C'est grave, Dr Darwin ?

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Comment de nouvelles maladies infectieuses apparaissent-elles et évoluent-elles ? Pourquoi certains antibiotiques cessent-ils d’être efficaces ? Les changements des modes de vie et les politiques de santé publique affectent-ils l’évolution des agents pathogènes ? Et dans quelle mesure l’espèce humaine est-elle façonnée par ses maladies ?
La médecine évolutionniste permet d’éclairer ces questions. De fait, les micro-organismes offrent l’un des exemples les plus remarquables d’évolution rapide. Le virus du sida, survenu voici environ un siècle, a connu cinq fois plus de générations que l’homme moderne depuis son apparition il y a cent mille ans. La lutte est donc déséquilibrée, d’autant que nous sommes des milliards mais que les microbes sont des milliards de milliards.
Les années 1980 ont sonné le glas de l’optimisme sanitaire avec la pandémie de sida et la généralisation des résistances aux antibiotiques. Depuis, ne cessent d’émerger des maladies infectieuses nouvelles (SRAS, grippe aviaire, ebola…) ou anciennes mais maintenant résistantes (tuberculose). En comprenant leur origine, on peut espérer les maîtriser et imaginer des traitements originaux. Mais la théorie de l’évolution parviendra-t-elle à influencer la pensée médicale ? Ce livre, d’une vive actualité, concerne, par-delà les étudiants et les professionnels de santé, un très large public.
Samuel Alizon, chercheur au CNRS, est spécialiste de l’évolution et de l’écologie des maladies infectieuses. Il développe des modèles mathématiques et statistiques pour mieux comprendre (et prédire) la propagation et la virulence des maladies.
Publié le : jeudi 11 février 2016
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Licence : Tous droits réservés
EAN13 : 9782021306316
Nombre de pages : 240
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ISBN 978-2-02-130631-6
© Éditions du Seuil, février 2016
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À mon grand-père Michel,
qui aurait pris plaisir à pointer
les approximations de ce livre.
Remerciements
Le principal coupable dans cette affaire est Nicolas Chevassus-au-Louis : il m’a poussé à écrire et m’a fait rencontrer son complice l’éditeur Jean-Marc Lévy-Leblond. Merci à eux pour leur enthousiasme. Si ce livre est lisible, c’est grâce aux relectures (et réécritures) minutieuses d’Hélène et aux corrections d’Anne pour certains de mes errements scientifiques. Ce qui suit est avant tout un pillage d’idées et de faits rapportés par des collègues. Un merci en particulier à Boris, Carmen Lía, Cécile, Christophe, Emma, Franck, François, Marco, Mathieu, Matty, Minus, Mircea, Nacho, Olivier, Pierre-Olivier, Phil, Rémy, Seb, Thomas, Troy et Yannis pour avoir fourni cette matière première.
Introduction
Les années 1960 marquent l’apogée de l’optimisme dans la lutte contre les *1 1 parasites* . Les antibiotiques avaient alors conquis la planète, permettant de faire décroître massivement la mortalité due aux infections bactériennes. Ils avaient été aidés en cela par la mise au point de vaccins contre des « fléaux » tels que la variole ou le tétanos. Cet optimisme transpire dans une déclaration célèbre attribuée au responsable de la santé publique des États-Unis en 1967 : « Il est temps de refermer le livre des maladies infectieuses, d’annoncer que la guerre contre la pestilence a été gagnée et de basculer les ressources nationales vers des problèmes chroniques tels que le cancer et les maladies cardio-vasculaires. » Le demi-siècle qui s’est écoulé a prouvé le contraire. Certes la lutte contre les maladies infectieuses a connu de grands succès, telle l’éradication de la variole de la surface du globe en 1979 après une campagne internationale de vaccination. Malheureusement, la balance penche clairement du côté des échecs avec la généralisation des phénomènes de résistance aux traitements ou l’émergence de la 2 pandémie de syndrome d’immunodéficience acquise (SIDA) causée par le virus* de l’immunodéficience humaine (VIH). Il se trouve que les optimistes avaient oublié une variable dans l’équation : l’évolution*. En biologie, l’évolution est le plus souvent associée aux dinosaures ou aux premiers hominidés. Pourtant, les microbes, et en particulier les microbes parasites, évoluent bien plus rapidement que les animaux. Depuis l’apparition de l’homme moderne, il s’est écoulé environ 7 500 générations. Le même nombre de générations est atteint par le VIH au sein d’un patient après vingt années d’infection car chaque jour une cellule infectée donne naissance à de nouveaux virus. Sachant que le VIH est apparu il y a environ un siècle, on mesure l’importance de son histoire évolutive. L’évolution des maladies infectieuses est ce qui les rend si difficiles à éradiquer. D’une part, elle fait d’elles une cible mouvante. D’autre part, elle peut conduire à l’émergence de nouvelles maladies. Comme le résume Andrew Read, l’un des experts e mondiaux de la lutte contre le paludisme, il faut espérer que si le XX siècle a été e marqué par le développement de nouveaux traitements, le XXI siècle sera celui de la prise en compte de l’évolution dans les politiques sanitaires. D’ailleurs, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) semble lui donner raison puisqu’en 2006 elle a reconnu qu’à grande échelle l’échec des traitements était inéluctable du fait de l’évolution de la résistance. Le seul moyen d’échapper aux résistances, c’est de ne pas utiliser un médicament.
