Grâce à l’intelligence artificielle et à la modélisation mathématique, un groupe de recherche dirigé par l’Université de Nagoya a découvert que les comportements humains tels que le confinement et les mesures d’isolement influencent le développement de nouvelles souches de COVID-19. Le SRAS-CoV-2, le virus responsable du COVID-19, a évolué plus tôt dans son cycle de vie pour devenir plus transmissible. Les résultats du chercheur, publiés dans Communication naturellefournissent de nouvelles informations sur le lien entre le comportement humain 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 recourant au confinement pour contenir les épidémies, les humains peuvent modifier l’évolution du virus de manière complexe. Prédire comment ces changements se produiront est essentiel au développement de traitements et d’interventions adaptatifs.
Un concept important dans cette interaction est Charge virale, qui fait référence à la quantité ou à la concentration d’un virus 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 est la capacité de transmettre un virus à autrui. Par exemple, un virus comme Ebola a une charge virale exceptionnellement élevée, alors qu’un rhume a une faible. Cependant, les virus doivent faire preuve d’un équilibre minutieux, car l’augmentation de la charge virale maximale peut être bénéfique, 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 à l’aide de modèles mathématiques dotés d’une composante d’intelligence artificielle pour examiner les données cliniques précédemment publiées. Ils ont découvert que les variantes du SRAS-CoV-2 qui se sont propagées avec le plus de succès présentaient un pic de charge virale plus précoce et plus élevé. Cependant, à mesure que le virus évoluait de la variante pré-alpha à la variante delta, la durée de l’infection était plus courte. Les chercheurs ont également découvert que la période d’incubation raccourcie et la proportion accrue d’infections asymptomatiques enregistrées lors de la mutation du virus influençaient 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 cinq de la charge virale maximale et une multiplication par 1,5 du nombre de jours avant le pic de la charge virale.
Iwami et ses collègues soupçonnent que les changements de comportement humain en réponse au virus, destinés à limiter la transmission, augmentent la pression de sélection sur le virus. Cela a entraîné la transmission du SRAS-CoV-2 principalement pendant les phases asymptomatiques et présymptomatiques, qui surviennent plus tôt dans le cycle infectieux. Cela a entraîné un pic de charge virale survenant au cours de cette période et se propageant plus efficacement au cours des premiers stades présymptomatiques.
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, l’impact des changements de comportement humain sur les schémas d’évolution du virus doit être pris en compte.
Nous émettons l’hypothèse que la pression immunitaire due aux vaccinations et/ou aux infections antérieures est à l’origine du développement du SRAS-CoV-2. Cependant, notre étude a révélé que le comportement humain peut également contribuer à l’évolution du virus de manière plus compliquée, ce qui suggère que l’évolution du virus doit être réévaluée.
Professeur Shingo Iwami, École supérieure des sciences de l’Université de Nagoya
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 la mise en place de systèmes de test pour un traitement adaptatif, des stratégies efficaces de dépistage et d’isolement.
Source:
Référence du magazine :
Sunagawa, J., et coll. (2023). L’isolement entraîne potentiellement une charge virale maximale plus précoce et plus élevée, mais une durée d’évolution du SRAS-CoV-2 plus courte. Communication naturelle. est ce que je.org/10.1038/s41467-023-43043-2.