Évolution et émergence virales

Les virus évoluent rapidement par le biais de mutations et d'échanges génétiques, et l'apparition de virus nouveaux ou nouvellement identifiés, souvent après un passage depuis des réservoirs animaux, constitue une caractéristique récurrente de leur biologie.

Definition

L'évolution et l'émergence virales désignent l'étude de la manière dont les virus changent génétiquement au fil du temps et dont de nouveaux virus, ou des virus auparavant non reconnus, apparaissent et s'établissent dans les populations hôtes.

Scope

Ce sujet aborde les sources de variation génétique virale, notamment les taux de mutation élevés chez les virus à ARN, la recombinaison et le réassortiment des génomes segmentés ; les quasi-espèces et les conséquences de la réplication sujette aux erreurs ; le concept de virus émergents et ré-émergents ; ainsi que les processus de changements de gamme d'hôtes et de débordement (spillover) depuis les réservoirs animaux. Il traite le changement viral comme un phénomène à la fois évolutif et écologique.

Core questions

• Quels mécanismes génèrent la variation génétique chez les virus ?
• Pourquoi les virus à ARN évoluent-ils particulièrement rapidement ?
• Comment les virus passent-ils d'une espèce hôte à une autre ?
• Quelles conditions favorisent l'émergence de nouveaux agents viraux ?

Key concepts

• Taux de mutation chez les virus à ARN
• Recombinaison et réassortiment
• Quasi-espèces
• Changements de gamme d'hôtes et débordement (spillover)
• Virus émergents et ré-émergents

Key theories

Quasi-espèces et variation virale

La réplication sujette aux erreurs, en particulier chez les virus à ARN, génère une population diverse de génomes étroitement apparentés sur laquelle la sélection agit, contribuant à expliquer l'adaptation virale rapide et le défi de contrôler certains virus.

Mechanisms

La variation génétique virale résulte de mutations introduites lors de la réplication du génome, notamment par les polymérases sujettes aux erreurs des virus à ARN, et de la recombinaison ou du réassortiment lorsque des virus apparentés co-infectent une cellule. Cette variation, agissant sur des populations importantes et rapidement produites, permet une adaptation rapide, y compris des changements qui étendent la gamme d'hôtes. L'émergence fait souvent suite à un débordement (spillover) d'un réservoir animal vers une nouvelle population hôte où les conditions écologiques permettent la transmission.

Clinical relevance

L'évolution virale rapide est à l'origine de défis tels que la nécessité périodique de mettre à jour certains vaccins et l'apparition de variants, tandis que l'émergence de virus provenant de réservoirs animaux constitue une source récurrente de nouvelles maladies infectieuses, rendant ce sujet important pour la compréhension des épidémies et l'orientation de la surveillance.

History

Le concept de quasi-espèce virale, développé à partir des travaux théoriques de Manfred Eigen et appliqué aux virus par des chercheurs tels qu'Esteban Domingo, a redéfini les virus à ARN comme des populations diverses et en évolution rapide, contribuant à expliquer leur adaptabilité et la difficulté d'en éradiquer certains.

Key figures

• Manfred Eigen
• Esteban Domingo

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

Pourquoi les virus à ARN ont-ils tendance à évoluer plus rapidement que les virus à ADN ?

De nombreux virus à ARN répliquent leurs génomes à l'aide de polymérases dépourvues de fonction de relecture, ce qui entraîne une accumulation élevée de mutations. Combiné à des populations de grande taille et à des temps de génération courts, cela produit un changement génétique et une adaptation rapides.