Un des soucis est que la biologie de l’évolution tend à être ignorée, en particulier par les médecins. Ceci peut paraître être une boutade mais les chiffres le prouvent. En 2007, Janis Antonovics, un professeur connu pour ses travaux sur les pathogènes des plantes et l’évolution du sexe, et son équipe de l’université de Virginie à Charlottesville aux États-Unis ont comparé la sémantique d’articles traitant de la résistance aux antibiotiques selon qu’ils étaient publiés dans des revues de biologie évolutive ou dans des revues médicales. Si plus de 60 % des articles issus de revues de biologie évolutive utilisent le mot « évolution », moins de 5 % des articles provenant de revues médicales en font autant. Les auteurs remarquent d’ailleurs que lorsqu’ils considèrent le mot « émergence », le résultat s’inverse puisque ce mot est cinq fois plus utilisé dans les articles issus des revues médicales. À noter que, selon les auteurs, les articles médicaux sont par ailleurs tout aussi rigoureux que les articles de biologie évolutive. Pourquoi cet évitement due-word? La conclusion des auteurs est que, pour les médecins, l’évolution est associée à un processus lent qui n’a pas d’implications à une échelle contemporaine. Cette esquive sémantique n’est pas totalement neutre. En plus d’analyser les articles scientifiques eux-mêmes, Janis Antonovics et ses collègues ont étudié la manière dont ceux-ci avaient été relayés dans les grands médias tels que The New York Times,Fox Newsou laBBC. Ils trouvent que le choix des mots est très corrélé entre les articles scientifiques et le traitement médiatique, de telle sorte que les journalistes tendent à n’utiliser le mot évolution que si les scientifiques le font. Certes, les choses s’améliorent avec par exemple le lancement en 2012 d’une revue scientifique internationale qui regroupe à la fois des médecins et des biologistes de l’évolution et porte ce titre évocateur :Evolution in Health and Medicine(« Évolution en santé et médecine »). Cette phrase est souvent présentée comme extraite d’un discours que William H. Stewart aurait donné à la Maison Blanche (Washington DC). On en cite même parfois la date (le 4 décembre 1967). En fait il ne l’a jamais prononcée (il a même plutôt prôné le contraire). Après un travail d’enquête minutieux, Brad Spellber, professeur et médecin à Los Angeles, est parvenu à montrer que cette phrase extrêmement citée est une légende urbaine qui provient d’une citation (erronée) faite à un congrès en 1989, probablement par Stephen S. Morse, et reprise par leNew York Times. Impossible de dire si la déformation était une maladresse ou une stratégie pour valoriser ses recherches en déformant celles des autres. Toujours est-il que lorsque William Stewart est décédé en 2008, la chronique nécrologique du prestigieux journal de médecine leLancetcita la phrase. Mais le chemin à parcourir est encore long, comme l’illustrent ces propos récents, et eux authentiques, d’un médecin chef d’un service en biothérapie à Paris : « L’homme a toujours aspiré à vaincre la maladie. En 2070, on pourra sans doute vaincre les maladies infectieuses, et beaucoup de maladies génétiques, mais il restera bien d’autres pathologies, comme certains o cancers […] » (propos rapportés dansTélérama3155, 30 juin 2010)., n Le but de ce livre est de contribuer à la prise en compte de la biologie de l’évolution dans la lutte contre les maladies infectieuses.
Pour aller plus loin
e Dajoz R.,Précis d’écologieédition, 2010. [Ouvrage de référence sur, Dunod, 8 l’écologie scientifique.] Thomas F., Lefèvre T., Raymond M. (éd.),Biologie évolutive, Bruxelles, De Boeck, 2007. [Ouvrage de référence sur la biologie de l’évolution.]
