Tout ce que vous auriez aimé savoir sur les virus (sans jamais oser le demander)
Nous avons reçu d’un ami, ancien directeur d’études à l’EPHE où il était responsable du département d’Océanologie, mais aussi ancien directeur de la Maison franco-japonaise de Tokyo, une note sur les virus qu’il destinait à un cercle d’intimes.
En raison de son intérêt propre, mais aussi à cause des perspectives plus larges qu’elle ouvre sur maints domaines, il nous a paru utile, avec son accord, de la porter à votre connaissance.
G & S
Je réagis en scientifique non spécialiste en virologie, face au Covid 19. Mes maigres cours de botanique sur les virus sont maintenant très loin et même un peu brumeux. On savait alors que peu de choses sur les virus. J’ai fait de mon mieux pour compléter depuis. Par cohérence, j’essaierai de montrer certains aspects inconnus, originaux ou imprévus de ce que nous vivons tous.
Les virus - marins - dans les écosystèmes
Non : les virus ne sont pas de petites bactéries malfaisantes comme on l’a cru longtemps. C’est tout autre chose. On ne connaît vraiment les virus que depuis les années 1950, et ce n’est qu’à partir des années 80-90 que l’on s’est vraiment intéressé à eux et au rôle qu’ils jouent dans les écosystèmes aquatiques – et donc dans les écosystèmes marins . Au cours de ces 50 dernières années, les virus marins sont passés du statut d’entités insignifiantes à celui d’acteurs majeurs dans le fonctionnement des océans.
Quelques chiffres stupéfiants : un millilitre (un centimètre cube) d’eau prélevée dans un milieu naturel contient de 10 à 100 millions de virus. Un litre contient de l’ordre de 10 à 100 millards de virus (beaucoup plus que le nombre d’habitants de la Terre). Il existe plusieurs dizaines de milliers de virus différents. Des chiffres astronomiques ! Ce sont les « êtres » les plus nombreux de la planète.
Ils sont à la base des réseaux trophiques. En détruisant les organismes constituant la base des écosystèmes, ils modifient les équilibres de ces derniers.
Les cellules végétales ou animales affectées (et infectées) meurent et leurs déchets sont utilisées par d’autres organismes, généralement des bactéries, mais pas que.
Ils s’attaquent à toutes les espèces : depuis les cétacés jusqu’aux moindres protozoaires. Ils sont partout. En fait, c’est nous qui vivons dans le monde des virus et des bactéries. Pas l’inverse. Les virus n’ont que faire de l’existence des mammifères. L’homme ne fait pas partie de leurs projets.
Les virus et les dimensions du plancton
Les méduses et leurs cousins ont montré la diversité des formes et des tailles des éléments du plancton, ces organismes de faibles capacité natatoires, que le moindre courant entraîne.
Mégaplancton (et parfois mégaloplancton, pour les chaines de salpes ou de grands siphonophores), macroplancton décimétrique (méduses), mésoplancton centimétrique (petits crustacés), microplancton (très petites algues et protozoaires) picoplancton (de l’ordre de quelques microns), nanoplancton (organismes plus petits qu’un micron).
C’est insuffisant : il faut encore descendre d’un cran dans l’échelle des dimensions. Le virioplancton est encore plus petit : quelques nanomètres seulement. On dit aussi femtoplancton (femto : 10-15). Il a fallu, en 1950, l’emploi du microscope électronique pour pouvoir approcher ce monde nouveau où les règles de la physique et de la chimie ne sont plus les mêmes qu’à notre échelle – comme pour les nanobulles. Mais même dans ce domaine de presque l’infiniment petit, il existe de nombreuses exceptions : on a découvert des virus de tailles très différentes. Certains, peu nombreux, sont grands (quel paradoxe !), voire très grands. Les virus géants atteignent la taille de bactéries, avec lesquelles on les avait confondus.
Cette grande diversité laisse présager la découverte prochaine de nouvelles familles de virus et une remise en cause de leurs classements actuels.
