Séquençage et surveillance génomique des virus : lumière sur Emergen et Afroscreen

La pandémie de Covid-19 qui affecte la planète depuis plus de deux ans a mis en évidence de grandes disparités entre pays en matière de séquençage – une technique indispensable pour surveiller la circulation du SARS-CoV‑2 et son évolution. Afin de renforcer ses capacités et celles des pays à ressources limitées, la France a initié les programmes Emergen et Afroscreen, en s’appuyant sur l’agence interne de l’Inserm, l’ANRS | Maladies infectieuses émergentes. Ces projets lancés en 2021 ont permis de renforcer les activités de séquençage sur le territoire français, mais aussi dans treize nations africaines.

Un article à retrouver dans le Rapport d’activité 2021 de l’Institut

Après avoir contaminé plus de 500 millions de personnes autour du monde et causé plus de 6,2 millions de décès, le virus responsable de la Covid-19 continue de circuler, et constitue toujours une menace majeure. À ce titre, son évolution doit être surveillée avec attention. En effet, « comme tous les virus à ARN, le SARS-CoV‑2 possède une forte propension à muter », rappelle Hervé Raoul, directeur adjoint de l’ANRS | Maladies infectieuses émergentes (MIE). Les nombreux variants apparus successivement – Alpha, Bêta, Gamma, Delta et enfin Omicron – sont autant de preuves de la capacité du virus à s’adapter rapidement. « Les variants présentent une transmissibilité et une pathogénicité différentes de celle de la souche sauvage du virus. Il est donc essentiel de surveiller leur circulation pour anticiper les risques, et conseiller les autorités sanitaires sur les mesures à mettre en place. La caractérisation de ces variants est tout aussi importante pour évaluer l’efficacité des vaccins et des traitements. » Le meilleur outil actuellement disponible pour suivre la circulation du SARS-CoV‑2 et identifier de nouvelles mutations préoccupantes demeure le séquençage. En fonction des techniques utilisées, cette approche de biologie moléculaire permet en effet de détecter la présence du virus dans des échantillons, de déterminer à quel type de variant il appartient, voire de caractériser l’ensemble de son matériel génétique. Pour autant, « la France devait renforcer ses capacités en matière de séquençage par rapport à d’autres pays comme le Royaume-Uni, le Canada ou les États-Unis qui étaient bien plus équipés », affirme Hervé Raoul.

Vers un puissant réseau

C’est pour remédier à cette situation que le projet Emergen (ou Consortium pour la surveillance et la recherche sur les infections à pathogènes émergents via la génomique microbienne) a été lancé au début de l’année 2021, grâce à des fonds spéciaux des ministères chargés de la Santé et de la Recherche. Coordonné par Santé publique France et l’ANRS | MIE, Emergen s’est attaché à organiser et orchestrer les activités des différentes plateformes de séquençage présentes sur le territoire. « Outre les centres nationaux de référence de l’institut Pasteur de Paris, des Hospices civils de Lyon, du centre hospitalier universitaire Henri-Mondor de Créteil et de l’Institut hospitalo-universitaire de Marseille, une quarantaine de laboratoires hospitaliers du réseau de l’ANRS | MIE ont été mobilisés, ainsi que certains laboratoires privés de biologie médicale sur demande des agences régionales de santé », précise Hervé Raoul, membre du comité de pilotage d’Emergen. Ce dispositif a permis de renforcer immédiatement les activités de séquençage : selon Santé publique France, plus de 300 000 séquences du virus ont été produites par des laboratoires français en 2021, soit cent fois plus qu’en 2020. « Ce travail remarquable a été rendu possible grâce à l’engagement de la communauté scientifique et hospitalière, qui a dû supporter une charge de travail très lourde, notamment au cours des pics de contamination. »

