La vaccination favorise-t-elle l’apparition de variants ?

Une semaine après l’annonce par le ministre de la Santé de l’ouverture de la troisième dose de vaccin aux plus de 18 ans (25 novembre 2021), le généticien moléculaire Christian Vélot, maître de conférences à l’université de Paris-Saclay, surtout connu pour son militantisme anti-OGM au sein du Comité de recherche et d’information indépendantes sur le génie génétique (Criigen), était invité dans l’émission « L’Heure des Pros » sur la chaîne CNews [1]. Profitant de cette tribune, il lança un appel à la « responsabilité collective de ne pas se faire vacciner », se vantant de ne pas l’être lui-même.

Cette déclaration va clairement à l’encontre du consensus médical et des recommandations de la Haute autorité de santé [2] et n’a pas été soumise à un questionnement contradictoire par le présentateur, ce qui semble pourtant devoir être le rôle principal d’un journaliste. Mais sur quelle argumentation repose ce positionnement ?

Selon Ch. Vélot, « le propre d’un virus c’est de varier, de muter ou de recombiner pour échapper au système immunitaire » et cette capacité à varier serait favorisée par la vaccination, car « plus il y a d’entraves lors de la multiplication du virus, des embûches, des anticorps, plus il va essayer de les esquiver et plus il va générer des variants ».

Par ailleurs, dans un entretien donné au site France Soir (29 juin 2021), il trace un parallèle entre le phénomène de résistance aux antibiotiques et la vaccination [3] : « Dans les hôpitaux, on utilise beaucoup d’antibiotiques, et on comprend pourquoi. On ne va pas leur reprocher. Sauf qu’il y a des bactéries résistantes aux antibiotiques […]. Du coup, ces bactéries ont le champ libre. Elles n’ont plus les autres bactéries qui leur font de l’ombre et elles prolifèrent dans les hôpitaux. Elles sont responsables des maladies nosocomiales. Qu’est-ce qu’on est en train de faire ici, en vaccinant massivement en période de pandémie ? On est en train de bloquer la souche d’origine qui ne fera plus d’ombre aux variants. Et les variants auront la voie libre. C’est-à-dire qu’on est en train de faire du vaccin, vis-à-vis du virus, vis-à-vis de SARS-CoV-2, ce qu’on fait avec les antibiotiques vis-à-vis des bactéries. »

Ainsi, son raisonnement repose sur deux arguments principaux. Tout d’abord, une vision dite « finaliste » ou « téléologique » des mécanismes évolutifs, attribue au SARS-CoV-2 l’intention de tromper nos défenses immunitaires (cause finale) qui expliquerait la formation des variants dits préoccupants. Ensuite, une pression sélective des vaccins augmenterait le risque de sélection de ces variants. Ce dernier argument met en avant une analogie avec la résistance bactérienne aux antibiotiques.

Étrange spéculation exposée au public de l’émission et qui, en outre, a bénéficié d’une large diffusion sur les réseaux sociaux… Au point d’être l’objet d’une question d’un de mes élèves de terminale.

Bien comprendre la théorie de l’évolution

Dans son ouvrage L’Origine des espèces, Charles Darwin a dû, pour faciliter la diffusion de sa théorie auprès du public, user de nombreuses métaphores comme celles de la « sélection naturelle » (par analogie avec la sélection artificielle des éleveurs [4]) ou de la « lutte pour l’existence ». Si l’avantage de telles formules est de condenser la complexité d’un phénomène en quelques mots afin d’imprégner les esprits, elles introduisent, malgré la volonté de l’auteur, une certaine confusion faisant obstacle à la bonne compréhension de la théorie. Cela peut donner l’impression d’une forme d’intelligence de la nature et d’un combat intentionnel des organismes vivants en quête de perfectionnement. Confusion renforcée par l’expression « théorie de l’évolution » employée à partir de la sixième édition de son œuvre en lieu et place de « la théorie de la descendance avec modification par le biais de la sélection naturelle » [5] qui peut ancrer dans les esprits l’image d’une transformation, d’une adaptation des organismes au cours de leur vie.

Cette vision intuitive se retrouve dans l’idée d’un virus qui « va essayer d’esquiver les embûches de la vaccination », explication séduisante pour notre esprit, qui donne à penser que l’évolution du virus vise un objectif final. Autrement dit, c’est l’intention de tromper nos défenses immunitaires qui expliquerait la formation des variants préoccupants (variants associés à un ou plusieurs des changements tels que l’augmentation de la transmissibilité, l’augmentation de la virulence ou la diminution de l’efficacité des mesures de santé publique – vaccins par exemple [6]).