Les virus et les recherches à Marseille
Il y a 10 ans, lors du 13e colloque franco-japonais d’Océanographie tenu à Marseille, un chercheur japonais, le Dr Ogata Hiroyuki, qui effectuait des recherches à Luminy, avait fait un magnifique exposé sur les virus géants marins. Une excellente équipe de virologistes qui effectue des recherches à Luminy, en a décrit plusieurs. C’est le Laboratoire Information génomique et structurale dirigé par les Drs Jean-Michel Claverie et Chantal Abergel. Par ailleurs, le Professeur Didier Raoult en a décrit lui aussi.
Mais on est loin d’avoir établi le catalogue de ces êtres microscopiques, dont peu ont été étudiés en détail. Pourtant on en trouve dans tous les pays et dans de nombreux milieux. À la faveur de leurs déplacements et de leurs prélèvements, ces spécialistes ont décrit des Cannes 8 virus, Melbournevirus, Tokyovirus, Noumeavirus, Marseillevirus, ainsi que des Mimivirus, Mamavirus par exemple.
Incidemment, j’ai été sidéré par le débat qui s’est établi au sujet du traitement du Covid-19 par l’hydroxy-chloroquine. Il est curieux que de grands patrons attendent pendant des semaines, sinon plus, des résultats d’études très bien conçues, certes, mais lentes et de grande ampleur (pendant ce temps-là, les gens meurent ou partent après avoir été guéris, mettant en péril… l’expérimentation elle-même), alors que le rôle d’un médecin est d’abord de soigner au plus tôt des patients identifiés après des tests, ou des gens inquiets, et de leur donner en urgence des médicaments pour diminuer leur charge virale, même sans savoir quels sont les mécanismes biochimiques ou physiologiques qui les rendent efficaces.
En épistémologie on apprend que les progrès scientifiques se font le plus souvent en contredisant les certitudes déjà établies.
Les virus et la mortalité à Marseille
Marseille et les Bouches-du-Rhône ont été relativement épargnés par la pandémie du Covid-19. Des chiffres : quand on évalue le nombre de décès dans les départements français, les Bouches-du-Rhône se situent au modeste 23e rang, avec un taux de décès de 7,08 pour 100 000 habitants (Haut-Rhin : 71,80 ; Seine-Saint-Denis : 53,11 ; Rhône : 15,50).
Un des effets de la méthodologie appliquée à l’Institut Hospitalo-Universitaire en maladies infectieuses de Marseille et/ou efficacité des hôpitaux marseillais ? Attendons les résultats finaux et les futures explications.
Les virus et l’éternel retour
A priori, il n’y a rien de commun entre les tsunamis et le virus covid-19. Et pourtant…
Ce sont, l’un et l’autre, de ces phénomènes destructeurs contre lesquels on ne peut rien, qui se reproduisent à intervalles plus ou moins réguliers. La plaque tectonique Pacifique avance vers le nord-ouest contre la plaque sibérienne depuis des millénaires : ce sont ses mouvements qui ont créé le Japon. Tous les 30 à 50 ans, un tsunami détruit une partie du Japon, surtout dans la région du Tohoku. Sans parler des typhons, des glissements de terrain ou des séismes. Des documents historiques relatent ces catastrophes périodiques depuis le plus haut Moyen-Âge.
Les virus eux aussi existent depuis toujours. Ils sont même à l’origine de notre propre existence. De nouveaux types apparaissent en permanence. Leurs effets dramatiques ont, eux aussi, été décrits depuis le Moyen Âge.
Mais, une fois passée l’épidémie, on passe à autre chose ; aux problèmes de l’économie et de la société et c’est assez logique. Mais on (les survivants) oublie vite ce qui s’est passé. On ne se prépare pas pour l’inévitable prochaine épidémie du futur virus.
Pourtant, les prévisions ne manquent pas. Bill Gates a fait, en 2015, dans la série des (remarquables) conférences TED, une très belle conférence sur ce sujet après les dégâts du virus ébola.
Pourtant les différents livres blancs, civils et militaires, même en France, indiquent la nécessité de se préparer pour la prochaine pandémie, celle qui viendra de façon certaine, et d’un nouveau virus mutant, d’origine animale.
