COVID-19 un an après : mobilisation générale au CNRS

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Le CNRS a pesé dans la recherche pluridisciplinaire mondiale autour du COVID-19 et a permis d’éclairer les décisions publiques.

« Face aux questions suscitées par la crise, la richesse du CNRS est d’avoir des experts et expertes dans tous les domaines », assure Alain Schuhl, directeur général délégué à la science du CNRS. Dès les premiers jours, l’organisme a ainsi mobilisé toutes ses disciplines, ses ressources et instruments pour apporter des pistes sur les crises liées à une pandémie en constante évolution. En accompagnant et finançant des études inédites, en organisant les communautés, il s’est efforcé de former une première ligne de défense scientifique, en France comme dans les International Research Laboratories à l’étranger, et de guider les prises de décision.

Comprendre le virus

« En dépit des conditions, il y a eu une forte mobilisation des laboratoires dont les travaux ont déjà contribué significativement à la compréhension du virus et de la pathologie », témoigne Sylvie Guerder, directrice adjointe scientifique (DAS) de l’Institut des sciences biologiques du CNRS. Une des premières équipes engagée a été celle de Bruno Canard, directeur de recherche CNRS au laboratoire Architecture et fonction des macromolécules biologiques1 qui étudie la famille des coronavirus depuis 2003. Cela fait un an qu’elle cherche à comprendre comment le Sars-CoV-2 se réplique et se défend contre le système de l’immunité inné chez l’humain, afin de mieux l’en empêcher. Le virologue Étienne Decroly, directeur de recherche au CNRS dans le même laboratoire, fut l’un des premiers scientifiques en France à alerter sur la contagiosité du coronavirus et à publier l’identification du « site furine » chez le SARS-CoV-2, élément clé des transmissions interhumaines du virus qui joue un rôle essentiel dans l'exposition des  domaines antigéniques de la protéine Spike et qui est exploité par des vaccins.

Les chercheurs appellent aujourd’hui à une investigation ouverte et approfondie par l’ensemble de la communauté scientifique internationale sur les origines du virus, peut-être échappé par accident d’un laboratoire chinois – une théorie fermement rejetée par les autorités chinoises et les conclusions d’une enquête de l’OMS. Une « recherche légitime de la vérité », basée sur des données et un débat scientifiques, afin de proposer, s’il y a lieu, des contremesures adéquates pour éviter que le scénario ne se reproduise.

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Des projets de recherche ont bénéficié des capacités de calcul du supercalculateur Jean Zay, un des plus puissants centres de calcul intensif d’Europe, pour décrypter les interactions moléculaires entre virus et cellules humaines, ou mieux diagnostiquer des radios et scanners de poumons grâce à l’IA. © Cyril FRESILLON / IDRIS / CNRS Photothèque

D’autres équipes, par exemple à Lille ou en région parisienne, travaillent sur ce système immunitaire qui parfois s’emballe et provoque un syndrome respiratoire aiguë sévère chez les patients, ou une inflammation incontrôlée que des nanoparticules développées au CNRS pourraient traiter. Cette dérégulation du système immunitaire, en particulier au niveau des poumons, pourrait permettre d’identifier précocement les patients les plus à risque de développer une forme sévère.

Dépister et trouver un traitement

Même si aucun vaccin aujourd'hui disponible n’a été développé en France et si aucun traitement sur lesquels des équipes du CNRS se sont mobilisées n’a pour le moment atteint la phase 3 des essais cliniques, plusieurs pistes sont explorées, comme des leurres biologiques qui piègeraient le virus en l’empêchant de se fixer aux cellules (testés uniquement in vitro à ce jour). L’équipe de Bruno Canard a aussi mis en évidence le mécanisme d’action d’un médicament, l’Avigan, qui représente un nouveau mode d’action spécifique aux coronavirus. Elle a également étudié un nouveau médicament prometteur, le AT-527, actuellement en essai clinique de phase 2, élucidant par la même occasion un mécanisme original de synthèse encore inconnu chez les coronavirus. D’autres recherches sont menées sur la stabilité de l’ARN viral et la manière dont le virus échappe à la détection par le système immunitaire, recherches qui pourraient avoir des intérêts biotechnologiques en termes de vaccins et de traitements. Enfin, l’équipe a proposé une stratégie, complémentaire à la vaccination, pour limiter les formes graves en combinant des antiviraux et des immunomodulateurs.

  • 1. CNRS/Aix-Marseille Université.