Au-delà de cette activité de surveillance, Emergens’est aussi mobilisé pour la recherche. « Plusieurs programmes ont été financés dans l’urgence, notamment pour identifier et caractériser les nouveaux variants, tenter de prédire leur circulation à l’aide de modèles mathématiques, évaluer leurs sensibilités aux vaccins et aux traitements, étudier leur impact sur l’immunité dans des cohortes de patients ou encore pour déterminer la pertinence de la surveillance des eaux usées dans le suivi de l’épidémie », détaille Hervé Raoul.Les résultats ont été positifs : de nombreuxtravaux sur la surveillance épidémiologique etla caractérisation des variants ont ainsi fait l’objetde publications scientifiques. Par ailleurs,l’identification en janvier 2022 par l’institut Pasteurd’une nouvelle souche du virus dénommée XD, issue d’une recombinaison entre les variants Deltaet Omicron, confirme qu’Emergen est un dispositifpertinent pour repérer de nouvelles menaces liéesau SARS-CoV‑2 ou à d’autres agents pathogènes émergents. « Au vu du rythme auquel se succèdent les pandémies, il est important de pérenniser cette structure, estime l’infectiologue. Nous avons en effet besoin des outils mis en place et de l’expérience des équipes, non seulement pour lutter contre le SARS-CoV‑2, mais aussi pour surveiller sur notre territoire des pathogènes émergents comme la grippe aviaire, le Chikungunya ou encore le virus Zika. »

Diffuser l’expérience

Fidèle à ces engagements en matière de collaboration internationale, l’ANRS | MIE fait également partie intégrante du programme Afroscreen, financé pour deux ans par l’Agence française de développement. Lancé en juillet 2021 et coordonné par l’ANRS | MIE en partenariat avec l’institut Pasteur et l’Institut de recherche pour le développement, Afroscreen, à l’image d’Emergen, vise tout d’abord à lutter contre la Covid-19 en renforçant, sur le continent africain, les capacités de séquençage et de bioinformatique de laboratoires partenaires de ces trois institutions. Vingt-deux laboratoires et centres de référence sont concernés dans treize pays : le Bénin, le Burkina Faso, le Cameroun, la Côte d’Ivoire, le Ghana, la Guinée, Madagascar, le Mali, le Niger, la République centrafricaine, la république démocratique du Congo, le Sénégal et le Togo. « L’ensemble de ces laboratoires est désormais équipé pour réaliser les tests RT-PCR dits “de criblage” qui permettent d’identifier les variants déjà connus. Plus de la moitié d’entre eux disposent aussi du matériel et du personnel qualifié pour effectuer des séquençages complets du génome du SARS-CoV‑2 afin de détecter d’éventuelles mutations préoccupantes. Les quelques laboratoires restants devraient être opérationnels au second semestre 2022 », indique Éric D’Ortenzio, chargé du département Stratégies et partenariats au sein de l’ANRS | MIE et responsable scientifique de ce programme, qui a d’ores et déjà prouvé son utilité. « Les équipements de criblage et la formation des techniciens financés par Afroscreen nous ont permis de mettre en évidence en temps réel la circulation du variant Omicron en Guinée et de prévenir l’Organisation mondiale de la santé dans l’heure », précise Alpha Kabinet Keita, virologue et directeur-adjoint du Centre de recherche et de formation en infectiologie de Guinée à Conakry. Trois autres laboratoires du réseau ont aussi détecté ce variant dès la fin de l’année 2021.

« Ce partenariat, qui permet à des pays à ressources limitées d’accéder à des technologies de pointe, est déjà une réussite pour lutter contre la Covid-19, se réjouit Alpha Kabinet Keita. Ce succès pourrait être dupliqué pour faire face à d’autres situations. » L’infrastructure mise en place par Afroscreen esten effet susceptible d’être adaptée pour surveillerd’autres maladies infectieuses émergentesqui touchent le continent africain comme Ebola,la maladie à virus Marburg ou encore la fièvrede Lassa. Mais, comme pour Emergen, le défi serade maintenir et de faire fonctionner les plateformesde séquençage. « Il faut pérenniser ce dispositif qui contribue à démocratiser le séquençage à l’échelle mondiale », insiste Éric D’Ortenzio.C’est d’ailleurs un des messages qu’a souhaitédiffuser l’Organisation mondiale de la santé,en annonçant en mars dernier un plan stratégiquesur dix ans pour renforcer et étendre la surveillancegénomique des pathogènes dans le monde.

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