Bruno Canard est directeur de recherche au CNRS au laboratoire architecture et fonction des macromolécules biologiques (Centre national de la recherche scientifique – Aix-Marseille université). Le thème de son équipe est la réplication virale, en particulier des virus à ARN (acide ribonucléique), dont font partie les coronavirus. Les questions sont de Hervé Morin.

Comment avez-vous été amené à vous intéresser aux coronavirus ?

En 2002, notre jeune équipe venait de se former. Nous travaillions alors sur la dengue, ce qui m’a valu d’être invité à une conférence où il a été question des coronavirus, une grande famille de virus que je ne connaissais pas. C’est à ce moment qu’a émergé l’épidémie de SRAS [syndrome respiratoire aigu sévère], et la recherche est partie sur les chapeaux de roue. Depuis cette époque, nous avons continué à travailler sur les coronavirus en général.

C’est à ce moment-là qu’ils sont vraiment apparus comme une menace pandémique ?

Effectivement, avant l’émergence du SARS-CoV, en 2003, il n’y avait que des pathogènes très bénins, mais qui avaient un intérêt vétérinaire. Une seule unité en France travaillait sur la question, celle d’Hubert Laude, de l’INRA [Institut national de la recherche agronomique]. C’était un laboratoire de référence, mais il a plutôt été invité à travailler sur d’autres thématiques car le coronavirus n’était pas très à la mode.

On venait alors de lancer de grands programmes de génomique structurale sur les virus pour essayer de ne pas être pris au dépourvu en cas d’émergence. La démarche est très simple : comment anticiper le comportement d’un virus que l’on ne connaît pas ? Eh bien, simplement en étudiant l’ensemble des virus connus pour disposer de connaissances transposables aux nouveaux virus. Un projet européen lancé à cette fin à l’époque a été suivi d’autres programmes. L’irruption du SARS-CoV en 2003 a illustré la pertinence de cette démarche. Cela nous a conduits à décrire une première structure cristallographique dès 2004.

En quoi connaître cette structure tridimensionnelle est-il important ?

C’est capital en ce qui concerne la découverte de médicaments. Faire un vaccin contre un coronavirus prend au mieux dix-huit mois, sans garantie qu’il soit utile contre le suivant. Certaines enzymes ou protéines virales sont très conservées au sein des virus, donc si on connaît leur structure en détail on peut espérer fabriquer des médicaments les ciblant, dits « pan-coronavirus » ou « pan-flavivirus », qui couvrent tout un spectre de virus.

En décembre 2019, avez-vous eu un sentiment de déjà-vu ?

C’est la même situation, à une différence près : au début de l’épidémie, la courbe du nombre de patients déclarés était beaucoup plus abrupte. Il y aurait des raisons moléculaires à cela, selon des travaux de plusieurs groupes qui ont décrit l’enveloppe du virus. Nous avons été surpris que les autorités ne l’aient pas immédiatement appelé SARS numéro 2. Les enzymes qui servent à faire la phylogénie, à classer les virus, étaient quasiment identiques.

Et c’est grâce aux équipes chinoises qui ont séquencé l’ARN du génome de ce coronavirus qu’on a pu le savoir ?

La similitude de la pathologie induite était déjà un indice. Mais dès que l’on a eu accès à la séquence génétique, cette similitude est apparue immédiatement, au niveau du moteur moléculaire qui permet la réplication de ce virus. En ce qui concerne l’enveloppe, il y a des différences plus marquées : l’homologie globale est de l’ordre de 79 % à 80 %, mais sur les enzymes les plus conservées, comme les polymérases, on est pratiquement à 100 % d’identité.

À quoi servent les polymérases ?

Ce sont des enzymes qui resynthétisent le génome du virus à des fins de réplication. Ce sont parmi les plus primitives. Leur fonction même n’a pas varié : faire de l’ARN à partir de l’ARN. Les horloges biologiques qui permettent de reconstruire les arbres phylogénétiques des virus s’appuient sur les variations au sein de ces enzymes, mais on ne peut pas dater spécifiquement leur origine. On sait néanmoins que comme elles sont identiques au sein d’une famille virale, si on arrive à les cibler, il y a des chances qu’on trouve un médicament à assez large spectre. C’est d’ailleurs ce qui se passe avec le Remdesivir, développé par Gilead et actuellement testé en Chine face au coronavirus, qui est un inhibiteur de polymérase.

Y a-t-il des différences avec les polymérases du MERS-CoV [Middle East Respiratory Syndrome] ?