Pourtant, un des apports les plus remarquables de l’œuvre de Darwin est justement le rejet du paradigme de son époque qui faisait appel à un but expliquant le phénomène étudié pour rendre compte de l’état du monde vivant. À la place, il met en avant des causes premières, dites efficientes, comme moteur du processus évolutif [7]. Il démontre que l’évolution ne suit aucun but, qu’on ne peut pas lui attribuer un sens et qu’elle est imprévisible. Ces causes sont à la fois simples à appréhender et contre-intuitives, elles interviennent en deux temps.

Il y a tout d’abord apparition, à chaque génération, de légères variations (dont on sait depuis le début du XX^e siècle qu’elles sont d’origine génétique) sur certains membres de la population. Ces variations apparaissent de manière spontanée (imprévisible) et aléatoire (au hasard sur l’organisme). Elles donnent naissance à des « variants » qui présentent alors des traits de caractères spécifiques (phénotype). Ces modifications ¹ sont ensuite transmises à la descendance.

Dans le même temps, la pression sélective de l’environnement s’exerce. En effet, du fait de la diversité des phénotypes dans la population, certains individus possèdent des variations avantageuses dans leur environnement (par exemple, pour l’accès aux ressources disponibles, pour échapper à des prédateurs, pour l’accès à un partenaire sexuel, etc.) : ils auront alors une plus grande aptitude à se maintenir en vie (survie du plus apte), leur conférant un meilleur succès reproductif. Au bout de quelques générations, les individus porteurs du phénotype avantageux deviendront numériquement majoritaires et pourront être à l’origine d’une nouvelle espèce. C’est cette pression sélective exercée par des contraintes environnementales que l’on nomme la sélection naturelle.

Le SARS-CoV-2 : un « habile stratège » ?

Appliquons ce processus aux variants du coronavirus. Comme tous les virus, le SARS-CoV-2 pénètre dans une cellule cible et utilise la machinerie cellulaire pour se multiplier. L’information génétique virale constituée d’ARN y est répliquée et permet la production de nouveaux virus (on parle de virions ou de particules virales). C’est au moment de la production de nouvelles molécules d’ARN que peuvent survenir, au hasard, les erreurs de copies ou mutations. Certaines de ces mutations peuvent avoir un impact (positif ou négatif) ou non sur la capacité des variants à pénétrer dans les cellules cibles, à se transmettre d’hôte en hôte, à échapper à l’action des anticorps ou encore à déclencher la maladie.

Le virus SARS-CoV-2 possède un système moléculaire de correction de ces erreurs plus efficace que celui du virus du sida ou de la grippe. Mais, bien que rares, certaines de ces mutations peuvent modifier la « notice de production » des protéines de l’enveloppe virale, telle que la protéine spike (protéine clé du virus qui permet sa fixation à la surface de nos cellules cibles pour ensuite pénétrer à l’intérieur).

Il n’y a donc aucune place pour une idée de « stratégie virale » visant à lutter contre nos défenses immunitaires. L’apparition de nouveaux variants est un simple produit statistique reposant sur le nombre de virions impliqués ainsi que leur rapidité de réplication.

Une étude [8] estime entre 100 000 et 100 millions le nombre de virions répliqués au pic de l’infection d’un individu. Tenant compte du taux de mutation de l’ARN viral (estimé à une erreur pour 10 000 nucléotides [9]), si l’on multiplie ce nombre de virions par celui des personnes infectées depuis le début de la pandémie, l’enchaînement d’événements aléatoires qui pourrait sembler improbable devient statistiquement possible. Il en découle que, sans faire appel à un déterminisme quelconque, l’émergence d’un variant optimisé avec une meilleure capacité à infecter nos cellules, à se multiplier ou à mieux résister à nos défenses immunitaires, est tout à fait plausible.

Ainsi, dans un contexte où l’accès aux cellules hôtes n’est pas infini, si un variant a une meilleure reproductibilité grâce à ses nouvelles caractéristiques, sa fréquence deviendra majoritaire parmi la population de SARS-CoV-2 pendant que la souche auparavant majoritaire, ayant une reproductibilité plus faible, verra son taux de réplication diminuer et disparaîtra progressivement [10].

C’est ainsi que se sont succédé les variants Alpha, Delta et Omicron qui focalisent tant notre attention, là où les variants moins aptes voient leur lignée disparaître sans que l’on s’en préoccupe outre mesure. Ceci contribue à la fausse impression que le virus mute forcément vers une optimisation de ses caractéristiques infectieuses. Cette vision finaliste souffre d’un angle mort où tous les variants disparus ne sont pas pris en compte.

La recombinaison virale

En plus de l’accumulation de mutations, la possibilité que se produisent des recombinaisons génétiques au cours des réplications virales constitue un deuxième moteur qui accroît la possibilité d’apparition de nouvelles formes du virus (de telles recombinaisons se retrouvent dans la séquence de la souche du SARS-CoV-2 à l’origine de la pandémie [11]). Pour cela, l’hôte doit être infecté simultanément par au moins deux variants différents. Lors du réassemblage de nouvelles particules virales dans nos cellules, le génome du SARS-CoV-2 peut être reconstitué à partir d’un mélange aléatoire d’ARN des différents variants présents. Là aussi, le phénotype viral est modifié sans intention et le pouvoir infectieux peut tout aussi bien être aggravé que réduit.

