Le virus de la grippe : maître du changement

Toux, nez qui coule, fatigue : chaque année, le même scénario se répète dans les transports publics, sur les lieux de travail et au sein des familles. Les vagues de grippe apparaissent puis disparaissent, et l’on peut se réinfecter à tout moment, car le virus influenza est extrêmement variable. À chaque cycle de réplication, le matériel génétique du virus change ; au moins un gène mute – un phénomène particulièrement marqué chez le type A de l’influenza.

Les chercheuses et chercheurs des Hôpitaux universitaires de Genève portent une attention particulière à ces mutations. Durant la saison grippale, des prélèvements naso‑pharyngés provenant de l’ensemble du pays arrivent au Centre national de référence pour l’influenza (CNRI). Ce centre collabore avec divers partenaires du réseau de l’Organisation mondiale de la santé (OMS).

Les échantillons de patient·e·s présentant des symptômes grippaux sont spécialement sécurisés, soigneusement emballés et ouverts uniquement en laboratoire, sous une hotte de sécurité équipée d’un filtre à air. Ces prélèvements, collectés par les médecins de premier recours dans toute la Suisse (dans le cadre de l’étude « Sentinel »), sont analysés à l’aide de différentes techniques.

Lorsqu’un virus influenza est identifié, il fait l’objet d’analyses plus poussées. Toutes les analyses ne révèlent pas un virus grippal : bien souvent, il s’agit de rhinovirus, responsables d’infections respiratoires aux symptômes similaires.

Au plus fort de la vague grippale – généralement en janvier et février – plus de 100 échantillons peuvent parvenir en une seule semaine au laboratoire genevois, explique Ana Rita Gonçalves Cabecinhas, directrice technique et opérationnelle du CNRI.

Les virus influenza présentent une forme sphéroïde à ovoïde, d’un diamètre d’environ un dix‑millième de millimètre. Leur surface, appelée enveloppe virale, est constituée de protéines et de lipides qui entourent le matériel génétique. Les protéines de surface des virus influenza A – l’hémagglutinine (HA) et la neuraminidase (NA) – subissent des modifications particulièrement fréquentes et rapides.

1. La tromperie

Des scientifiques de l’ETH Zurich ont observé pour la première fois, en direct au microscope, comment les virus de la grippe pénètrent dans les cellules humaines, et ont découvert que ces cellules participent activement au processus d’infection.

Grâce à une nouvelle combinaison de microscopie à force atomique et de microscopie en fluorescence, il a été démontré que le virus ne pénètre pas passivement, mais qu’il est capté délibérément par la surface cellulaire, puis acheminé vers l’intérieur via des vésicules membranaires.

Pour ce faire, le virus détourne un processus naturel de la cellule, l’endocytose, normalement destiné à l’absorption de substances essentielles telles que les hormones ou les nutriments. Par sa taille adéquate et son affinité pour certains récepteurs, il simule un transport inoffensif – et parvient ainsi au cœur de la cellule, où il peut se multiplier.

Ces nouvelles connaissances sur l’interaction entre virus et cellule pourraient ouvrir des pistes importantes pour le développement de futurs traitements antiviraux.

2. La diversité

Contrairement à tous les organismes vivants, dont l’information génétique est toujours stockée sous forme d’ADN, le génome des virus est extrêmement diversifié. Selon le type de virus, il peut être constitué d’ADN ou d’ARN, et organisé en simple ou double brin.

Les virus à ADN comprennent par exemple les virus de l’herpès, du papillome ou de la variole. Les virus à ARN sont cependant nettement plus nombreux parmi les agents pathogènes connus. Ils incluent des maladies particulièrement redoutables et répandues, comme les virus de la grippe, de la rougeole, l’Ebola ou le SARS‑CoV‑2.

Les virus transmis par les moustiques ou les tiques – dengue, Zika, virus du Nil occidental ou fièvre jaune – appartiennent également à cette catégorie. Le VIH, responsable du sida, possède lui aussi un génome constitué d’ARN.

Les analyses montrent que le virus influenza comprend huit segments génétiques distincts, susceptibles de se recombiner. Les gènes codant pour l’hémagglutinine (H), qui permet l’attachement aux cellules humaines, et la neuraminidase (N), qui facilite la libération des nouveaux virus, jouent un rôle essentiel dans sa capacité d’infection.