Il appartient à la même famille. Il y a des changements, mais qui ne sont pas vraiment significatifs. Il est extrêmement probable qu’un médicament qui toucherait une polymérase du nouveau coronavirus serait aussi actif contre le MERS-CoV. En revanche, ses propriétés conférées par d’autres enzymes ou des protéines d’enveloppe – cinétique et modalités de transmission – sont complètement différentes.

Y a-t-il d’autres spécificités de ces virus ?

En 2002, ce qui nous a surpris, c’était la taille du génome du SARS-CoV. Avec 30 000 bases nucléotidiques, il est trois fois plus grand que ceux d’autres virus pathogènes humains, comme l’hépatite C ou la dengue. Cette complexité est un régal au plan fondamental. Elle donne des pistes vers tout un tas de mécanismes pour comprendre aussi la cellule hôte, son immunité innée face aux attaques des virus.

Qu’en est-il de l’enveloppe et de ses systèmes de reconnaissance et de fusion avec la cellule cible ?

Globalement, les deux SARS-CoV se ressemblent grandement. Mais le n° 2 a une capacité à fusionner certainement augmentée, ce qui le rend beaucoup plus contagieux. Ce sont des mutations intervenues dans les protéines d’enveloppe, décrite chez d’autres virus – de la grippe notamment –, qui leur confèrent cette capacité à être clivées par des protéines de l’hôte pour réaliser plus facilement cette fusion. Ce processus de fusion, dont Félix Rey, à l’Institut Pasteur, est un des spécialistes mondiaux, est très dynamique : une fois que ces protéines sont clivées, elles connaissent des changements de conformation absolument impressionnants. Cela permet de prendre les deux membranes du virus et de la cellule, et de les fusionner pour permettre le passage du matériel génétique viral à l’intérieur de l’hôte.

Ces protéines d’enveloppe peuvent-elles être des cibles thérapeutiques ?

Autant, dans le cas du moteur de réplication, des médicaments antipolymérases ont déjà été développés, contre le VIH ou l’hépatite C – un travail nobélisable –, autant la tâche est plus complexe pour les protéines de surface. L’activation des protéines de fusion se fait par une protéase qui appartient à la cellule, et non au virus. Or si cette protéase est là, c’est qu’elle a un rôle, car en général la nature se débarrasse de ce qui est inutile. Il faudra comprendre les effets secondaires possibles si on inhibe de manière transitoire ces protéases pour contrer la propagation virale. Il y a des essais en cours avec des aérosols pour traiter les voies aériennes. C’est une piste intéressante mais très délicate.

Ces coronavirus ont-ils une capacité spécifique à inhiber la réponse immunitaire ?

Les virus et leurs hôtes sont au centre d’une bataille évolutive permanente. La cellule dispose de mécanismes préexistants – on parle d’immunité innée – pour tuer les virus, et ceux qui passent outre sont forcément sélectionnés. La cellule évolue aussi avec de nouveaux moyens de défense. Ce qui est nouveau comme champ de découverte, ce sont des mécanismes par lesquels la cellule « décore » le génome qui l’infecte avec des groupements méthyle pour pouvoir le diriger vers une usine de dégradation. Le virus masque, lui, d’autres parties de son génome pour justement éviter cette reconnaissance. C’est un domaine extrêmement nouveau et très riche, et qui pourrait avoir des implications thérapeutiques.

Mais ne faut-il pas, là encore, se méfier de la réponse de l’hôte ?

En effet, il peut y avoir des réponses immunitaires très fortes, déclenchant ce qu’on appelle une « tempête de cytokines » qui peut avoir des effets désastreux, comme cela a pu être observé dans le cas de la dengue. Le dosage est toujours très fin.

A-t-on une idée de l’origine de ces coronavirus ?

Ces virus zoonotiques sont présents dans la nature. Ils ont une tendance plus prononcée à changer d’hôtes et à conquérir de nouveaux espaces, de nouvelles espèces. Le passage à l’homme est favorisé par la déforestation, les contacts accrus avec les animaux, le changement climatique ou la perte de biodiversité. La fièvre catarrhale a ainsi fait un bond à travers la Méditerranée, le moustique tigre transporte des virus sur d’autres territoires.

En l’occurrence, l’hôte initial est la chauve-souris…

Elle contient énormément de virus. C’est un animal à sang chaud qui peut attirer beaucoup d’insectes, un incubateur à virus suspendu dans ses grottes. Elle se trouve aussi confrontée à l’anthropisation. Le pangolin a été suspecté comme animal de transmission secondaire, mais on n’a pas établi de façon certaine que c’était lui le coupable. C’est une question très délicate à trancher. On peut avoir une très grande proximité génétique des virus sans que ce soit une preuve absolue.

