CORONAVIRUS

Biologie moléculaire des coronavirus

Le matériel génétique des coronavirus est constitué d’un ARN (acide ribonucléique) de polarité positive (donc traduisible en protéines immédiatement, comme un ARN messager), d’assez grande taille, de 27 à 32 kilobases. Cet ARN est attaché à des protéines et l’ensemble forme une nucléocapside. Le virus est enveloppé par une membrane issue d’une membrane intracellulaire.

La comparaison des séquences nucléotidiques de multiples coronavirus isolés de manière indépendante chez divers sujets de diverses espèces montre que l’organisation de leurs gènes est fortement conservée, ainsi que les particularités de la traduction de leur ARN en protéines. L’alignement des séquences permet d’établir les relations phylogénétiques entre les souches, et ainsi de remonter à des origines animales très probables, comme des virus de chauves-souris, et de retracer des épisodes de franchissement de barrière d’espèce.

Le cycle de réplication d’un coronavirus est important à connaître, car les particularités qu’il présente permettent d’envisager des cibles thérapeutiques spécifiques. Il débute par la pénétration de l’ARN dans la cellule. Le virus se fixe à un récepteur membranaire qui, selon le cas, est une métalloprotéase, de l’acide neuraminique (cofacteur assez répandu en virologie, cible des neuraminidases) ou l’enzyme de conversion de l’angiotensine II (récepteur ACE2) dans le cas des virus SARS-CoV-1 et 2. L’ARN est alors internalisé par un processus encore mal connu et immédiatement traduit en protéines virales. La première d’entre elles, la réplicase, multiplie l’ARN génomique du virus. Les autres protéines codées par l’ARN viral sont synthétisées et s’accumulent dans le cytoplasme de la cellule hôte. La nucléocapside (ARN génomique associé à certaines protéines) s’assemble dans le cytoplasme puis traverse la membrane du réticulum endoplasmique, y acquiert une membrane empruntée à ce dernier et diverses protéines, dont la protéine Spike des spicules caractéristiques de la couronne, qui y ont été synthétisées. La particule virale ainsi complètement formée est transportée dans une vésicule sécrétoire, pour être sécrétée hors de la cellule.

Au cours des cycles de multiplication, le génome viral peut évoluer par mutation et recombinaison entre virus. Si ces variations génétiques sont certainement responsables du franchissement de la barrière d’espèce par le virus, elles déterminent aussi leur capacité à déclencher des troubles pathologiques plus ou moins marqués chez l’hôte. Ainsi, le taux de mortalité est de 34 % pour le MERS contre pratiquement zéro pour d’autres qui ne provoquent qu’un simple rhume. Cette famille de virus mute relativement peu par rapport à d’autres virus à ARN (comme le VIH). Il n’en reste pas moins que plusieurs variants du SARS-CoV-2 affectant la protéine Spike ont été identifiés et se sont montrés inquiétants par leur capacité de contamination accrue – variant Delta, qui est devenu majoritaire en France en quelques mois au cours de 2021 (remplacé par Omicron à partir de décembre 2021) – et par la diminution de l’efficacité de vaccins préparés à l’origine contre la souche chinoise d’origine (Wuhan).

Le variant Omicron, détecté tout d’abord en Afrique du Sud à la fin de novembre 2021 et qui s’est ensuite propagé à travers le monde à très grande vitesse, possède par exemple un très grand nombre de mutations affectant la protéine Spike, mais également d’autres protéines virales. Des sous-variants d’Omicron sont ensuite apparus et sont devenus dominants. Si les vaccins utilisés à la fin de 2021 sont moins efficaces contre ce variant et ses sous-variants, la protection contre les formes graves de la maladie est conservée. L’émergence d’autres variants dotés de propriétés nouvelles est à prévoir.[...]