De nouvelles combinaisons de ces gènes peuvent rendre un virus plus facilement transmissible et lui conférer un potentiel pandémique élevé.

3. L’adaptabilité

Les virus sont toujours composés de matériel génétique et d’une coque protectrice, le capsid, constitué d’un assemblage efficace de protéines identiques. Cette structure, très compacte, économise de la place mais limite aussi la flexibilité d’adaptation à de nouveaux hôtes.

Les capsides présentent deux formes principales :

• hélicoïdale, comme chez les virus de la grippe ou de la rougeole,
• icosaédrique, comme chez les poliovirus et rhinovirus.

De nombreux virus particulièrement dangereux – dont le SARS‑CoV‑2 – possèdent en plus une enveloppe lipidique qu’ils « empruntent » à la cellule hôte lorsqu’ils en sortent. Cette enveloppe facilite ensuite l’infection de nouvelles cellules, car elle fusionne aisément avec leur membrane.

Les virus enveloppés provoquent fréquemment de nouvelles épidémies, car ils s’adaptent plus facilement à de nouveaux hôtes. Grâce à leurs protéines de surface mutables, ils peuvent se fixer sur des récepteurs spécifiques et franchir les barrières d’espèces, notamment de l’animal vers l’être humain.

La gamme de tissus et d’organes infectés dépend de la compatibilité de ces sites de liaison – comme le montre l’exemple de la protéine Spike du SARS‑CoV‑2, qui se fixe au récepteur ACE2 des cellules des voies respiratoires. Les mutations fréquentes de ces sites de liaison rendent les virus enveloppés particulièrement aptes aux zoonoses.

Exemples :

• SARS‑CoV‑2, probablement issu de chauves‑souris,
• les virus influenza, dont l’origine se situe souvent chez les oiseaux et qui ont déjà déclenché plusieurs pandémies.

En plus des mesures de base – lavage des mains, alimentation équilibrée, sommeil suffisant, activité physique et bonne gestion du stress – certaines plantes peuvent apporter un soutien précieux :

• Échinacée : ses alkamides se lient aux récepteurs cellulaires, régulent la libération de cytokines et stimulent le système immunitaire, notamment la production de lymphocytes T et d’autres cellules immunitaires.
• Gingembre : son composé piquant, le 6‑gingérol, joue un rôle actif dans la défense immunitaire.
• Raifort : ses glucosinolates (sinigrine et gluconasturtiine) exercent une action antibactérienne étendue et sont aussi efficaces contre certaines infections respiratoires virales.
• Sureau : il favorise la production de macrophages.

La détection précoce de l’activité grippale passe aussi par la surveillance des eaux usées. En Suisse, des analyses régulières recherchant les virus influenza (et d’autres agents pathogènes) sont effectuées depuis l’été 2023 dans 14 grandes stations d’épuration.

L’objectif est de couvrir une part importante de la population, explique l’Université de Berne dans son blog BEready. Cette méthode permet de repérer rapidement la circulation de pathogènes et offre des indications précieuses pour les autorités sanitaires et les personnes à risque. En général, les résultats sont disponibles environ quatre jours après le prélèvement.

L’analyse des eaux usées révèle précocement les tendances d’infection. Sur cette base, les spécialistes hospitaliers peuvent anticiper l’évolution probable des hospitalisations.

Les virus influenza comptent parmi les agents les plus susceptibles de provoquer de futures pandémies. C’est pourquoi leurs mutations sont surveillées de façon minutieuse dans le monde entier.

Un groupe de recherche du Centre Helmholtz pour la recherche sur les infections (HZI) et du Centre hospitalier universitaire de Fribourg a mis au point une méthode permettant d’étudier l’interaction entre virus et cellules hôtes avec un niveau de détail inédit. Grâce à cet outil innovant – une sorte de « super‑microscope » – les scientifiques ont pu analyser comment des virus influenza nouveaux utilisent des récepteurs alternatifs pour pénétrer dans les cellules hôtes.

Non moins passionnante est l’analyse rétrospective : des chercheurs des universités de Bâle et Zurich ont pu, grâce à un échantillon historique, retracer la trace du virus responsable de la pandémie de grippe de 1918–1920 en Suisse – la plus meurtrière jamais enregistrée.

Le génome ainsi reconstitué offre de nouvelles perspectives sur les dynamiques d’adaptation du virus au début de la pandémie en Europe.