Variantes du COVID-19

Au cours des derniers mois, nous avons enrichi notre vocabulaire relatif à la pandémie : variants, séquençage du génome, surveillance génomique sont autant de nouveaux mots "à la mode" dont nous avons entendu parler dans l'actualité.

Les variants, c'est-à-dire les variations de l'ARN du virus, sont une préoccupation majeure pour les scientifiques et les autorités sanitaires du monde entier, car il semble qu'ils se propagent plus rapidement que le virus "original" identifié. Pour mieux comprendre ce que sont les variants, commençons par examiner de plus près ce qu'est un virus.

Un virus est un agent infectieux submicroscopique qui ne se réplique qu'à l'intérieur des cellules vivantes d'un organisme. Le SRAS-CoV-2 est un virus à enveloppe d'ARN monocaténaire. Les composants de son ARN sont l'adénine, l'uracile, la cytosine et la guanine. Ces bases s'apparient d'une manière spécifique : AU (adénine-uracile) ou GC (guanine-cytosine) pour former un brin d'ARN. Au cours du cycle de vie intracellulaire, les coronavirus utilisent le matériel génétique de la cellule hôte pour exprimer et répliquer leur ARN génomique afin de produire des copies complètes qui sont incorporées dans les particules virales nouvellement produites.[1]

Qu'est-ce qu'une variante du COVID-19 et comment surviennent-elles ?  

Au fil du temps, les virus changent et s'adaptent à leur environnement. Les mutations des virus produisent des variantes. Ce processus se produit chez tous les virus. Il ne s'agit pas d'un processus propre au virus COVID-19. Comme tous les virus à ARN monocaténaire, le COVID-19 possède un seul brin d'ARN constitué d'une séquence d'ARN spécifique. Cette séquence a été précédemment identifiée à partir du virus d'origine. Les scientifiques ont pu lire la séquence génétique, identifier et marquer le virus COVID-19, qui s'est avéré être un virus différent des virus Corona précédemment identifiés, comme par exemple le virus Corona qui a provoqué l'épidémie de SRAS en 2002.

Au fur et à mesure que la pandémie progressait, les scientifiques ont continué à examiner la séquence d'ARN des virus COVID-19 extraits d'un échantillon de personnes infectées. Ils ont fini par noter des différences dans les séquences génétiques au niveau des paires de bases AU et GC. Ces séquences génétiques mutées provenaient d'échantillons collectés en Angleterre, en Afrique du Sud et au Brésil.

To understand a viral variant, let us imagine a book as an analogy.  One scientist wrote the original version of the book and he gave copies of that book to all the scientists in the world.  The book represents the virus, and the pages represent the genomic sequence of these different COVID-19 variants.  All scientists are reading the same book, it is just like they are decoding the sequence of the virus.   All their books have the same number of pages, chapters and paragraphs all organised the same way.  However, the differences, that represent the viral variants would be represented by typos in certain sentences in a paragraph on any given page. These typos are indicative of a variant – a sort of different edition of the book. These variants affect how a virus evolves and becomes better at entering cells to reproduce.

Figure 1 : Exemple simple d'une mutation de l'ARN

Il est très difficile de repérer ces différences génomiques ; seuls des spécialistes de laboratoire expérimentés et compétents disposant d'un équipement hautement spécialisé sont capables de distinguer les différents brins de virus - c'est ce qu'on appelle le séquençage génomique. Le séquençage permet de décoder le virus du début à la fin, en cartographiant l'ensemble du code génétique du début à la fin. Le décodage du virus COVID-19 consiste à lire sa séquence d'ARN, une paire de bases à la fois. Le séquençage génomique est beaucoup plus coûteux et long que l'exécution d'un test PCR pour vérifier la présence virale dans un échantillon de patient.

Comment avons-nous trouvé les variantes de COVID-19 ?

L'augmentation du nombre de cas positifs en Angleterre, en Afrique du Sud et au Brésil a permis de constater que le taux d'infection était plus élevé dans ces pays que dans les autres. La communauté scientifique a considéré cette augmentation du taux d'infection comme un élément auquel il fallait prêter attention, car elle s'attendait à ce que le COVID-19 mute et donne naissance à de nouveaux variants, compte tenu de l'expérience passée avec des virus similaires. En comparant des échantillons prélevés sur des patients infectés dans ces trois pays et en les comparant à la signature génomique du brin connu et largement répandu du COVID-19, les scientifiques ont découvert que la séquence génomique était différente. Chacun de ces trois variants présentait des différences distinctes dans sa séquence d'ARN.

Actuellement, trois variantes bien définies du SRAS-CoV-2 sont préoccupantes. Elles circulent dans le monde entier et semblent rendre le virus plus transmissible[2]:

  • la variante B1.1.7 originaire du Royaume-Uni,
  • la variante B.1.351 originaire d'Afrique du Sud, et
  • la variante P.1 originaire du Brésil.

“Scientists have now studied this situation with these variants and have found that they do tend to spread faster, they’re more transmissible or more infectious.  For example, the B1.1.7 variant (United Kingdom variant) showed 22 coding changes across the whole virus genome, and this is the cause of concern throughout the scientific community. However, so far, these variants do not seem to cause more severe illness or a higher death rate or any sort of different clinical manifestations.” [3],[4]

The impact of these variants on human health is still under investigation.  On February 3rd, 2021, researchers at the London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) released an analysis of some of the data, suggesting that the risk of dying is around 35% higher for people who are confirmed to be infected with the new variant.[5]  Other studies originating from the UK suggest that more data is needed before stating that these variants, especially the UK variant, would be more deadly than the original COVID-19 virus.

