Comprendre l’histoire de l’origine d’un virus
Souvent, le meilleur moyen d’atténuer ou de prévenir la diffusion d’un virus est de comprendre son origine. Pour cela, les scientifiques s’appuient sur le génome de l’agent pathogène. «L’extraction d’informations évolutives et épidémiologiques à partir des génomes des agents pathogènes est devenue un outil important dans la recherche sur les maladies», explique Philippe Lemey, chercheur en virologie évolutive et computationnelle à la KU Leuven. «En exploitant ces informations, les épidémiologistes moléculaires peuvent apporter un nouvel éclairage sur les origines et l’histoire épidémique d’un agent pathogène, notamment sur sa provenance et sur la manière dont il s’est adapté à de nouveaux hôtes et s’est propagé.» Avec le soutien du projet ReservoirDOCs, financé par l’UE, Philippe Lemey dirige un effort visant à utiliser ces informations génomiques pour comprendre à la fois l’origine de certains virus et la manière dont ils se sont établis dans les populations humaines. «Nous avons également entrepris de développer de nouvelles méthodes informatiques pour analyser ces données génomiques, en mettant l’accent sur l’intégration avec d’autres données», ajoute Philippe Lemey.
Un coup d’envoi donné pendant la pandémie de COVID-19
Le projet, qui a reçu le soutien du Conseil européen de la recherche (CER), est arrivé à point nommé. «Lorsque la pandémie de COVID-19 a commencé, nos recherches avaient suffisamment progressé pour que nous puissions adapter nos méthodes aux besoins de l’époque», explique Philippe Lemey. Selon le chercheur, une énorme quantité de données génomiques a été générée au cours de la pandémie. Bien que cette évolution ait offert de nombreuses nouvelles possibilités à l’épidémiologie moléculaire, elle a aussi engendré de nouveaux défis. «Il y avait vraiment trop de données à traiter, ce qui rendait difficile l’application des méthodes phylodynamiques standard, en particulier lorsqu’il s’agissait de fournir des informations en temps réel», note Philippe Lemey. Le fait que les données génomiques du SRAS-CoV-2 aient souvent une résolution limitée a constitué un autre enjeu: même des échantillons de grande taille ne pouvaient apporter que des informations limitées. «Les spécialistes du secteur ont rapidement réalisé que d’autres métadonnées devaient être prises en compte dans les études épidémiologiques, soit en tant que contexte, soit intégrées dans la modélisation phylodynamique», ajoute le scientifique. La recherche ReservoirDOCs a permis de relever ces deux défis. Par exemple, en collaboration avec l’université d’Oxford, les chercheurs ont pu effectuer une analyse phylodynamique de lignées de transmission composées de plus de 11 000 génomes, y compris des modèles phylogéographiques à un niveau élevé de représentation d’état et incorporant des données démographiques et de mobilité. «Non seulement ce travail nous a permis de mieux comprendre la dynamique d’invasion de la variante BA.1 Omicron en Angleterre, mais il illustre également la possibilité de réaliser une inférence phylodynamique à une échelle sans précédent», explique Philippe Lemey.
Un impact concret sur les stratégies d’intervention
Les travaux du projet ne se limitent pas au COVID-19, ils ont par ailleurs porté sur des maladies telles que les fièvres d’Ebola et de Lassa. En ce qui concerne cette dernière, à la suite d’une épidémie soudaine au Nigeria, le projet a collaboré avec des chercheurs de l’Institut Bernhard-Nocht de médecine tropicale pour effectuer une surveillance génomique du virus. En très peu de temps, les scientifiques ont généré et analysé des données génomiques sur le virus de Lassa, qui ont démontré que cette épidémie pouvait être attribuée à une propagation accrue du virus à partir du réservoir de rongeurs plutôt qu’à une transmission interhumaine. Ces résultats ont permis au Centre nigérian de contrôle et de prévention des maladies de concentrer ses efforts d’atténuation sur la lutte contre les rongeurs et sur les mesures d’assainissement. «Ce travail en particulier illustre de quelle manière notre recherche est susceptible d’avoir un impact concret sur les stratégies d’intervention et le contrôle des maladies», conclut Philippe Lemey. Toutes les méthodes du projet ont été mises à disposition sous la forme d’un logiciel, qui est déjà devenu un outil essentiel pour l’épidémiologie génomique.
Mots‑clés
ReservoirDOCs, COVID-19, pandémie, virus, pathogène, génome, maladie, virologie, épidémie, Ebola, fièvre de Lassa