Références citées dans le chapitre (en anglais)
Antonovics J. et al., « Evolution by any other name : Antibiotic resistance and avoidance of the e-word »,PLoS Biol., 5 (2), 2007, e30. [Comment les médecins évitent le mot évolution dans leurs articles.] Read A. F., Day T., Huijben S., « The evolution of drug resistance and the curious orthodoxy of aggressive chemotherapy »,Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 108, Suppl. 2, 2011, p. 10871-10877. [Un article sur l’importance des résistances parasitaires.] Spellberg B., Taylor-Blake B., « On the exoneration of Dr William H. Stewart : Debunking an urban legend »,Infect Dis. Poverty, 2013, 2:3. [Une enquête sur une citation célèbre (mais apparemment apocryphe).]
*1termes suivis d’un astérisque sont définis dans le glossaire en fin d’ouvrage.. Les 1. J’utilise le terme de parasite dans son contexte évolutif afin de décrire un mode de vie (celui qui se fait aux dépens d’un hôte). Ce terme regroupe donc à la fois les microparasites (virus, bactéries et protozoaires) et les macroparasites tels que les vers et autres animaux multicellulaires. 2pandémie est une épidémie qui s’est propagée sur plusieurs continents.. Une
CHAPITRE 1
Les parasites font de la résistance
Même dans mon grand dévouement personnel aux maladies infectieuses, je n’arrive pas à concevoir le besoin d’avoir 309 [docteurs formés] de plus sur les maladies infectieuses… à moins qu’ils ne passent leur temps à se 1 mettre en culture les uns les autres. Dr Robert PETERSDORF, « The doctors’dilemma », New England Journal of Medicine, 1978.
Antibiotiques et résistance
D’UNE RÉVOLUTION THÉRAPEUTIQUE…
L’histoire de la découverte de ce qui allait devenir le premier antibiotique* commercialisé à large échelle incarne dans l’imaginaire commun la découverte « par hasard ». En 1928, au retour de ses vacances, Alexander Fleming constate que certaines de ses cultures de bactéries ont été contaminées par un champignon. Comme beaucoup de grandes découvertes scientifiques, celle-ci tient au flair de Fleming. Là où la plupart des scientifiques auraient jeté leurs plaques contaminées à la poubelle et recommencé l’expérience, il étudie quand même ses plaques et remarque qu’il existe une zone circulaire autour des champignons où les bactéries n’ont pas poussé. Il comprend que ceci est dû à une substance produite par le champignon ayant contaminé les plaques. Le champignon s’appelantPenicillium notatum, il nomme la substance pénicilline. Il faudra ensuite attendre 1939 pour que la molécule de pénicilline puisse être isolée et exploitée à des fins thérapeutiques ; elle est à ce jour l’antibiotique le plus prescrit. Si l’espérance de vie a bondi de vingt ans en France 2 depuis 1946 , c’est en très grande partie grâce aux antibiotiques. D’ailleurs, à l’occasion de ses deux cents années de parution, leNew England Journal of Medicine a publié en 2012 un article où des médecins de l’université de Harvard comparent les causes de mortalité aux États-Unis en 1900 et 2010. En un siècle, le nombre de décès a été divisé par deux et cette réduction provient en grande partie de la quasi-disparition des morts dues à la tuberculose et aux pneumonies (environ 400 décès pour
100 000 habitants en 1900 contre moins de 50 en 2000), là encore grâce aux antibiotiques. Certains aspects de la découverte de Fleming sont moins connus. Comme le note le médecin Wai Chen dans son livre au titre provocateurComment Fleming n’a pas inventé la pénicilline, la raison pour laquelle Fleming a été frappé par l’activité antibiotique du champignon est certainement liée au fait que celui-ci poussait sur (et tuait) des staphylocoques dorés (en latinStaphylococcus aureus). À l’époque, ces bactéries étaient connues pour « résister » à la dégradation par les enzymes contenues dans la salive humaine isolées par Fleming et qu’il appelait lysozymes. Ce n’est donc pas uniquement par hasard que Fleming a repéré quelque chose d’inhabituel dans ses boîtes de cultures bactériennes et on ne peut s’empêcher de voir un clin d’œil ironique de l’histoire au fait que ce soit la résistance des bactéries (à des lysozymes) qui soit la cause de la découverte du premier antibiotique.
… AUX MALADIES NOSOCOMIALES
En moins de cinquante ans, les bactéries résistantes aux antibiotiques sont devenues un problème de santé publique, en particulier dans les hôpitaux où de nombreux patients admis pour une opération bénigne contractent des infections sévères pouvant conduire à des amputations, voire à la mort. En France, un rapport parlementaire de 2006 estimait qu’une hospitalisation sur 20 (soit environ 750 000 cas par an) conduisait à une infection nosocomiale*, c’est-à-dire une infection associée aux soins. Ces infections sont généralement causées par des bactéries mais aussi parfois par des champignons ou des virus (en particulier dans les services de pédiatrie). Elles sont plus ou moins graves et le même rapport de 2006 précise que sur les 9 000 décès qui leur sont imputables, 4 200 concernaient des patients qui n’étaient pas en trop mauvaise santé au moment de leur entrée à l’hôpital. Les infections nosocomiales les 3 plus préoccupantes sont celles qui impliquent des souches de microbes résistantes car, par définition, elles sont insensibles aux médicaments utilisés pour soigner les malades. D’ailleurs, on étudie toujours les staphylocoques dorés, qui sont impliqués dans bon nombre d’infections nosocomiales, mais leur nom a changé depuis les études de Fleming : on parle maintenant souvent deStaphylococcus aureusrésistants à la 4 méticilline (SARM) .