Toutefois, Ch. Vélot évoque une recombinaison différente : celle qui pourrait se produire non pas entre deux variants de SARS-CoV-2, mais entre un variant et la portion d’ARNm du vaccin. Si cet événement est théoriquement envisageable, sa réalisation est extrêmement improbable : il faudrait que le patient soit vacciné en même temps qu’il soit infecté (l’ARNm viral, très instable, est rapidement dégradé), que le virus infecte une cellule musculaire sur le lieu de l’injection vaccinale (en général des cellules musculaires et immunitaires, loin des zones habituelles d’infection par le virus SARSCoV-2 – voies respiratoires, digestives…), qu’il incorpore l’ARN vaccinal qui code pour la protéine spike par recombinaison… Tout cela pour quelle conséquence ? Un nouveau virus qui aura la protéine spike codée par l’ARN vaccinal intégré dans son génome ne devrait pas voir sa pathogénicité modifiée (même si cette protéine était fonctionnelle, elle ne serait pas optimisée).

Une pression sélective de la vaccination ?

L’apparition des nouveaux variants n’obéit donc à aucune stratégie. Elle est seulement le fruit du hasard des modifications génétiques. Mais un autre point doit être étudié : au sein de l’ensemble de ces variants apparus au hasard, la campagne vaccinale exercerait-elle une pression de sélection qui favoriserait l’émergence des variants susceptibles d’échapper à notre immunité ?

Pour répondre à cette question, il faut bien comprendre que lors de la contamination, notre système immunitaire réagit pour neutraliser le virus identifié comme un « ennemi de l’extérieur » et détruire les cellules infectées identifiées comme des « ennemies de l’intérieur ». C’est cet environnement hostile au cycle de vie du virus qu’il faut prendre en compte pour appréhender la part de la sélection naturelle dans le succès reproductif des nouveaux variants.

Pour simplifier, ce processus met en jeu essentiellement des lymphocytes et des anticorps de notre organisme qui ont la capacité de reconnaître les molécules de surface du virus, telle que la protéine spike, les classant comme des intrus à neutraliser et éliminer. Ces opérations sont possibles grâce à des interactions moléculaires spécifiques fonctionnant sur un modèle clé-serrure. Lors d’une première infection, notre organisme mettra plusieurs jours à produire ces lymphocytes et anticorps spécialisés dans la lutte contre le SARS-CoV-2. Dans la majorité des cas heureusement, notre système immunitaire finit par stopper l’infection tout en créant un stock de cellules immunitaires dites « mémoires » qui permettra une réponse plus rapide et efficace lors d’un éventuel deuxième contact avec le virus. Cette immunité naturelle, acquise parfois à un prix élevé (symptômes graves, hospitalisation, séquelles…), explique le faible risque d’être contaminé deux fois par le même agent pathogène dans un bref délai.

Pour qu’il y ait apparition d’un variant échappant à nos défenses immunitaires, il faut qu’il y ait une accumulation de modifications génétiques (chacune produite aléatoirement) qui modifie suffisamment les molécules de surface du virus pour qu’elles ne soient plus reconnues efficacement par nos lymphocytes et anticorps. Ce nouveau variant qui échapperait ainsi à notre immunité aurait alors un pouvoir infectieux supérieur, lui donnant un avantage sélectif sur les autres variants.

C’est à ce niveau qu’intervient la vaccination. Quelle que soit la technologie utilisée, elle a pour objectif de provoquer artificiellement un premier contact avec l’agent infectieux (ou seulement avec une partie de celui-ci, comme la protéine spike) afin de déclencher une première réaction immunitaire mettant en place cette mémoire immunitaire, tout en nous préservant des méfaits d’une contamination réelle. Le vaccin ne vient donc pas détruire directement le virus comme le font les antibiotiques avec les bactéries, mais prépare l’organisme à le combattre. Avec ou sans vaccin, le virus aura affaire à un type de pression sélective similaire, induite dans les deux cas par les lymphocytes et anticorps de notre système immunitaire (pour une analyse des différences entre les immunités induites par la vaccination et par l’infection, voir [12]). Mais avec le vaccin, la durée pendant laquelle le virus peut se répliquer dans notre organisme, et donc muter dans nos cellules, est bien plus courte. Ainsi avec le vaccin, la probabilité d’apparition d’un nouveau variant est réduite.