Quel regard jetez-vous sur ce nouvel épisode d’émergence virale ?

Je pense qu’énormément de temps a été perdu entre 2003 et aujourd’hui pour trouver des médicaments. En 2006, l’intérêt pour le SARS-CoV avait disparu ; on ignorait s’il allait revenir. Nous avons alors eu du mal à financer nos recherches. L’Europe s’est dégagée de ces grands projets d’anticipation au nom de la satisfaction du contribuable. Désormais, quand un virus émerge, on demande aux chercheurs de se mobiliser en urgence et de trouver une solution pour le lendemain. Or, la science ne marche pas comme cela. Cela prend du temps et de la réflexion.

Dans l’excitation et la peur, des choses assez peu logiques sont tentées. L’effervescence tourne autour des médicaments qui ont déjà obtenu une autorisation de mise sur le marché, dont on connaît la toxicité, afin de les tester pour voir s’ils ne sont pas, par hasard, actifs. Pourquoi pas, mais la probabilité de trouver quelque chose de révolutionnaire est relativement faible. Il vaudrait mieux s’appuyer sur une recherche fondamentale patiemment validée, sur des programmes de long terme. Un médicament prend dix ans de développement. Cette furie pour tester les médicaments date d’Ebola : à titre compassionnel, on en profite pour faire tout et n’importe quoi.

Je comprends qu’il y ait urgence. Mais la communauté internationale doit aussi comprendre que cela va se reproduire : il y aura d’autres Ebola, d’autres Zika, d’autres coronavirus. Avec des collègues belges, nous avions envoyé il y a cinq ans deux lettres d’intention à la Commission européenne pour dire qu’il fallait anticiper. Entre ces deux courriers, Zika est apparu.

Ces éclipses touchent-elles d’autres puissances ?

En Chine, l’effort de recherche a été considérable depuis dix ans. Les États-Unis conservent le système du National Institute of Health, qui finance certains laboratoires ayant un large spectre. L’Europe avait développé des réseaux collaboratifs mais, depuis une dizaine d’années, la tendance est plutôt à mettre le paquet en cas d’épidémie et, ensuite, on oublie. Des appels d’offres européens vont être lancés incessamment.

On aurait pu prévoir une veille scientifique sur certains médicaments à potentiel effet anti-SARS. Mais il n’existe pas de système de financement qui permette de le faire, même si l’épisode d’Ebola a fait bouger les lignes. L’effort le plus massif porte sur le diagnostic et la surveillance, grâce à de nouvelles technologies de séquençage qui permettent de suivre en temps réel une épidémie. Le point à développer, c’est de donner un médicament aux gens qui ne sont pas encore malades. Il faudrait donc disposer d’antiviraux à large spectre.

Le cas de la chloroquine, apparemment efficace contre le SARS-CoV-2, ne prouve-t-il pas que la stratégie du repositionnement de médicaments peut être payante ?

Lorsque le repositionnement est fait sur des bases scientifiques, il est absolument bénéfique et positif. Mais, dans certains cas, il a été fait sans aucune base sérieuse, dans des buts plutôt douteux, comme de faire parler de tel ou tel labo ou entreprise. Je citerai deux exemples qui se sont produits lors de la phase médiatique aiguë de l’épidémie d’Ebola, en 2014. Le brincidofovir de la société Chimerix a été donné à un patient atteint d’Ebola aux Etats-Unis, alors qu’on le savait actif contre les polymérases de virus à ADN mais pas contre celles des virus à ARN, dont fait partie Ebola. Le patient est mort, un des rares décès dus à Ebola dans les pays occidentaux. Autre exemple, le composé BCX4430, développé par la recherche militaire américaine, soumis et rejeté par Nature en 2012 parce que toxique et peu actif. En pleine crise d’Ebola, la publication est ressuscitée, comme l’a analysé Erik De Clercq, du Rega Institute for Medical Research de Louvain. La « prestigieuse » revue a pu faire parler d’elle.

Dans ces deux cas, vouloir faire du neuf avec du vieux n’était pas basé sur des données scientifiques, et a pu avoir des conséquences néfastes pour les patients et pour la santé du corpus scientifique. Concernant la chloroquine, il est très probable qu’elle soit efficace, au vu de son mode d’action connu. Mais il est impératif de disposer d’une confirmation la plus rapide possible, scientifiquement évaluée, des essais cliniques en cours.