D'autres études sont nécessaires pour comprendre le paysage de la situation et évaluer la différence des taux de mortalité entre les différents variants de COVID-19. Il est également impératif que l'effort mondial pour tracer et limiter la propagation de ces variants s'intensifie et s'étende à davantage de pays.

En suivant la trace de ces variantes à mesure qu'elles apparaissent chez les patients dans différentes régions, nous pouvons déterminer l'origine de cette variante et la combiner avec l'historique des voyages de cette personne lorsqu'elle a été introduite dans la région. Ce point est crucial pour distinguer les infections dues à un voyage de celles dues à une propagation communautaire. Le traçage du virus et de ses mutations fournit également aux autorités sanitaires des informations essentielles pour formuler des recommandations concernant le contrôle des épidémies et l'affectation des ressources.

On parle encore beaucoup des mutations et du fait que les virus mutés sont aujourd'hui plus contagieux et plus mortels. Cependant, il est important de noter que toutes les mutations ne sont pas toujours favorables au virus. 

Ce qui préoccupe la communauté scientifique, ce sont les mutations réussies du virus. Il est important de comprendre que ces mutations ne sont qu'une série d'essais et d'erreurs du processus de multiplication du virus, probablement au hasard, et que les plus adaptées survivront et se multiplieront. La course est maintenant lancée pour essayer d'identifier et de comprendre les variantes afin de préparer des vaccins plus efficaces pour arrêter la propagation de variantes plus résistantes.

PCR et séquençage génomique 

Un test PCR confirmera la présence du virus, mais il ne sera pas en mesure de faire la distinction entre les différentes variantes. La réaction en chaîne par polymérase (PCR) utilise l'ARN original du COVID-19 pour identifier la présence du virus. Les performances de notre solution mobile RT-qPCR ne sont pas affectées par les variantes du COVID-19 qui ont été identifiées jusqu'à présent. Nos clients peuvent contribuer à l'identification de tout variant potentiel en s'assurant que tous leurs tests positifs sont envoyés aux autorités sanitaires locales responsables des tests COVID et du séquençage génomique pour les variants.

Un effort continu

L'étude des données de séquençage du génome entier (WGS) du SRAS-CoV-2 a permis de faire de nombreuses découvertes importantes sur cet agent pathogène. Mais nous aurons besoin de davantage de données de séquençage provenant d'échantillons du monde entier pour trouver des approches efficaces de contrôle et de prévention des infections au COVID-19, en particulier des formes mutées du virus. Des scientifiques du monde entier collaborent pour générer et partager ces informations précieuses et les appliquer au diagnostic de la maladie et aux efforts de contrôle. 

Il est fort possible que d'autres variantes apparaissent et le maintien de l'attention et des efforts sur le séquençage aidera à se préparer contre les vaccins et la résistance aux traitements.

Au Canada, la réduction de l'impact des nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 est un élément essentiel de la réponse mondiale au COVID-19. Génome Canada, par son leadership du Réseau canadien de génomique COVID (CanCOGeN), fait partie d'un effort national intégré pour identifier, comprendre et suivre rapidement la distribution de ces variantes au Canada.

Les dernières restrictions sur les voyages et les tests obligatoires lorsque les gens reviennent au Canada après un voyage à l'étranger aideront certainement à repérer ces variantes. Ces mesures ne plaisent peut-être pas à de nombreux voyageurs, mais elles jouent un rôle crucial dans l'identification des variantes potentielles qui entrent dans nos pays, la plupart du temps par des voyageurs ne présentant aucun symptôme.

Les programmes de dépistage et de détection du COVID-19 sur site utilisant des solutions qPCR doivent revoir leurs stratégies de dépistage et de test pour s'assurer qu'elles sont conformes aux dernières exigences de leur autorité sanitaire locale. Cela permettra également de s'assurer qu'une stratégie est en place pour prendre en compte les variants actuellement identifiés. 

Dans le cadre d'une nouvelle stratégie du gouvernement du Canada sur les variantes préoccupantes, CanCOGeN collabore avec le Laboratoire national de microbiologie de l'Agence de la santé publique du Canada (ASPC), Santé Canada, les Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) et d'autres partenaires provinciaux et territoriaux pour intensifier rapidement les efforts de séquençage génomique et de recherche afin de détecter de nouvelles variantes, d'accroître les capacités de partage des données en temps réel et d'éclairer les interventions appropriées en matière de santé publique.

C'est la raison pour laquelle les éventuels échantillons positifs doivent être analysés afin d'identifier les variantes, l'origine probable, et ainsi avoir une meilleure réponse proactive pour commencer la recherche des contacts.

Ensemble, nous pouvons faire la différence !


[1] Wu, Katherine J.,  Smithsonian Magazine, 15 April 2020.

[2] Genome Canada, February 12, 2020

[3] Dr. Wendt Barclay, head of the department of infectious disease at Imperial College London, December 22, 2020.

[4] Dr. Soumya Swaminathan, WHO, January 8, 2021

[5] Davies, N. et al. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2021.02.01.21250959 (2021).

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