Rencontre avec un chasseur de virus

Nous avons rencontré Marco Vignuzzi, qui dirige le Vignuzzi Lab - Laboratoire des Populations Virales et Pathogénèse - du département de virologie du mythique Institut Pasteur à Paris, et qui vient de recevoir le prix Sanofi-Institut Pasteur 2015 pour ses recherches sur les virus ARN.

Alors il n'est pas milliardaire, il n'a pas de Batmobile, et même ce salaud n'a paraît-il jamais sauvé une vielle dame des griffes de gredins de Gotham city, par contre ses découvertes permettront potentiellement de sauver des vies bien réelles.
C'est grâce à des initiatives comme celles des Prix Sanofi - Institut-Pasteur qu'on peut aussi mettre à l'honneur ceux qui travaillent dans l'ombre comme Marco et son équipe.

Pour camper le personnage, Marco Vignuzzi à quitté l'Italie à 5 ans pour s'installer avec ses parents au Canada, il repasse ensuite par l'Italie, la Californie pour finalement poser ses valises en France.

Une rencontre cordiale avec un mec à la fois passionné/passionnant, accessible et très ouvert, bien loin des clichés que l'on pourrait avoir sur les scientifiques !

Qu'est-ce qu'un virus ?

C'est un micro-organisme infectieux, la forme la plus simple et la plus petite du vivant (bien que cela puisse dépendre de la définition que l'on a du vivant). Infectieux ça veut dire : "qui peut entrer dans un hôte et l'utiliser afin de se reproduire".
Il est composé d'informations génétiques et d'une carapace "protéique" (faite de protéines).

Un virus n'est pas autonome et a besoin d'un " milieu " bien spécifique pour vivre (votre corps par exemple), il a la capacité, la " clé " pour entrer dans vos cellules. Chacune de vos cellules possède une sorte d'usine pour répliquer et fabriquer du matériel génétique. Alors une fois à l'intérieur de vos cellules, le virus va détourner cette usine à son avantage, et s'en servir pour se répliquer, se reproduire et... prospérer bien pépère.

Vous travaillez sur un type spécifique de virus.. les virus à ARN. Pouvez vous nous expliquer ce qu'est l'ARN, et pourquoi ce sont vos virus préférés ?

Ils se reproduisent vite ! Mutent beaucoup ! Ils sont donc un sujet d'étude exceptionnel lorsque l'on veut étudier, cartographier et à terme anticiper les mutations des virus.

De plus les virus ARN sont responsables de plus de la moitié des maladies émergentes. Exemples : Ebola, le chikungunya, la dengue. Et dans les virus récurrents il y a bien sûr la grippe, qui mute chaque année. Pour rappel la grippe espagnole en 1918 qui a quand même tué entre 20 et 100 millions de personnes selon les estimations (les estimations de l'Institut Pasteur sont autour de 20/30 millions).

Il faut savoir que l'ADN de nos cellules se reproduit grâce à la machinerie de la cellule (la fameuse usine dont nous vous parlions plus haut) qui fonctionne un peu à la manière d'une photocopieuse. Or dans le processus de reproduction de l' ADN de nos cellules (et non pas de l'ARN) il y a aussi un système qui contrôle que la copie est bien conforme, et quand elle ne l'est pas ce système corrige l'erreur. Voilà pourquoi nos cellules mutent aussi peu, elles se reproduisent de façon quasi parfaite.

Les virus ARN en revanche n'utilisent pas ce système de contrôle/correction, du coup il se reproduisent beaucoup plus vite, mais moins méticuleusement. En contrepartie de cette reproduction ultra rapide et à l'arrache, il y a beaucoup d'erreurs lors de la photocopie. Ces erreurs sont des mutations. Heureusement pour le virus une partie des photocopies sont valides, et ça suffit à le garder actif.

La plus part des mutations sont néfastes au virus et disparaissent, par contre certaines sont "bonnes" pour lui. Et comme toujours, ce processus Darwiniste va éliminer les mutants les moins adaptés, et au contraire favoriser les plus adaptés qui petit à petit vont devenir la population majoritaire.

Qu'est ce que vous étudiez dans toutes ces mutations de virus, qu'est ce que vous cherchez ?

