COVID-19: prédire l’évolution des variants grâce à une modélisation du virus

La modélisation du spicule du virus, avec toutes les variations existantes et même celles qu’on ne trouve pas encore dans la nature.

La modélisation du spicule du virus, avec toutes les variations existantes et même celles qu’on ne trouve pas encore dans la nature.

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Le professeur Rafaël Najmanovich et son équipe sont parvenus à mettre en images les variations possibles du virus responsable de la COVID-19.

Une équipe de chercheurs de l’Université de Montréal a modélisé un spicule du SRAS-CoV-2 – le virus responsable de la COVID-19 – de façon à simuler par ordinateur plus de 17 000 mutations possibles. 

Les spicules sont des protéines de forme pointue situées à la surface du virus qui lui donnent l’apparence d’une couronne. Lorsque ces protéines sont en position dite «ouverte», elles permettent au virus de s’accrocher aux cellules humaines et d’ainsi déclencher une infection. 

«Grâce à notre logiciel, nous avons découvert que, dans le virus original, les spicules sont 75 % du temps en position fermée et 25 % en position ouverte, affirme Rafaël Najmanovich, responsable du projet et professeur au Département de pharmacologie et physiologie de l’Université de Montréal. Toutefois, dans la toute première mutation sélectionnée par le virus, la G614D, l’état ouvert devient plus rigide et l’état fermé plus flexible. Comme la protéine reste dès lors plus longtemps en position ouverte, elle a plus de chances d’interagir avec les récepteurs humains et le virus devient alors plus infectieux.»

Cette technique de modélisation permet donc de prévoir les mutations avant même qu’elles apparaissent dans la nature et d’anticiper leur virulence chez l’humain.  

Une technique éprouvée, mais non sans limites

Rafaël Najmanovich

Spécialisé en design moléculaire et en pharmacologie structurelle informatique, le professeur Najmanovich souligne que ce modèle est déjà parvenu à prévoir l’apparition de certains variants, notamment le B117 («britannique»), le B1351 («sud-africain») et le BR-P1 («brésilien»).

«Les protéines sont des chaînes linéaires d’acides aminés et il en existe 20 types, explique Rafaël Najmanovich. Le spicule du virus contient plus de 1000 acides aminés. En remplaçant dans un superordinateur chacun des acides aminés par les 19 autres possibilités à chacun des emplacements du virus original, on obtient les mutations existantes, mais aussi celles qui ne sont pas encore présentes dans la nature.»

Ces prévisions comportent cependant des limites. Par exemple, selon le modèle de l'équipe, le variant Delta n’est pas plus contagieux que les autres. «Comme nous voulions faire des prévisions à haut débit, nous avons simplifié notre modèle. Cette simplification fait que nous n’arrivons pas à capturer les autres processus biologiques et moléculaires qui aident le virus à être plus infectieux», précise le chercheur. 

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