«Ici, il faut courir de toute la vitesse de ses jambes pour simplement demeurer là où l’on est», dit la reine rouge à Alice, dans De l’Autre Côté du miroir, de Lewis Carroll. L’inquiétante souveraine a inspiré un concept au biologiste Leigh Van Valen pour illustrer la co-évolution des organismes vivants face aux modifications de leur environnement: une course aux armements sans fin entre proies et prédateurs, où les traînards sont menacés d’extinction.

Il en va de même pour les virus, d’autant qu’ils ne peuvent pas se répliquer seuls. Ils utilisent la machinerie des cellules qu’ils infectent. Pour y parvenir, ils doivent d’abord déjouer les réponses du système immunitaire de leur hôte, ainsi que, chez l’homme, les vaccins, antiviraux et autres parades élaborées en laboratoire. «Ceux qui ne développent pas de stratégie subversive disparaissent», relève Thierry Calandra, chef du Service des maladies infectieuses au CHUV, à Lausanne. Les mutations des agents pathogènes, comme celles rapportées ces derniers jours en Italie et en France, et auparavant en Norvège, chez le A(H1N1), sont un des mécanismes qui leur permettent de rester dans la course.

Pour se maintenir, les virus doivent avant tout se propager d’une personne à l’autre. Ils se transmettent pratiquement tous par les muqueuses – respiratoires, sexuelles ou digestives. Seuls quelques rares virus, comme ceux qui causent les verrues, passent par la peau.

Pour qu’un de ces agents pathogènes provoque une épidémie, il faut que son taux de reproduction de base soit supérieur à 1. C’est-à-dire que chaque personne infectée transmette le virus à plus d’une personne en moyenne. «Dans le cas de la rougeole, ce taux est très élevé, observe Laurent Kaiser, responsable du Laboratoire de virologie des HUG, à Genève. Probablement entre 6 et 10. Pour la grippe A(H1N1), on l’évalue entre 1 et 2. Mon impression est qu’il est plus élevé, mais cela suffit en tout cas largement pour se maintenir.»

Le taux de reproduction de base dépend de plusieurs facteurs. Le virus de la grippe, par exemple, se transmet beaucoup plus facilement que le VIH, responsable du sida. Mais ce dernier a d’autres atouts. «Si le VIH a provoqué une pandémie monstrueuse, c’est parce qu’il y a une période d’infection asymptomatique très longue qui lui offre beaucoup de possibilités de transmission», explique le virologue.

Un virus comme celui de la grippe aviaire H5N1, en revanche, ne touche l’homme que si celui-ci y a été très fortement exposé et ne se propage que «très peu ou pas» de personne à personne. En tuant relativement rapidement 60% des gens infectés, il se laisse en outre peu de possibilités de transmission. «C’est la raison pour laquelle un virus comme Ebola [entre 50 et 90% de mortalité ] ne provoquera jamais d’épidémie», note Laurent Kaiser.

La sélection naturelle favorise donc parfois la propagation d’éléments moins virulents. Randolph Nesse, spécialiste de la médecine évolutive à l’Université de Michigan, cite l’exemple du rhinovirus, un des agents les plus communs chez l’homme, qui cause le rhume: «S’il vous rend trop malade, vous restez à la maison et il se propagera moins bien. La sélection l’a donc rendu assez bénin pour que l’on puisse sortir, toucher son nez et serrer la main aux autres gens.»

La capacité de transmission d’un virus dépend aussi des conditions environnementales au moment et à l’endroit où il se répand: la météo, la structure sociale de la population qu’il infecte ou encore des facteurs culturels, comme la tradition de toilette mortuaire dans le cas d’Ebola. Mais l’agent pathogène doit aussi faire face à la contre-attaque mise en place par son hôte. La longue course-poursuite a fait apparaître un système de défenses immunitaires particulièrement sophistiqué ( lire ci-dessous ). La fermeture des cinémas, le port de masques et les progrès de la médecine sont autant d’obstacles supplémentaires sur le parcours des virus de l’homme.

Ce qui permet à certains d’entre eux de déjouer ces pièges, ce sont les «erreurs de copies» qui surviennent inévitablement lors de la réplication du code génétique – ADN ou ARN dans le cas des virus. Il arrive aussi que deux agents pathogènes qui infectent simultanément une même cellule mélangent leurs gènes et engendrent un nouveau rejeton.