Notre première mission a été de comprendre plus en détails pourquoi les virus ARN font des erreurs, pourquoi ils mutent et comment. Ça, c'est fait !

Aujourd'hui, on est en train de réaliser une cartographie précise des mutations. C'est en cours, on y est presque ! Le Vignuzzi Lab est en train d'opérer la cartographie la plus précise jamais réalisée des virus sur lesquels nous travaillons.

Si on compare un virus ARN a une armée, jusqu'à ce jour, on connaissait grosso-modo le nombres de soldats. Ce que l'on fait, c'est une méthode qui permet de savoir précisément la vie et les capacités de chacun de ces soldats pour pouvoir lutter contre de manière plus efficace !

Bien sur, cela représente un nombre faramineux de données à traiter. On a commencé par développer un logiciel qui nous permet de le faire de manière automatisée, et nous faisons aussi appel à des mathématiciens qui nous aident dans les analyses.

Ces données, ces analyses, vont servir à beaucoup de choses très utiles :

- Mieux comprendre les virus pour en faire des vaccins

- Prévoir les évolutions et les mutations des virus dans la nature, pour pouvoir se préparer à lutter contre.

Comment vos recherches sont elles financées et par qui ?

Les recherches de l'unité sont financées à l'identique de toutes les recherches au sein de l'Institut Pasteur :

- L'État subventionne à hauteur de 19,7%.

- 50,9 % des fonds proviennent des activités propres de l'Institut Pasteur.

- 29,4 % du budget est financé grâce aux dons et aux legs.

Vous travaillez aussi avec des moustiques, dont vous analysez les salives, glandes salivaires et intestins. Question bêtes.. Où trouvez vous vos moustiques, comment vous les capturez, et de combien de moustiques vous avez eu besoin à ce jour ?

On va les chercher dehors avec des aspirateurs à moustiques !

Ensuite on les élève en colonies dans les laboratoires mais la plus part des espèces ne survivent pas à la captivité. Quand on peut, on stocke des œufs et on les met dans l'eau au moment ou l'on a besoin de moustiques.

Ensuite pour les contaminer et étudier le virus sur eux et leur mode de transmission, on les affame un peu et on les nourrit de sang infecté, chauffé à 37 ° C, là température du corps humain, et placé sous une peau de poulet (oui les moustiques préfèrent à température et sous une peau à percer).

Enfin on les pose sur la glace, ça les endors un peu et on les étudie (ailes, pattes, glandes salivaires, salive, intestins) tout à la main et sous un microscope.

Ce sont des opérations très méticuleuses, seuls 10% des moustiques donnent un résultat, donc quand on lance un test il nous en faut plusieurs centaines à étudier.

Inutile de vous dire que c'est un travail de précision, essayez de récupérer de la salive de moustique pour voir !

On ne peut pas faire plus de quelques heures sans se relayer (salle surchauffées à cause des conditions dans lesquelles vivent les moustiques, en sous pression pour qu'aucun virus ne sorte, avec les masques, les gants, au bout de quelques heures c'est physiquement assez pénible comme conditions).

Évidemment, on est très prudent. Quand on opère sur les moustiques on fait l'appel, on les recompte à chaque étape et s'il en manque un, personne ne sort tant qu'il n'a pas été retrouvé.

Quand vous recrutez un nouveau chercheur, vous lui demandez s'il aime travailler en musique... pourquoi ?

C'est vrai qu' on travaille dans un état d'esprit assez décontracté et en musique, mais quand je pose cette question, je ne m'attend pas à une bonne ou une mauvaise réponse, c'est surtout de moi que je parle.

Ça permet tout de suite à la personne que j'ai en entretien de savoir à qui elle a à faire. Je ne pose pas la question pour moi mais pour elle en réalité.

En ce moment on écoute pas mal de Britney Spears, si vous répétez ça attendez vous à des représailles ! (ndlr : même pas peur).

Force est de constater que les gens de science ont souvent une fibre artistique assez développée : " un scientifique c'est un artiste qui ne sait pas très bien dessiner ". Beaucoup d'entre nous jouent d'un instrument ou se mettent en couple avec des artistes.

En parlant de vos étudiants, il y en a paraît il un qui s'est chargé d'effectuer un an de suite les réplications de virus ?