RÉPONSE POLITIQUE
Dès 1942, c’est-à-dire un an avant la commercialisation massive de la pénicilline, un article publié dans une revue médicale anglaise rapportait le premier cas de résistance bactérienne à cet antibiotique. Dès 1945, un isolat de staphylocoques de patients sur dix était résistant à la pénicilline et en 1949 ce chiffre était de plus d’un sur deux. En 1952, l’érythromycine est mise en place pour lutter contre les infections à staphylocoques et les premières souches résistantes sont détectées en France en 1956. Aujourd’hui, la résistance à l’érythromycine est quasiment la règle pour les souches circulant en Asie. Pour la résistance à la méticilline, il a fallu attendre un an seulement après la distribution de l’antibiotique en 1960 pour observer les souches
résistantes (les SARM). Quel que soit l’antibiotique utilisé, les résistances ont été détectées dans les deux ans. Pourtant, il a fallu attendre les années 1990 pour que l’Organisation mondiale de la 5 santé (OMS) se préoccupe vraiment du problème de la résistance aux antibiotiques . La vision la plus candide pourrait mettre ce long délai uniquement sur le compte de e l’optimisme sanitaire du milieu du XX siècle : peu importe le nombre de bactéries résistantes, on était persuadé que de nouvelles molécules seraient découvertes. Une vision totalement cynique serait de remarquer que d’un point de vue marchand, la résistance à un médicament n’est pas une si mauvaise chose. En effet, celle-ci met du temps à se généraliser (même si, on le verra, elle peut se propager très rapidement) : or, quoi de plus profitable qu’une molécule qui devient inutile à l’expiration du brevet qui assurait le monopole d’exploitation ? Cela permet de mettre sur le marché une nouvelle molécule sans même avoir la concurrence de médicaments génériques à bas prix, car la molécule précédente est périmée. Évidemment il ne s’agit pas de dire ici que l’évolution de résistances aux antibiotiques a été favorisée à dessein mais simplement de noter que dans un contexte de découvertes rapides de nouvelles molécules, l’apparition des résistances n’étaient pas nuisible pour tout le monde. Au final, la réalité est certainement entre ces deux visions extrêmes (car quelles que soient les stratégies commerciales des industries pharmaceutiques, elles ne sont pas seules à décider des politiques publiques) et une thèse ne suffirait pas pour répondre en détail à cette question. Les mœurs ont aussi changé et s’il est aujourd’hui (relativement) compliqué de se procurer des antibiotiques, ils étaient vendus sans ordonnance avant guerre (de fait c’est encore le cas dans beaucoup de pays, comme on le verra). Que ce soit pour des solutions à appliquer, à injecter ou en poudre, les publicités vantaient alors les mérites de la pénicilline, un peu comme les vitamines aujourd’hui. Rien de tel pour favoriser l’essor des résistances. Enfin, il faut noter que si les campagnes de prévention ont associé la résistance aux traitements anti-infectieux à la résistance des bactéries aux antibiotiques, tous les agents infectieux peuvent développer des résistances aux traitements. Dans le cas du paludisme, qui est une maladie causée par un unicellulaire eucaryote, les nouveaux traitements ont tous été suivis de résistances. Les virus aussi peuvent développer des mécanismes de résistance, par exemple le virus de la grippe peut devenir résistant à un médicament antiviral tel que l’oseltamivir (plus connu sous le nom de Tamiflu, qui est la version commercialisée de la molécule). Même dans le cas des prions, que beaucoup hésiteraient à classer dans le domaine du vivant, on trouve des phénomènes d’évolution de résistance aux traitements. Enfin, des maladies non infectieuses telles que le cancer mettent en jeu des phénomènes similaires.
Dynamique des populations et résistance
Pourquoi une infection par un parasite devient-elle résistante aux traitements ? Déjà, il faut préciser que ce changement n’est pas conscient de la part des parasites mais qu’il est dû à un processus évolutif qui a pour nom sélection naturelle*. Cette théorie fut formulée originellement par Darwin en 1859 et son essence tient en une phrase : tous les individus sont différents, et si certains ont plus de descendants que
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