L'évolutionniste virologue Daniel Blanco-Melo recherche d'anciens pathogènes.

La variole, la rougeole, les oreillons. Ce sont parmi les maladies contagieuses que les colons européens ont probablement apportées aux Amériques au tournant du XVIe siècle, entraînant l'effondrement des populations autochtones. Mais les virus exacts qui ont causé des millions de décès restent inconnus.

Daniel Blanco-Melo cherche à résoudre cette énigme historique. Virologue évolutionniste au Fred Hutchinson Cancer Center de Seattle, il utilise des outils de pointe pour étudier les anciens virus et éclairer comment ils ont façonné l'évolution et l'histoire humaines. Dans un travail récent, Blanco-Melo et ses collègues ont reconstruit deux virus circulant au Mexique à l'époque de la colonisation européenne.

"Nos recherches sur les anciens virus suscitent vraiment la curiosité des gens et la façon dont nous pouvons étudier l'histoire", déclare Blanco-Melo. Mais ce travail a également une signification personnelle pour Blanco-Melo en tant que personne née et élevée au Mexique. Grâce à des recherches génétiques, il est en mesure d'étudier "quelque chose qui est très cher à mon cœur", dit-il, "comprendre vraiment, avec la biologie moléculaire, ces événements historiques".

L'obsession de Blanco-Melo pour les virus a commencé au lycée lorsqu'il a eu une rencontre fortuite avec le livre de Matt Ridley, Genome. Blanco-Melo l'avait acheté pour offrir à son père pour la fête des pères, mais il a fini par le lire lui-même. Plus tard, avec les encouragements de son professeur de biologie, il s'est inscrit à un programme de premier cycle en génomique à l'Université nationale autonome du Mexique, ou UNAM, sur le campus de Cuernavaca.

Il a eu sa première expérience avec les anciens virus en tant qu'étudiant en doctorat à l'Université Rockefeller de New York. Ses recherches se sont concentrées sur des virus particuliers appelés rétrovirus endogènes, des vestiges de virus infectieux passés qui se sont intégrés dans le livre d'instructions génétiques d'un hôte.

Blanco-Melo a d'abord catalogué les restes génétiques laissés par un ancien rétrovirus appelé HERV-T qui s'est propagé parmi nos ancêtres primates il y a des dizaines de millions d'années. L'analyse ultérieure a révélé qu'un gène responsable de la production de l'enveloppe externe du virus est resté intact tout au long de l'histoire des primates ; même les humains modernes possèdent une version inactive de ce gène. Ce gène code la protéine d'enveloppe qui aide le virus à pénétrer et à infecter une cellule en interagissant avec une autre protéine à la surface de la cellule.

Pourquoi un tel gène viral serait-il si bien préservé, se demandait Blanco-Melo. Quel genre d'avantage évolutif cela aurait-il pu offrir ? Sur la base d'études de cellules en laboratoire, il émet l'hypothèse que les primates anciens ont dû s'approprier le gène viral et utiliser la protéine associée pour se débarrasser de la protéine à la surface de la cellule, bloquant ainsi l'entrée du virus dans les cellules.

Cet exemple met en évidence comment le matériel génétique propre d'un virus, au fil de l'évolution, peut être utilisé contre lui. "Ce projet a non seulement satisfait ma curiosité, mais nous avons été en mesure de le transformer en une histoire complète sur la manière dont un virus a évolué, émergé, mais aussi sur la manière dont ce virus a cessé d'exister", explique Blanco-Melo.

Peut-être que les chercheurs d'aujourd'hui peuvent exploiter des stratégies similaires pour lutter contre les rétrovirus actuels - "le grand objectif étant le VIH", dit Blanco-Melo.

Plus récemment, Blanco-Melo a collaboré avec María Ávila-Arcos, une généticienne évolutive à l'UNAM et une ancienne amie, pour étudier les épidémies virales qui ont largement décimé les populations autochtones des Amériques.

Blanco-Melo, Ávila-Arcos et une équipe de chercheurs ont extrait et isolé l'ADN viral à partir de restes squelettiques datant de quelque part entre les XVe et XVIIe siècles. Ces restes proviennent de fosses communes dans un hôpital colonial et une chapelle situés actuellement à Mexico. Les archives archéologiques et les rapports d'autopsie de l'hôpital suggèrent que les restes des fosses appartenaient à des autochtones et à des Africains réduits en esclavage qui étaient victimes d'épidémies survenues dans les années 1540 et 1570.

Sur la base de ces résultats, l'équipe a reconstruit les livres d'instructions génétiques de deux virus jusqu'alors inconnus qui circulaient à cette époque : le parvovirus B19 humain et un virus de l'hépatite B humain.

L'étude, publiée en 2021 dans la revue eLife, est peut-être la première à obtenir des séquences virales anciennes des Amériques, déclare Jesse Bloom, virologue au Fred Hutch qui n'a pas participé à ce travail.

"Savoir quels étaient les anciens virus qui infectaient les personnes il y a des centaines d'années présente un grand intérêt scientifique et historique dans le monde entier, mais particulièrement dans les Amériques", déclare Bloom.

L'équipe a découvert que les anciens virus étaient similaires aux souches africaines contemporaines. Ils "semblent être arrivés au Mexique peu de temps après l'arrivée des Européens", déclare Blanco-Melo, "mais ils ne venaient pas d'Europe. Ils venaient d'Afrique, essentiellement grâce au commerce transatlantique des esclaves."

Through the collaboration, Blanco-Melo has been careful to avoid helicopter research, where outsiders come to a place, get the data and take credit for the resulting work. “These samples should stay in Mexico, should be analyzed by Mexican researchers … and all those results are, of course, going to be communicated back into the communities. That’s our goal,” he says.

Though the two viruses the team identified aren’t likely to have caused massive epidemics, they could have exacerbated some of the symptoms of other diseases. Ongoing projects based on the same samples from Mexico are looking for other viruses and even peptides to get a fuller picture of the viruses from that time — and perhaps pin down big culprits. “There’s a lot more research that needs to be done in order to capture those other causative agents,” Blanco-Melo says.