Les vaccins français

Suite à l’arrêt par l’Institut Pasteur des recherches sur son vaccin contre la COVID-19 qui utilisait comme base le vaccin contre la rougeole, il y a à ce jour quatre vaccins en cours de développement en France. L’Institut Pasteur poursuit ses travaux sur un vaccin administrable par voie nasale avec la société de biotechnologie TheraVectys, pour lequel les études précliniques sont encourageantes, et sur un vaccin à ADN pour lequel les essais cliniques n’ont pas encore commencé. L’Institut Pasteur développerait aussi un vaccin à base de nanoparticules portant plusieurs parties du virus reconnues par le système immunitaire dans un modèle de souris. Le laboratoire français Sanofi travaille actuellement sur deux candidats vaccins contre le coronavirus SARS-CoV-2, le premier utilisant une technique similaire à celle des vaccins contre la grippe, le second produit grâce à la nouvelle technologie des vaccins à ARN messager. Ces deux candidats n’ont pas encore atteint la phase 3 des essais cliniques.

Afin de trouver de nouvelles molécules ayant une activité sur le virus SARS-CoV-2, des équipes s’intéressent au repositionnement de médicaments. Le but : trouver une molécule efficace contre le virus et sans effet indésirable pour le patient. Le réseau HT-Covid – incluant des laboratoires de divers instituts du CNRS et la plateforme ChemBioFrance du CNRS – s’est aussi structuré pour cribler virtuellement 1,5 milliard de molécules, c’est-à-dire les tester à l’aide de l’intelligence artificielle, avant de synthétiser et tester plus avant les plus prometteuses.

Autre piste de traitement : une équipe du Centre de recherche en neurosciences de Lyon2 étudie le déficit olfactif dû à la COVID-19 et les difficultés qu’il cause dans la vie sociale (isolement, symptômes dépressifs). Elle a montré qu’un entraînement olfactif quotidien augmente les chances de récupération des capacités olfactives et milite aujourd’hui pour une prise en charge de ces déficits. L'application KANOPEE permet aussi de lutter contre le stress et les troubles du sommeil.

Pour proposer un traitement au plus tôt, le dépistage est indispensable. Des scientifiques du CNRS et de ses partenaires testent ainsi une nouvelle méthode pour détecter le Covid-19 grâce aux molécules présentes dans l’air expiré de manière aussi simple et rapide qu’avec un éthylotest, ou pour utiliser des chiens entraînés à reconnaître l'odeur du coronavirus. L’étude épidémiologique « COVAL Nancy » a été la seule étude de la présence d’anticorps menée par tirage au sort dans la population générale en France : suite à la première vague épidémique, elle a notamment montré que 2,47 % de la population de la Métropole du Grand Nancy avait été contaminée, que les 20-34 ans étaient les plus touchés et que le confinement avait eu un effet très net sur le ralentissement de la propagation de la maladie. Des informations qui ont été transmises aux professionnels de santé via l’Agence régionale de santé. Pour diminuer les coûts des tests et gagner du temps, tout en assurant une certaine efficacité, des membres de la plateforme ModCov19mise en place dès mars 2020 pour coordonner les compétences françaises en modélisation – ont montré que les tests groupés seraient intéressants pour évaluer la présence du virus dans des communautés « fermées » comme des Ehpad ou des résidences universitaires.

Modéliser l’épidémie

La modélisation joue en effet un rôle clé dans la lutte contre la pandémie. « Si on pense souvent que la modélisation offre une visibilité sur l’avenir, elle le fait surtout par son analyse du passé, en identifiant comment et pourquoi des événements se sont produits. », explique Jean-Stéphane Dhersin, DAS de l’Institut national des sciences mathématiques et de leurs interactions du CNRS. La communauté capable d’apporter sa contribution en modélisation s’est organisée pour comprendre et suivre l’évolution de la pandémie. Les modèles de Samuel Alizon et son équipe du laboratoire Mivegec3 avaient ainsi prévu le nombre d’hospitalisations en soins intensifs au 1er février suite à l’effet « réveillon de Noël ». Ils furent les premiers à analyser les séquences génétiques virales nationales et ont créé des logiciels pour calculer les taux de reproduction et l’effet des mesures sanitaires. Ils développent aujourd’hui des modèles pour mieux comprendre l’émergence et la diffusion des variants, notamment britannique qui semble avoir un avantage de transmission de 30 % à 60 % par rapport aux autres souches. Les modèles conçus au CNRS ont ainsi des effets concrets : c’est par exemple le cas de Vincent Calvez, médaille de bronze du CNRS travaillant à l’Institut Camille Jordan4, qui a apporté, avec une équipe de chercheurs mahorais et l’ARS de Mayotte, les éclairages scientifiques sur l’évolution de l’épidémie qui ont amené les autorités à reconfiner l’archipel : le scientifique cherche à minimiser la somme des coûts humains, économiques et sociaux sous contrainte d’une capacité limitée des unités de soins intensifs. Autre exemple de modélisation : le suivi de la pandémie à l’échelle de villes ou de quartiers en analysant les eaux usées.