Pour illustrer l’importance du temps de réplication comme élément causal favorisant l’émergence des variants, signalons qu’il a été retrouvé des variants possédant des constellations de mutations, similaires à celles portées par Omicron, chez des individus au système immunitaire déficient (immunosupprimés). Ce qui laisserait supposer qu’un variant comme Omicron puisse être apparu dans de telles conditions favorables aux réplications virales [13]. Par ailleurs, les vaccins diminuent significativement la contagiosité des personnes infectées, contribuant ainsi à limiter la circulation du virus dans la population [14], même si cette action vaccinale est moins efficace avec Omicron.

Ainsi, non seulement les vaccins ne modifient pas l’environnement de vie du virus d’une manière qui favoriserait l’émergence de nouveaux variants, mais ils améliorent la capacité de chaque individu à lutter contre ce coronavirus, ce qui lui laisse moins de possibilité de se multiplier, de circuler, et donc freine l’apparition de mutations aboutissant à de nouveaux variants. Ce constat est cohérent avec ce qui a

été observé depuis le début de la pandémie : tous les variants dits préoccupants ont émergé dans des pays à un moment où la campagne de vaccination n’était pas encore lancée (variant Alpha apparu en septembre 2020 au Royaume-Uni et variant Delta apparu en octobre 2020 en Inde [15]) ou dans des pays avec un taux de vaccination faible (variant Omicron apparu en novembre 2021 en Afrique australe où le taux de vaccination de la population n’était que de 25 % [16]).

La résistance aux antibiotiques : une fausse analogie

L’antibiorésistance constitue un problème majeur de santé publique (voir par exemple [17]), notamment avec les maladies nosocomiales (contractées en milieu hospitalier). La communauté médicale appelle à une utilisation raisonnée de ces médicaments pour lutter contre l’apparition de souches résistantes de bactéries (souches entendues ici comme l’équivalent de « variant » pour les virus). On retrouve ici une idée qui fait écho à celle d’une vaccination qui favoriserait l’apparition de nouveaux variants.

La nécessité d’utiliser des antibiotiques répond à une situation où nos défenses immunitaires, naturelles ou stimulées par la vaccination, n’arrivent pas à éliminer l’agent pathogène de type bactérien. L’usage d’antibiotiques consiste alors en l’apport exogène de molécules toxiques pour les bactéries.

Si l’on reprend nos deux principales étapes du mécanisme évolutif décrit précédemment, la sélection des souches de bactéries résistantes s’explique cette fois-ci avec cohérence.

Sans entrer dans les détails, les bactéries sont soumises à de nombreux mécanismes à l’origine de modifications génétiques aléatoires qui, rapportés au nombre très important de cycles de divisions qui conduisent à la multiplication des bactéries, rend tout à fait possible l’apparition, au fil des générations, de variétés de bactéries capables de résister aux antibiotiques. On a là un mécanisme similaire à celui des virus.

Mais, à la différence des vaccins, les antibiotiques viennent directement modifier l’environnement de vie des bactéries, entraînant une pression sélective où les souches sensibles à ces antibiotiques sont directement éliminées. Ainsi, si dans la population de bactéries, il en existe certaines qui possèdent les modifications leur conférant une résistance, celles-ci auront alors un net avantage sélectif. En effet, insensibles à l’action antibiotique, elles se multiplieront jusqu’à devenir la souche majoritaire, provoquant ces résistances aux antibiothérapies si problématiques.

Ce qui est vrai pour les antibiotiques ne l’est pas pour le vaccin qui, comme on l’a expliqué plus haut, n’a aucune action directe sur les virus. La vaccination vise à activer préventivement notre système immunitaire. Ainsi la question ne se pose pas en termes de virus sensible ou insensible au vaccin : le vaccin ne donne aucun avantage aux variants, contrairement à ce que suggère Ch. Vélot. La question posée est celle de virus échappant à notre immunité.

Conclusion

Nous ne pouvons que constater la fragilité des fondations de l’édifice théorique du scénario alarmiste de Ch. Vélot. Considérer le virus comme un génie malin capable de modifier son génome dans le but de se soustraire à notre immunité est en désaccord avec la théorie de l’évolution. En effet, l’apparition de nouveaux variants repose sur un processus contingent dont l’opportunité augmente avec la circulation du virus dans la population.

L’analogie avec l’antibiorésistance bactérienne, visant à affirmer que le vaccin exerce une pression sélective directe favorisant l’émergence des variants préoccupants, n’a aucune cohérence avec le mécanisme d’action du vaccin. En diminuant la circulation du virus, le vaccin est une arme efficace pour diminuer le risque, bien réel lui, comme nous l’avons hélas éprouvé, d’apparition de variants préoccupants. Cette analogie trompeuse, associée à l’appel à ne pas se faire vacciner quand on n’est pas une « personne à risque », ne peut que renforcer l’hésitation vaccinale favorisant la circulation virale dans la population, avec toutes les conséquences dramatiques que l’on connaît.