Oui Antonio Borderia s'y est attelé, et je l'en remercie, c'est un travail extrêmement fastidieux mais nécessaire.

Aujourd'hui nous en voyons les bénéfices, c'est certes fastidieux mais le résultat de tout ça est gratifiant pour tout le monde.

N'oubliez pas que Cristina Escarmis à fait la même chose pour son mari Esteban Domingo pendant 30 ans... Ça c'est de la fidélité !

C'est en regardant un film au lycée que vous avez eu la vocation, perso on adore la série Hélix sur SciFy, un film à nous recommander ?

Alors comment dire, en général on est vraiment dans la science fiction, les zombies n'existent pas je vous assure, je n'en ai jamais croisé dans les caves de l'Institut Pasteur.

Par contre si vous voulez un vrai film de cinéma, dramatique, et vraiment proche de la réalité, je vous recommande " Contagion ", parole d'expert on est dans le vrai (modulo la chronologie... en même temps un film ne dure que 2 heures... ).

Et pour finir, quel est votre but dans la vie, qu'est ce que vous aimeriez achever avant la fin de votre carrière, et qu'aimeriez vous laisser à l'humanité ?

Au départ, je me disait qu'apporter ma pierre ce serait de mettre au point un vaccin utile, que tout le monde utiliserait. Quelque part ce serait comme un lien entre moi et le reste de l'humanité, une sorte de communion passive, qui me lierait aux autres sans pour autant me placer sous les feux des projecteurs, qui est pour moi quelque chose que je n'apprécie que jusqu'à un certain point.

Et puis plus j'avance, plus je me dis que laisser un héritage c'est avant tout laisser une filiation spirituelle. Si l'animal que nous sommes est fait pour transmettre ses gènes, et c'est un sujet que je connais un peu, l'humain lui transmet avant tout son esprit, son être. J'aimerais que mes étudiants essaiment, créent leur propre labo à leur tours et relayent, transmettent. Que la façon que j'ai eu de faire et d'être avec eux se propage à d'autres.

NOTES COMPLÉMENTAIRES

Virus : un virus est composé d'information génétique (des nucléotides - molécules organique qui constitue une brique élémentaire d'une chaîne d'ADN ou d'ARN) et d'un carapace protéique (faite de protéines).

Les plus petits d'entre eux : ce sont les virus dit " ARN ", qui ont une taille autour de 50 nanomètres et dont l'information génétique est constituée de 7.000 à 33.000 nucléotides - un nucléotide est une molécule organique qui constitue une brique élémentaire d'une chaîne d'ADN ou d'ARN (en comparaison l'ADN humain est composé 3,2 milliards de paires de nucléotides. Oui de paires car contrairement à l'ARN des virus qui ne forment qu'une seule branche en forme d'hélice, l'ADN lui est composé d'une double branche ayant la forme d'une double hélice. Pour info il existe 4 nucléotides distincts dans notre ADN, comme une sorte d'alphabet de 4 lettres. Quand on parle de 3,2 milliards de paires, ça veut juste dire que, la longue chaîne de nucléotides qui composent notre ADN n'est composée que de ces 4 types de nucléotides).

Plus petit encore et plus simple : Il existe des agents infectieux plus simples, mais qui ne font pas partie du vivant. Par exemple les prions, qui sont responsables de l'infection de la " vache folle ", ne sont que de simples protéines, non vivantes, mais qui ont la capacité de " transformer " d'autres protéines... et quand ils transforment certaines protéines présentes dans votre cerveau en autre chose inutile pour son fonctionnement, vous comprenez que ça peut faire du dégât.

Plus grand et plus complexe : les bactéries par exemple, qui elles sont autonomes et n'ont pas besoin de vos cellules pour se reproduire. Elles sont d'ailleurs 100 à 1000 fois plus grandes que les virus.

Bon bon, je ne veut pas vous faire peur mais on a récemment découvert des virus géants, bien plus gros que les plus gros jamais observés avant, notamment dans le pergélisol (que vous connaissez peut être sous le nom anglais de " permafrost ", sol gelé presque en permanence que l'on trouve sous des latitudes froides comme le nord de l'Alaska), responsables de l'infection de certaines amibes (petits organismes unicellulaires capables de ramper pour phagocyter des proies microscopiques. Elle peuvent être à l'origine d'infections chez l'homme).