Pourtant, la dernière édition du rapport de la CIA (projection jusqu’en 2025, cf. Alexandre Adler, chez Robert Laffont, pages 32 et 66) y fait explicitement référence. Ce qui n’a pas empêché plus de 100 000 morts aux États-Unis !
Courte mémoire …
Les virus et les drones
Quel rapport entre le Covid 19 et les drones? Voici ressurgir mon passé dans l’Armée de l’Air et la révolution des drones. Notre Charles de Gaulle a interrompu son exercice en Atlantique pour rejoindre Toulon : plus de 1000 marins étaient contaminés. Il semble possible de se servir de l’arme bactériologique pour gêner son ennemi ou le rendre non opérationnel.
Imaginons – et l’hypothèse a été évoquée plusieurs fois : un discret sous marin pilotant un drone saupoudreur de virus: il peut bloquer n’importe quel porte-aéronef nucléaire et même les autres navires de son escadre.
Ces types d’armes sont à la fois peu coûteuses et très efficaces. Leur utilisation sur les populations civiles peuvent, en peu de temps ruiner leurs économies, mettre à bas leurs industries et ruiner leurs banques.
Les virus et les Japonais
Difficile à expliquer que le nombre de Japonais victimes du virus soit si faible (750 décès, moins que dans la Région PACA), alors que 80 % d’entre eux (plus de 100 millions) vivent dans la longue mégalopole de la côte Pacifique qui n’occupe que 8 % du territoire. Une densité très élevée (6.300 habitants au km2) qui devrait favoriser une forte circulation du virus.
Mais, habituée de longue date à des catastrophes, leur société est structurée par une défense civile par quartier, peu visible, mais très efficace. La pression sociale oblige aussi chaque Japonais à porter un masque à l’échelle de chaque secteur, même lors des simples grippes annuelles. Celui qui ne porterait pas de masque serait, pour longtemps, détesté par ses voisins, voire exclu, punition suprême dans son quartier.
Pas d’embrassades, pas de bises : une inclinaison du buste suffit, et il existe de nombreuses nuances dans la façon de s’incliner. La distanciation personnelle est une seconde nature.
Les virus et les origines de la vie
Un virus est-il vivant ? Non. C’est un ajustage de longues molécules organiques, souvent arrangées sous des formes géométriques. C’est un ensemble (une forme ? un être ? une chose ? une structure ?) d’éléments linéaires qui s’organisent les uns par rapport aux autres de façon autonome. Une espèce de quasi-cristal complexe et organique. Trop complexe pour n’être qu’une simple macromolécule. Trop simple pour être défini comme un être vivant. Au centre, un filament d’acide nucléique (ADN ou ARN) enroulé dans une enveloppe protéique, la capside, le tout recouvert d’une paroi lipidique, ainsi que des spicules (comment traduire : spike-protein ?) protéiques détecteurs-accrocheurs qui se fixeront sur la paroi des cellules-hôtes, puis y pénétreront.
Tant qu’il se trouve à l’extérieur d’une cellule, le virus est inerte. Il devient vivant lorsqu’il a pénétré dans le cytoplasme d’une cellule fonctionnelle.
La frontière est très ténue entre le non-vivant et le vivant.
Nous avons un effort à faire pour remettre en cause et pour compléter tout ce que nous avons appris sur les êtres vivants. Vivant et non-vivant. Parasite et hôte. Ce n’est rien de tout cela. Il nous faut créer, même dans notre esprit, une case supplémentaire. Une frontière, un domaine particulier lorsque le non-vivant devient vivant.
Le virus recherche un habitat dans lequel il va se reproduire en se copiant lui-même de nombreuses fois, en utilisant les mécanismes biologiques et la complexe machinerie moléculaire interne de la cellule où il a pénétré. Le covid-19 se multipliera intensément dans les cellules humaines, notamment celles qui tapissent des alvéoles pulmonaires et il enverra ses copies infecter les cellules voisines.
