément alimentaire, les virus agissent sur de nombreux processus (pour ne pas dire tous !) que les scientifiques commencent à peine à découvrir.

C’est quoi, finalement, un virus ?

La définition des virus évolue au gré des avancées technologiques et des découvertes scientifiques. Traditionnellement, un virus est décrit comme une molécule d’information génétique, enrobée d’une coque (la capside) la protégeant.

Certains virus, comme le SARS-CoV-2, disposent également d’une enveloppe de lipides qui entoure leur capside, ce qui explique leur sensibilité au lavage des mains avec du savon.

Handout / National Institutes of Health / AFP
Le nouveau coronavirus entouré de sa capside, au microscopeHandout / National Institutes of Health / AFPHANDOUT

Les virus ne peuvent se répliquer qu’en infectant une cellule hôte, dont ils reprogramment le fonctionnement à leur propre avantage. Cette absence d’autonomie est souvent au centre du débat, qui fait toujours rage, sur la qualification des virus comme êtres vivants ou non.

Longtemps considérés comme ne dépassant jamais la taille de 0,2 µm (micromètre), des chercheurs découvrent en 2003 des virus géants qui ébranlent cette certitude.

Les virus sont présents quasiment partout sur Terre et sont bien plus abondants que les bactéries. On estime qu’il y a, à chaque instant, au moins 10^31 particules virales sur notre planète contre 10^23 étoiles dans notre univers observable.

Par ailleurs, les virus peuvent être infectés par d’autres virus ! En 2008, la science découvre les virophages, qui ne peuvent se répliquer que dans des cellules également infectées par certains virus géants. La réplication de ces virophages est délétère pour celle du virus géant.

Les virus, régulateurs de la biodiversité

Certains virus peuvent donc, comme certaines bactéries, provoquer des maladies chez l’Homme. Mais il existe également des virus qui ciblent les bactéries pathogènes. Ces derniers sont utilisés pour traiter des maladies d’origine bactérienne : c’est la phagothérapie, une approche particulièrement intéressante alors que la résistance aux antibiotiques augmente. Couramment utilisée en Géorgie, elle fait l’objet de nombreux projets de recherche dans le monde.

Le rôle des virus, pourtant omniprésents, dans la biodiversité est encore largement méconnu. La communauté scientifique commence à peine à mesurer l’ampleur de notre ignorance en la matière.

Jeff Schmaltz/ NASA Earth Observatory
Floraison de l'algue Emiliana huxleyi dans la Mer de BarentsJeff Schmaltz/ NASA Earth Observatory

Prenons par exemple le cas d’une microalgue marine, Emiliania Huxleyi. Elle emmagasine du carbone tiré dans l’air en formant une coquille calcaire, et de façon épisodique se multiplie en grande quantité.

Cette floraison massive est alors contrôlée par un virus qui tue les algues. La calcite libérée dans ce processus forme des marées blanches sur des centaines de milliers de kilomètres carrés, visibles depuis l’espace !

La calcite contenant le carbone coule ensuite au fond de l’océan. Des chercheurs ont tenté de reproduire ce phénomène en tuant l'algue de manière artificielle, mais ils ont découvert que sans “l’aide” du virus, l’algue expulsait du carbone à nouveau dans l’atmosphère et ce phénomène était réduit.

Régulateurs génétiques, clé de l'évolution des espèces

Au-delà de leurs rôles de prédateurs, les virus semblent également avoir joué un rôle majeur dans l’évolution de nombreuses espèces, y compris la nôtre.

En effet, l’évolution des mammifères a été possible grâce à la syncytine, une protéine d’origine virale provenant d’un ancien rétrovirus (de la même famille que le VIH) et incorporée à notre code génétique. Ces protéines ayant évolué pour échapper à notre système immunitaire permettent d'éviter le rejet du fœtus par la mère. C’est donc un virus qui nous évite d’avoir à pondre des œufs !

Une autre protéine d’origine rétrovirale a semble-t-il joué également un rôle clé dans la formation du système nerveux chez les vertébrés.

Le rôle des virus dans l’évolution du vivant pourrait aller plus loin, puisqu’il a été suggéré qu’ils pourraient même être derrière l’apparition de l’ADN !

L’invasion des écosystèmes, clé de l’apparition de nouveaux virus

Si le vivant cohabite avec les virus à chaque instant – jusqu'à en incorporer en partie dans notre code génétique – comment expliquer l’apparition d’une épidémie qui prend de court les systèmes de santé du monde entier et fait vaciller les économies les plus puissantes ?

La rapide expansion de ce nouveau coronavirus, son efficacité et sa dangerosité, ont de quoi surprendre, et mener certains à évoquer des hypothèses complotistes. Mais, pour la science, la microbiodiversité est assez large pour expliquer la genèse d’un tel virus.

Faisons un parallèle assez grossier avec l’apparition hypothétique d’une nouvelle espèce de félins dangereux dans un centre-ville : plutôt que d’imaginer un machiavélique zoo pratiquant des manipulations génétiques, la piste la plus crédible serait de penser que le fauve a pu accéder au centre-ville à cause de changements qui le privent de son habitat naturel. Il en est de même pour les virus.

Les virus ont tous un certain degré de spécificité et d'affinité pour un type de cellules : ce phénomène va limiter les virus à une ou plusieurs espèces. Mais quand son environnement est modifié, le virus peut évoluer pour s’adapter à de nouvelles espèces.

Avec la réduction des espaces naturels (via l'urbanisation, la déforestation, etc.), il n’est pas surprenant que des virus finissent par s’adapter et infecter l’être humain.

C’est déjà arrivé à plusieurs reprises : c'était le cas pour les épidémies du SARS, du MERS et pour l’actuelle pandémie du Covid-19. L’espèce réservoir – pour laquelle le virus est naturellement adapté – semble être une espèce particulière de chauve-souris et ce nouveau coronavirus semblerait avoir été transmis aux humains par le pangolin.

Arrivera-t-on à éradiquer ce nouveau coronavirus ?

Il est techniquement possible d’imaginer l'éradication du SARS-CoV-2 qui affecte l'Homme, mais celui-ci n’est qu’un type de coronavirus. Plus globalement donc, cela semble peu probable. La maladie Covid-19 pourra être contenue, traitée, voir vaincue, mais à l’échelle des 7 milliards d’humains et des espèces animales chez qui des coronavirus circulent, il vaudrait mieux miser sur des systèmes de santé et des sociétés mieux préparées à faire face à ce genre de pandémies.

Patrick Forterre est chercheur en biologie, professeur d'université et écrivain scientifique français. Il a été chef d’unité et Professeur à l’Institut Pasteur

Morgan Gaïa est chercheur sur la co-évolution entre virus et cellules », actuellement au Génoscope – CEA