Les modélisateurs ont également conçu plusieurs outils d’aide à la décision. Par exemple, pour optimiser les emplois du temps dans des écoles ou universités, afin de minimiser les contacts entre étudiants en prenant en compte l’aménagement du lieu, pour évaluer divers scénarios de déconfinement, améliorer l’aération des pièces ou encore analyser  la gestion des forces vives d’hôpitaux pendant la crise.

  • 2. CNRS/Université Claude-Bernard/Inserm.
  • 3. Maladies infectieuses et vecteurs : écologie, génétique, évolution et contrôle (CNRS/IRD/Université de Montpellier).
  • 4. CNRS/Université Jean Monnet/Université Claude Bernard/École Centrale de Lyon/Insa Lyon.

Cracov : une cellule au CNRS pour coordonner les actions de solidarité

Dès le début de la crise COVID-19, le CNRS a lancé la cellule nationale Cracov6, pilotée par Alain Schuhl, pour mieux accompagner les élans de solidarité de ses laboratoires et préparer la continuité des activités de recherche à court et long terme. « Notre rôle a principalement été de faire circuler les informations et de mettre en relation les personnes qui pourraient bénéficier les uns des autres, que ce soit des personnels d’hôpitaux, de laboratoires ou d’entreprises à la recherche de matériels ou d’expertise. », raconte Yves Rémond, chargé de mission pour l’Institut des sciences et de l’ingénierie des systèmes (INSIS) du CNRS et membre de Cracov. De nombreuses initiatives ont ainsi pu être analysées par la cellule, notamment via les réseaux métiers de l’organisme qui rassemblent une communauté de professionnels autour d’un métier ou d’une technologie. En tout, les laboratoires du CNRS ont fait don de près de 1,5 million de gants, plus de 180 000 masques chirurgicaux et FFP2, plus de 6 000 blouses ou encore 50 000 charlottes à des centres hospitaliers sur l’ensemble du territoire. 20 000 visières 3D ont été imprimées et plus de 32 000 litres de gel hydroalcoolique ont été fabriqués par les laboratoires.

  • 6. En plus d’Yves Rémond, la cellule Cracov est composée de : Alain Schuhl, directeur général délégué à la science du CNRS ; Marie-Hélène Beauvais, directrice de cabinet du Président du CNRS ; Françoise Praz, chargée de mission de l'Institut des sciences biologiques du CNRS pour les relations biologie-santé-médecine ; Alexandre Legris, directeur adjoint scientifique de l'Institut de chimie du CNRS ; Martina Knoop, directrice de la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires (MITI) ; Sandrine Ayuso, responsable Filières industrielles stratégiques du CNRS.

Des scientifiques du CNRS se sont ainsi mis au service du système de santé. Le projet ExoTurn propose par exemple d’aider les soignants dans les manipulations lourdes pour soulager les malades, avec des exosquelettes. Et de petits robots humanoïdes conçus à l’Institut des systèmes intelligents et de robotique5 ont participé à des expérimentations pour faciliter la communication entre patients isolés et familles, mais aussi avec les équipes de soin. Car derrière l’épidémie, il ne faut pas oublier l’importance des comportements humains.

Étudier les impacts sociaux, politiques et économiques

Éducation des jeunes, mesures pour l’emploi, accès à la culture, inquiétudes éthiques autour des applications de traçage, relations aux espèces animales et à l’environnement, place de l’expertise scientifique dans la décision, protection des groupes vulnérables dans la société... La recherche en sciences humaines et sociales s’est massivement mobilisée durant la pandémie, pour en évaluer l’impact comme fait social total.