C’est un parasite obligé. Il entraîne le plus souvent la mort de la cellule hôte dans les épidémies et les pandémies. La liste des maladies virales ressemble au catalogue de misères de l’homme : rage, fièvre jaune, variole, dingue, poliomyélite, sida, grippe saisonnière ou épidémique, ébola, zika…
Mais parfois, au lieu de les tuer, le virus peut subsister dans les cellules-hôtes et s’y installer. Ce mécanisme d’intrusion n’est pas nouveau.
C’est aussi arrivé lorsque certaines bactéries ont trouvé des habitats dans ces gouttes de matière gélatineuse (le cytoplasme) des cellules, et ont ainsi créé les mitochondries des espèces multicellulaires.
C’est également arrivé à des algues microscopiques, des cyanobactéries pourvues de chlorophylles et d’autres pigments, qui ont ainsi constitué les chloroplastes, les micro-usines qui existent dans les cellules des feuilles des végétaux.
Voilà s’ouvrir alors un domaine tout à fait nouveau qu’il faut considérer : celui de l’influence des virus dans les mécanismes les plus fondamentaux de l’évolution biologique. Puisqu’ils interviennent au niveau du génome de leurs hôtes, ils peuvent alors modifier les caractères de leur génome, et leur donner de nouvelles propriétés.
On pense même actuellement que le noyau des cellules été constitué par des virus de grande taille pour y installer leur ADN.
Contrairement à ce que nous avons toujours appris, les caractères génétiques de certaines espèces peuvent être modifiés par des virus. Ce champ de recherche passionnant se donne pour objet d’étudier la transmission des gènes non plus de façon verticale, entre parents et enfants, mais entre espèces, horizontalement, qui modifient l’une l’autre leurs génomes. Puissant facteur d’évolution dont nous sommes nous-mêmes les lointains héritiers. Les virus, nos ancêtres primordiaux ? Qui l’aurait cru ?
Ainsi avance aussi l’évolution, pièce par pièce. Au plan des sociétés humaines, on assiste à l’élimination des plus fragiles, et/ou de ceux dont les défenses immunologiques sont insuffisantes.
Les dégâts des maladies infectieuses sont parfois considérables : la grippe espagnole a tué de 45 à 50 millions de personnes ; le SIDA-VIH a tué entre 30 et 35 millions de personnes.
Les virus de virus
Eh bien oui : les virus, surtout les gros, sont attaqués par d’autres virus. En 2008, les Drs. Bernard La Scola et Didier Raoult ont clairement identifié des virus de petite taille qui ont infecté des virus géants, eux-mêmes parasites d’amibes. C’est une autre forme d’hyper-parasitisme, qui se produit à l’échelle macromoléculaire. Petits virus satellites, en quelque sorte. Ces virophages (les premiers ont été dénommés « spoutnik ») déclenchent chez le virus géant des réactions de défense encore mal connues. C’est l’entrée dans un quatrième domaine d’êtres vivants, en plus des bactéries, des végétaux et des animaux, dont il reste d’ailleurs à explorer les marges, car le foisonnement créatif des êtres vivants ignore complètement nos classifications forcément arbitraires et artificielles.
En guise de conclusion
Restent de nombreux thèmes de réflexion, qui débordent par exemple sur l’économie (le coût d’une vie humaine), la sociologie (les petits métiers devenus essentiels), la politique (les grandes décisions de santé collective et individuelle), les transports (est-ce la fin de la mondialisation ?), l’écologie (destruction des milieux et habitats naturels et libération d’organismes réservoirs de virus), la démographie (l’âge médian des africains est de 19,4 ans et c’est 40 en Europe. Peu de vieillards vivants, forte natalité. Les pays du Maghreb s’en sortent très bien), la recherche scientifique (exploration d’un monde peu connu parce qu’il échappe complètement à notre observation immédiate), la philosophie (liberté individuelle contre santé collective, avec un prolongement vers l’obligation future d’imposer par force les lois de l’écologie), la prospective (prévention des futures pandémies), l’éducation, les nouveaux comportements, etc.
Hubert-Jean Ceccaldi