LE CONSTAT

Des épidémies de fièvre Chikungunya ont sévi au cours de l’année 2005, dans différentes îles de l’ouest de l’Océan Indien. Suite à l’importance de ces épidémies, notamment celle qui a affecté l’île de La Réunion, une récente étude publiée dans la revue scientifique « PLoS Medicine » (PLoS, July 2006, Volume 3, Issue 7, e263), fait le point sur les caractéristiques et l’évolution génétique du virus responsable de cette infection.

C’est la première fois que cette maladie, qui frappe fréquemment des pays pauvres depuis les années 1950, a touché un pays développé, disposant des infrastructures et de l’expertise nécessaires à son étude détaillée. On sait également que le vecteur de cette maladie est un moustique (genre Aedes) dont la répartition géographique n’est plus limitée à l’Afrique et à l’Asie ; il contribue donc à étendre l’aire de répartition du virus.

Dirigée par Isabelle Schuffenecker du Centre National de Référence des Arbovirus (Lyon) et Sylvain Brisse de la Plateforme de Génotypage des Pathogènes (Paris), cette étude a été conjointement financée par l’Institut Pasteur, le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), le Réseau National des Génoploles (RNG) et l’Institut National de Veille Sanitaire (INVS). Des instituts régionaux de recherche (La Réunion, Mayotte, Madagascar, et Seychelles) ont également collaboré à cette étude.

LE PROBLEME

Les épidémies de fièvre Chikungunya précédemment répertoriées en Afrique et en Asie, se caractérisaient essentiellement par un accès de fièvre et des douleurs articulaires invalidantes. Alors que l’ensemble des symptômes associés (fièvre, douleurs musculaires, maux de tête et éruptions cutanées) disparaissent habituellement au bout d’une dizaine de jours, seules les douleurs articulaires pouvaient persister plusieurs mois, dans certains cas.

Dans le cas de l’épidémie survenue à La Réunion en mars 2005, et qui a touché plus du tiers des 777 000 habitants de l’île, une centaine de cas d’infections présentant des symptômes atypiques, beaucoup plus graves, tels que ceux de la méningite ainsi que certaines formes d’hépatites à évolution fulgurante, ont été observés. Des cas suffisamment graves pour justifier des hospitalisations en unités de soins intensifs.

Pour la première fois, une quarantaine de transmissions materno-fœtales du virus ont été répertoriées. Enfin, un nombre important de décès (239) « directement ou indirectement » liés au Chikungunya ont été officiellement enregistrés. À noter que ces cas concernaient souvent des personnes âgées, qui présentaient déjà d’autres pathologies.

Dès lors, le problème principal qui se posait aux équipes scientifiques impliquées dans cette étude était de déterminer avec précision, les caractéristiques génétiques, structuraux et fonctionnelles du virus du Chikungunya, afin de mieux comprendre son mode d’action et son évolution. Il leur fallait, notamment, comparer la séquence génétique de la souche responsable de l’épidémie réunionnaise à celles des autres souches connues afin d’élucider son caractère pathogénique accrue.

LA METHODE

Les recherches ont été menées à partir de six isolats viraux sélectionnés (cinq d’origine sérique et un sixième, extrait d’un liquide céphalorachidien), ainsi que de séquences partielles de glycoprotéines du virus Chikungunya (CHIKV). Les échantillons utilisés provenaient d’un ensemble de 127 patients de La Réunion majoritairement, de Mayotte, Madagascar, Maurice et des Seychelles.

Différentes méthodes idoines, recourant notamment à l’outil informatique ont permis aux différentes équipes d’isoler, d’extraire, de séquencer et de comparer les génomes des différentes souches du virus et d’aboutir à un certain nombre de résultats importants.

Par ailleurs, une modélisation tridimensionnelle des glycoprotéines E1 de l’enveloppe du virus a permis de déterminer le rôle et l’impact des mutations intervenues pour deux de leurs acides aminés, dans la structure des isolats de l’Océan Indien.

Enfin, des logiciels de phylogénie génétique (BioNumerics DNASP et DAMBE, Phylip) ont été utilisés pour retracer l’historique de l’évolution du virus au cours du temps et dans l’espace géographique, toujours à partir de la comparaison des données moléculaires.

LES RESULTATS

Un des résultats importants de cette étude concerne justement la reconstitution de l’évolution génétique et historique de CHIKV. Dès les années 1950, après sa première description scientifique, la distribution géographique du virus couvrait l’Afrique, l’Inde et l’Asie du Sud-est.

En Afrique, le virus obéit à un cycle de transmission en milieu forestier, entre les primates sauvages et les moustiques des espèces Aedes luteocephalus, Aedes furcifer et Aedes taylori. Après l’épidémie tanzanienne de 1952, de nombreuses autres ont été répertoriées un peu partout sur le continent africain (Uganda, Zimbabwe, Afrique du Sud, Sénégal, Nigeria et en Centrafrique). Une des dernières réémergences du virus eut lieu à Kinshasa (RDC) en 1999-2000, avec plus de 50 000 personnes infectées.

En Asie, le CHIKV se transmet principalement entre humains, avec l’intervention des moustiques de l’espèce Aedes aegypti et dans une moindre mesure, Aedes albopictus, comme vecteurs, dans un cycle de transmission en milieu urbain. La première épidémie asiatique répertoriée remonte à 1958, à Bangkok (Thaïlande) ; elle fut également suivie de beaucoup d’autres au Cambodge, au Vietnam, au Laos, au Myanmar, en Malaisie et aux Philippines. La dernière réémergence asiatique du virus est intervenue à Java (Indonésie) en 2001-2003, vingt ans après le dernier épisode de l’épidémie dans ce pays.

