Une simulation informatique suggère que des souches mutantes du COVID-19 ont émergé en réponse au comportement humain

Grâce à la technologie de l’intelligence artificielle et à la modélisation mathématique, un groupe de recherche dirigé par l’Université de Nagoya a révélé que le comportement humain, tel que le confinement et les mesures d’isolement, affecte l’évolution de nouvelles souches de COVID-19. Le SRAS-CoV-2, le virus à l’origine du COVID-19, s’est développé pour devenir plus transmissible plus tôt dans son cycle de vie. Les conclusions des chercheurs, publiées dans Communications naturellesfournissent de nouvelles informations sur la relation entre le comportement des individus et les agents pathogènes.

Comme tout autre organisme vivant, les virus évoluent avec le temps. Ceux qui ont des avantages en matière de survie deviennent dominants dans le pool génétique. De nombreux facteurs environnementaux influencent cette évolution, notamment le comportement humain. En isolant les personnes malades et en utilisant le confinement pour contrôler les épidémies, les humains peuvent modifier l’évolution du virus de manière complexe. Prédire comment ces changements se produiront est essentiel pour développer des traitements et des interventions adaptatifs.

Un concept important dans cette interaction est la charge virale, qui fait référence à la quantité ou à la concentration d’un virus présent par ml de liquide corporel. Dans le cas du SRAS-CoV-2, une charge virale plus élevée dans les sécrétions respiratoires augmente le risque de transmission par gouttelettes. La charge virale concerne la possibilité de transmettre un virus à autrui. Par exemple, un virus comme Ebola a une charge virale exceptionnellement élevée, alors que le rhume a une faible. Cependant, les virus doivent effectuer un exercice d’équilibre minutieux, car l’augmentation de la charge virale maximale peut être avantageuse, mais une charge virale excessive peut rendre les individus trop malades pour transmettre le virus à d’autres.

Le groupe de recherche, dirigé par le professeur Shingo Iwami de la Graduate School of Science de l’Université de Nagoya, a identifié des tendances en utilisant une modélisation mathématique avec une composante d’intelligence artificielle pour étudier les données cliniques précédemment publiées. Ils ont découvert que les variantes du SRAS-CoV-2 qui réussissaient le mieux à se propager présentaient un pic de charge virale plus précoce et plus élevé. Cependant, à mesure que le virus évoluait des variantes pré-Alpha aux variantes Delta, sa durée d’infection était plus courte. Les chercheurs ont également découvert que la diminution de la période d’incubation et la proportion accrue d’infections asymptomatiques enregistrées lors de la mutation du virus affectaient également l’évolution du virus.

Les résultats ont montré une nette différence. À mesure que le virus évoluait de la souche Wuhan à la souche Delta, ils ont constaté une multiplication par 5 de la charge virale maximale et une multiplication par 1,5 du nombre de jours avant que la charge virale culmine.

Iwami et ses collègues suggèrent que les changements de comportement humain en réponse au virus, conçus pour limiter la transmission, augmentaient la pression de sélection sur le virus. Cela a entraîné la transmission du SRAS-CoV-2 principalement pendant les périodes asymptomatiques et présymptomatiques, qui surviennent plus tôt dans son cycle infectieux. En conséquence, le pic de charge virale a avancé jusqu’à cette période pour se propager plus efficacement aux premiers stades pré-symptomatiques.

Lors de l’évaluation des stratégies de santé publique en réponse au COVID-19 et à tout futur agent pathogène potentiellement à l’origine d’une pandémie, il est nécessaire de prendre en compte l’impact des changements de comportement humain sur les schémas d’évolution du virus.

“Nous nous attendons à ce que la pression immunitaire due aux vaccinations et/ou aux infections antérieures soit à l’origine de l’évolution du SRAS-CoV-2”, a déclaré Iwami. “Cependant, notre étude a révélé que le comportement humain peut également contribuer à l’évolution du virus d’une manière plus compliquée, ce qui suggère la nécessité de réévaluer l’évolution du virus.”

Leur étude suggère la possibilité que de nouvelles souches de coronavirus aient évolué en raison d’une interaction complexe entre les symptômes cliniques et le comportement humain. Le groupe espère que leurs recherches accéléreront l’établissement de régimes de tests pour un traitement adaptatif, un dépistage efficace et des stratégies d’isolement.