Mutations, un peu c'est bien, trop c'est trop : alors attention, notez quand même que tout ça tient à un équilibre subtil. Un virus qui mute " trop " est finalement incapable de se reproduire correctement. Souvenez vous, nous avons dit que les mutations étaient des erreurs de photocopie... bon ben si le virus ne peut pas se photocopier correctement, ne fais que des mutants (qui la plus part du temps sont inadaptés et disparaissent eux aussi) et que des erreurs de photocopie, il y a de forte chances qu'il disparaisse (à moins de créer très vite un mutant bien adapté qui lui prendra la relève) car il n'est finalement juste pas capable de se reproduire.

À contrario si le virus ne mute pas assez, il est incapable de s'adapter comme il le faudrait. En effet certaines de ces mutations (rarement mais ça arrive) sont bien adaptées à sa survie et à sa transmission (par exemple une mutation qui ferait que les anti-corps de notre organisme - dont le rôle est justement de traquer les virus pour les éliminer - ne le détectent plus et donc ne le prennent plus en chasse assureraient - temporairement en tout cas - sa survie).

Séquençage : à la base, on ne peut pas (pas encore) les étudier au microscope et lister les nucléotides un par un à la main. Donc pour séquencer, lister les nucléotides d'un virus, on le fragmente, puis, on utilise le clonage pour en quelque sorte " amplifier " les quantités de petits fragments puis on en déduit de quoi était constitué le virus.
C'est bien, mais pas top, parce que ça amplifie et séquence le virus et toute ses versions mutantes à la fois. Donc on obtient ce qu'on appelle une séquence consensus, constituée d'un mélange des séquences dominantes. une sorte de photo encore très floue de la richesse et de la diversité des " versions " du virus.

Pour observer les mutants, l'équipe de Marco Vignuzzi à étudié les séquences des différents mutants individuellement, un travail de fourmi ! Les progrès en matière de méthodes et outils de séquençage permettent maintenant de faire ce qu'on appelle du deep-sequencing. Grosso-modo ça lit les nucléotides par paquets, un grand nombre de fois, jusqu'à ce qu'on soit à peu près sûr du comptage. Eh oui en séquençage classique, en une seule fois, on fait pas mal d'erreurs. À quoi ça sert ? Tout simplement à être plus sûr du résultat, à avoir une photo plus nette de ce à quoi peut ressembler le mutant.

. Ça permet de savoir quelles parties du virus sont actives (car en quelque sorte elles " définissent " le virus et donc ne tolèrent pas les mutations - sans elles le virus n'est... plus le virus)

. Ça permet aussi de savoir quelles parties tolèrent les mutations et donc sont potentiellement en lien avec les anti-corps.

Bref, ça donne une bonne connaissance du virus pour en faire un vaccin. C'est à dire une version du virus à la fois presque inoffensive (pour ne pas que ça vous rende trop malade), mais qui lui ressemble assez pour que votre organisme fabrique des anti-corps contre ce virus en particulier.

Anticipation : si on est capable de prévoir les mutations du virus sur disons 3 ou 4 générations, c'est mort pour lui. Ça permettra de se vacciner contre quelques versions ultérieures du virus, et donc à terme empêcher ses mutations de se propager, suffisamment longtemps pour qu'il disparaisse. Un peu comme brûler 3 ou 4 ponts derrière soi pour ne pas qu'il nous rattrape... et qu'il finisse par mourir de froid loin de son hôte.

Bon ok, là on exagère un peu, en effet, certains virus ont un réservoir animal. Ils peuvent contaminer les hommes mais aussi certains animaux, donc ça ne les ferait pas complètement disparaître vu que... on ne vaccine pas encore les animaux sauvages (domestiques oui). Disons que ça les rendrait beaucoup beaucoup plus inoffensifs en diminuant drastiquement le risque de contamination.

Il existe des exceptions cependant, la variole par exemple n'était hébergée que par l'homme. Le vaccin a fait disparaître le virus... mais pour combien de temps ? Des virus proches de virus disparus peuvent en fait muter pour les recréer... bon ... disons qu'on gagne du temps et c'est bien là l'essentiel.