Des algorithmes pourraient prévoir l’apparition de nouveaux variants du SARS-CoV-2

Des chercheurs ont utilisé des règles grammaticales et sémantiques aux séquences génétiques du virus pour définir les mutations qui sont viables et ont un potentiel d’évasion des anticorps. La recherche est extrêmement utile pour anticiper l’émergence de nouveaux variants du SARS-CoV-2 et donner un coup de pouce au développement des vaccins.

Les vaccins Covid-19 doivent être adaptés pour pouvoir répondre aux nouveaux variants du SARS-CoV-2

Selon des chercheurs du « Massachusetts Institute of Technology », la disposition des acides aminés qui forment les protéines virales peut être comparée aux séquences de mots qui donnent un sens à des langues comme l’anglais. Les scientifiques utilisent des algorithmes d’apprentissage automatique mis au point pour le langage naturel afin d’évaluer les mutations susceptibles d’échapper aux défenses immunitaires de l’organisme.

Les chercheurs du MIT ont entraîné ces algorithmes à une tâche qu’ils appellent la « recherche de changements sémantiques contraints » et qui leur permet d’étudier les mutations virales, y compris celles qui se transforment en variantes de coronavirus hautement infectieuses, comme celles qui sont apparues au Royaume-Uni et en Afrique du Sud. Ces découvertes sont particulièrement urgentes pour des régions comme l’Afrique où la propagation du nouveau coronavirus parmi la population non vaccinée augmente les possibilités de mutations.

« Une bonne analogie peut être très utile », expliquent les scientifiques. « Un virus peut muter pour conserver les fonctions nécessaires à sa survie, ou préserver sa grammaire, tout en parvenant à paraître différent aux yeux du système immunitaire et à subir un changement sémantique important. » Ils comparent le processus d’évolution virale à la structure d’une phrase qui s’appuie sur les règles grammaticales et la séquence pour transmettre le sens.

Les scientifiques ont entraîné les algorithmes à évaluer les mutations de trois protéines : une qu’on trouve à la surface du virus de la grippe, une autre à la surface du VIH et une troisième sur la pointe du coronavirus. Pour ces trois virus, ils ont identifié les mutations qui présentaient le plus fort potentiel d’échappement sur la base des variations de leurs séquences. Parmi les 891 séquences distinctes de la protéine de pointe du coronavirus étudiées par les chercheurs, l’une d’entre elles provenait d’une souche ayant réinfecté une personne qui s’était rétablie l’année dernière de la Covid-19. Seules trois autres séquences de l’ensemble présentaient à la fois un changement sémantique plus élevé.

Outre la possibilité de quantifier le potentiel d’échappement des mutations, la recherche pourrait ouvrir la voie à des vaccins qui élargissent les défenses de l’organisme contre les variantes ou qui protègent les receveurs contre plus d’un virus, comme la grippe et le nouveau coronavirus, en une seule injection.

Référence :

Science (2021) : « Learning the language of viral evolution and escape », Bryan Bryson, chercheur à l’Institut Ragon de Boston, et coll.