Plusieurs études se sont intéressées aux ajustements de nos modes de vie et de travail, et à la pluralité de facteurs qui influencent les comportements et opinions face à la crise : confiance dans les scientifiques et le gouvernement, ressenti de la dangerosité du virus et surtout conditions de vie. Dès mars 2020, de nombreuses enquêtes (VICO ou SOLPAN) ont recueilli des témoignages sur les expériences et les implications de la pandémie, en France ou à l’international, dans une perspective comparatiste. Elles ont éclairé des situations difficiles à investiguer (en Ehpad ou au sujet des migrants) et ont examiné les tensions sociales, par exemple concernant des épisodes de discrimination à l’égard des populations d'origine asiatique vivant en France. Des recherches ont mis en évidence l’impact des mesures de lutte contre le Covid-19, comme le confinement, sur la santé mentale. Des répercussions à moyen et long termes se font aussi sentir sur les inégalités de genre ou scolaires, ou les pratiques funéraires et la fin de vie. Et la défiance envers la mondialisation et le souhait de protéger l’environnement auraient augmenté.

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L’Institut des systèmes complexes de Paris Île-de-France a publié plusieurs cartes construites à partir de l’analyse automatisée de toutes les publications scientifiques consacrées au Covid-19. © David Chavalarias.

La gestion politique de la crise a aussi été scrutée et des facteurs organisationnels, plutôt qu’individuels ou techniques, ont été mis en avant par les chercheurs : mauvaises leçons tirées du passé, sentiment indu de préparation, défaut de coopération, approche trop descendante, etc. Ce type d’analyse s’inscrit dans un diagnostic de recherche établi de longue date au CNRS sur les crises sanitaires et environnementales. Par ailleurs, le CNRS a aussi lancé un appel à manifestation autour du droit et de la justice face aux circonstances exceptionnelles de la crise.

Sans oublier le bouleversement économique majeur à l’échelle mondiale que la crise sanitaire provoque : l’extrême pauvreté est en augmentation au niveau mondial pour la première fois depuis trente ans, les chaînes de production mondialisées doivent être repensées, des questions de souveraineté se posent. Grâce aux unités de recherche et aux recherches menées à l’international, la recherche en SHS a pu appréhender la dimension globale de la crise et mettre en perspective les situations. « Les conséquences sociales de la pandémie se découvriront à long terme et il est vraisemblable que l’évolution de la société française, et européenne, en sera transformée. », conclut Marie Gaille, DAS de l’Institut des sciences humaines et sociales du CNRS et co-responsable du dispositif national de coordination HS3P-CriSE.

Penser le futur

Transformée aussi, l’image de la recherche et des scientifiques dans la société. Parmi les maladresses de communication de la puissance publique, des experts et des médias : l’utilisation abusive des « produits instantanés » de la recherche – faits et contrefaits – et d’avis et interprétations non vérifiés, alors que la science se construit dans la durée. Cela a favorisé la confusion, les théories du complot et la diffusion de fake news. Un atelier a proposé des pistes, comme améliorer « la coordination et la fluidité de la circulation des informations au sein des organes de décision de l’État » et former les journalistes en histoire et philosophie des sciences et à la recherche en santé. Le philosophe Edgar Morin espère ainsi que la crise nous aura appris à mieux comprendre la science et à vivre avec la controverse dont elle se nourrit et les incertitudes, élément inexpugnable de la condition humaine.

En attendant, le MESRI propose de « lutter contre la désinformation et en finir avec les fake news » avec un site qui rassemble les avancées de la recherche. De son côté, le CNRS a multiplié les actions de communication – articles, podcasts, vidéos, listes d’experts et expertes – pour accompagner la compréhension de cette période particulière sur tous les fronts.

Mais la crise aura aussi été l’occasion de voir plus loin. L’écologue Serge Morand nous invite donc à revoir notre rapport à l’environnement, et en particulier la part croissante qu’y occupent les animaux domestiques et d’élevage, pour éviter les épidémies futures. La situation exceptionnelle que représentaient le confinement et la réduction significative de certaines sources comme le trafic routier ont aussi été un test grandeur nature pour les stratégies contre le changement climatique. Le CNRS entend ainsi préparer la réponse à la prochaine crise, quelle qu’elle soit, selon Alain Schuhl : « Il faut protéger la recherche fondamentale sur le long terme : au cœur du CNRS, elle nous rend compétent, le moment venu, face à tous les défis qui pourraient se poser. »

En savoir plus : https://lejournal.cnrs.fr/dossiers/covid-19-la-recherche-mobilisee

  • 5. CNRS/Sorbonne Université.