Aussi bien en Afrique qu’en Asie, les réémergences apparaissent souvent comme étant imprévisibles. Elles semblent intervenir dans des intervalles de temps très variables, allant de 7 à 20 ans.

Depuis la fin de l’année 2004, CHIKV est réapparu cette fois au Sud-ouest de l’Océan Indien, aux îles Comores : entre janvier et mars 2005, plus de 5000 cas de Chikungunya y ont été recensés.
http://www.holambecomores.com/public/article156.html
Plus tard au cours de l’année 2005, le virus a circulé en Inde et dans les autres îles de la région (Maurice, Seychelles et La Réunion) en y provoquant également des épidémies de moindre importance.

Sans que cela soit formellement établi, il semble que la souche qui a provoqué l’épidémie de Chikungunya la plus importante et la plus grave à ce jour, (celle de La Réunion, pic épidémiologique observé la deuxième semaine de février 2006 avec 45 000 cas), soit originaire d’Afrique de l’Est et qu’elle ait transité par les Comores. Les premiers cas observés à La Réunion en mars 2005, émaneraient de personnes revenues des Comores.

CHIKV est un rétrovirus (virus à ARN), de la famille des Alphavirus du genre Togoviridae, dont deux souches dénommées Ross et S27, issues de l’épidémie tanzanienne de 1952 ont été isolées et séquencées. Une autre séquence complète a été obtenue à partir d’un moustique vecteur, lors d’un épisode sénégalais de 1983. L’analyse des génomes des différentes souches africaines et asiatiques a permis de mettre en évidence trois phylogroupes distincts du virus CHIKV : un groupe ouest africain, un groupe asiatique et un dernier groupe renfermant les isolats d’Afrique centrale, orientale et australe (ECSA).

Relations phylogénétiques au sein des souches connues de virus Chikungunya. Relations établies à partir de séquences partielles de nucléotides du gène de la protéine structurale E1.
(Source : PLoS Medicine, July 2006, Vol. 3, Issue 7, e263).

Comment la crise a-t-elle démarré ? Pourquoi l’épidémie a t-elle touché autant de personnes à La Réunion ? Comment le virus a t-il évolué au cours de l’épidémie ?

Les isolats prélevés dans les pays de l’Océan Indien forment un groupe relativement homogène au sein du phylogroupe ECSA. Les différentes séquences des virus prélevés lors de l’épidémie montrent une portion commune différente de la souche de référence. La conséquence logique de cette observation est qu’il fallait s’attendre à une modification de certaines protéines du virus. La plupart de ces changements étaient présents au début de l’épidémie, mais d’autres sont apparus en cours, avant que celle-ci n’atteigne son pic.

C’est le cas notamment de la glycoprotéine E1 de l’enveloppe du virus : tous les échantillons prélevés avant l’épidémie réunionnaise, voire au début de celle-ci présentaient la variante E1-226A. Cela signifie qu’en position 226 de sa chaîne peptidique se trouve un acide aminé dénommé alanine (Ala). Or, au cours de l’évolution de l’épidémie réunionnaise, est apparue une mutation importante puisque puis 90% des échantillons prélevés à partir de novembre 2005 présentaient la variante E1-226V : la mutation a entraîné la substitution de l’alanine par un autre acide aminé, la valine (Val).

Bien que la position 226 soit relativement variable au sein du groupe des alpahavirus, une telle mutation fut à l’origine de modifications phénotypiques importantes chez d’autres virus de cette famille.

L’autre mutation observée sur cette même glycoprotéine E1 est située dans un secteur stable da la molécule, en position 284 : ici la substitution s’est faite entre deux autres acides aminés, l’asparagine (Asp) et la glutamine (Glu).

Très concrètement, ces mutation du gène E1 et la modification de la protéine associée ont eu pour conséquence, une modification significative du métabolisme du virus : de ce fait, celui-ci a eu nettement moins besoin de cholestérol pour effectuer son cycle. Le cholestérol est une substance nécessaire au virus pour infecter son hôte humain ou le moustique : or, les moustiques n’ont généralement pas suffisamment de cholestérol pour permettre une grande infection de leurs cellules.

Autrement dit, la mutation intervenue dans cette souche a constitué un avantage adaptatif essentiel pour la survie des virus dans les organismes des moustiques. C’est ainsi que, pour la première fois, l’épidémie a pu s’étendre très rapidement, en ayant une incidence dans la population, jusque-là inconnue.

LES CONCLUSIONS

Il s’avère donc, que ce sont les particularités génétiques et moléculaires, dues à l’évolution très rapide du virus CHIKV dans l’ouest de l’Océan Indien, qui seraient à l’origine des nouvelles caractéristiques du Chikungunya, observées notamment sur l’île de La Réunion. Des tests sont cependant nécessaires pour s’assurer de la validité de cette conclusion.

Par ailleurs, on ne peut plus négliger l’extension géographique de plus en plus importante des vecteurs de ce virus, certains moustiques du genre Aedes : en effet, l’augmentation de leur extension géographie accroît automatiquement celle du virus. Et donc, potentiellement, celle de la maladie. A l’heure de la mondialisation des échanges et sous peine d’une inefficacité certaine, on ne peut désormais envisager la lutte contre une telle maladie, le virus lui-même ou son vecteur, que sur un plan régional ou mondial.

Enfin, d’autres études restent à mener concernant l’autre nouvelle caractéristique du Chikungunya : sa neurovirulence. Plusieurs cas de méningites ont été signalés avec le Chikungunya, et il reste à expliquer les mécanismes de ces atteintes du système nerveux, qui peuvent se révéler être particulièrement graves.

Mohamed SOULE
Professeur de Sciences de la Vie et de la Terre
Lycée Français René Descartes de Kinshasa (RDC).
mohamedsoule@hotmail.com