Ces modifications aléatoires donnent en général des virus non «viables». Il est en effet difficile de réaliser une structure fonctionnelle sur la base d’un mode d’emploi qui comporte des erreurs. Mais parfois, elles produisent de nouvelles combinaisons capables de survivre, voire d’infecter d’autres hôtes, d’échapper aux antiviraux, au vaccin ou aux défenses du corps.

«Le virus a la capacité de muter en cours d’infection, souligne Thierry Calandra. Pour ne pas être reconnu par le système immunitaire, il peut modifier ses décorations.» Un peu comme un criminel en fuite qui change de chapeau, de couleur de cheveux ou de manteau. Les versions mutées du virus peuvent aussi être plus – ou moins – transmissibles ou virulentes. Entre la première vague, relativement peu agressive de la grippe H1N1 du printemps 1918, et la deuxième, autrement plus ravageuse, l’automne de la même année, le taux de reproduction de base de l’agent pathogène est passé de 1,45 à 3,75, selon les estimations du Laboratoire national de Los Alamos, aux Etats-Unis.

«Pour ne pas être détectés, certains micro-organismes sont allés se cacher à l’intérieur des cellules. La nature a donc mis en place des mécanismes de détection intracellulaires. Des agents pathogènes sont ensuite parvenus à résister aux défenses et ainsi de suite. Cette fuite en avant a contribué à l’évolution de notre système immunitaire», raconte Thierry Calandra.

«On atteint ainsi des niveaux de complexité incroyables», souligne Randolph Nesse (lire LT du 06.11.2009). Des virus ont appris à imiter les molécules d’alerte qu’émettent les cellules sentinelles du système immunitaire pour envoyer des leurres, brouiller le message, voire lancer des contre-ordres. Le VIH, lui, est parvenu à se cacher dans les rangs mêmes de la défense ennemie: au cœur des globules blancs.

Dans ce parcours d’obstacles, les germes de la grippe sont d’excellents coureurs. Malgré un nombre de gènes limité – 8 pour le A(H1N1), ils supportent beaucoup de mutations. «C’est la raison pour laquelle on n’arrive pas à trouver un vaccin qui soit valable une bonne fois pour toutes, explique Laurent Kaiser. Théoriquement, le virus rougeole a les mêmes possibilités. Mais il a trop de contraintes de fonctionnement pour pouvoir supporter les mutations.»

Outre la facilité de transmission de la grippe, le A(H1N1) profite de l’accueil «à bras ouverts» d’une population où peu de personnes ont déjà développé une réponse immunitaire à ce type de virus. La virulence de l’agent pathogène reste pour l’instant modérée. Pour le spécialiste, les mutations comme celles rapportées en Norvège récemment ne sont pas une raison de s’alarmer. Il y en a constamment, rappelle-t-il.

Selon lui, celles-ci ont impressionné parce qu’elles ont pénétré profondément les poumons de deux personnes qui sont mortes et d’une troisième, gravement atteinte. Il souligne qu’après plusieurs jours d’infection et de réplication de l’agent pathogène, il est normal que des mutations apparaissent et que le virus qui se trouve au bout du nez soit différent de celui du fond des poumons: il s’est simplement adapté à un environnement différent, ne serait-ce qu’au niveau de la température qui change de plusieurs degrés. Le virologue ajoute que pour l’heure, le vaccin semble bien résister à ces modifications.

Thierry Calandra rappelle que les mutations ne rendent pas forcément les virus plus agressifs. «Ils peuvent aussi s’adapter à l’homme, devenir moins virulents. C’est plus agréable de vivre en paix avec son hôte.» Malheureusement, tout cela n’est pas planifié. «Si un virus se répand vite, peu importe que l’hôte vive ou meure, fait valoir Randolph Nesse, il va devenir plus commun. Il arrive que des pathogènes tuent toute une population.» Et après? «Et après tant pis pour lui, la sélection naturelle ne prévoit rien à l’avance.»

Est-il envisageable qu’un jour l’être humain soit rayé de la surface de la Terre par un agent pathogène particulièrement habile? «C’est un risque», répond Thierry Calandra, qui rappelle que des épidémies provoquées par le bacille de la peste ont emporté entre 30 et 40% de la population mondiale. Mais cela lui semble peu vraisemblable. «Nous avons une capacité de réaction bien supérieure à celle de l’époque», commente-t-il. «Et puis, quel que soit le pathogène, certains d’entre nous survivraient probablement, ajoute Randolph Nesse. Dans le cas du VIH, certaines personnes ont une mutation qui les protège: ils peuvent attraper le virus mais n’en meurent jamais.» Le hasard joue aussi en notre faveur.