un essai dans la série perspectives scientifiques

April 18, 2020 (traduit de l’anglais par DeepL)

Une infection comporte trois aspects : l’invasion d’un organisme, l’hôte, par des agents pathogènes, la multiplication de ces agents pathogènes et la libération de toxines dans le processus, et la réaction de l’hôte à tout cela. De telles infections se produisent très souvent au cours de la vie d’un hôte et passent généralement inaperçues en raison des protections sophistiquées de l’hôte. Certaines infections sont cependant si fortes qu’elles perturbent sensiblement le fonctionnement normal de l’hôte. Elles conduisent à une maladie que l’hôte peut guérir dans la plupart des cas, mais souvent à un coût important. En cas d’échec, l’hôte perd définitivement une fonctionnalité importante et peut même mourir.

Les agents pathogènes proviennent à l’origine de mutations, qui sont des imperfections dans le processus de réplication. Si elles sont viables, elles se transforment en concurrents ou en prédateurs. Différentes stratégies d’évolution – équilibrant le taux de réplication et la complexité de l’organisme – conduisent alors à des tailles de lignées très différentes, et donc à des taux de réplication différents. Une série de ces lignées, parmi d’autres, sont des hôtes et des agents pathogènes.

Les agents pathogènes sont une conséquence inévitable de l’évolution, et ils vont au-delà de la biologie.

Nous considérons souvent les agents pathogènes comme des virus ou des bactéries, qui sont apparus dès l’origine de la vie il y a environ 4 milliards d’années et ont continué à évoluer conjointement avec la vie supérieure qui s’est développée depuis. Cependant, comme les agents pathogènes sont une conséquence inévitable de l’évolution, ils apparaissent à tous les niveaux de l’évolution selon le même mécanisme : réplication imparfaite, compétition-prédation, et enfin suivant différentes stratégies d’évolution. Plus haut sur l’échelle de l’évolution, de tels clivages conduisent à des agents pathogènes qui sont beaucoup plus grands que les virus et les bactéries et sont plutôt appelés parasites. On peut suivre cette évolution jusqu’au sommet actuel de l’évolution – la culture de l’humanité – des concepts parasitaires résultant d’une compréhension incomplète suivie d’une simplification.

Pour une compréhension conceptuelle plus approfondie du complexe “infection-protection”, nous devons apparemment d’abord considérer les nécessités et les conséquences de l’évolution.

évolution

L’évolution de la vie est guidée par deux facteurs de stress principaux qui résultent du besoin de chaque organisme de (i) gagner des ressources et (ii) se protéger pour éviter de devenir une ressource.

Les ressources sont obtenues à partir de l’environnement. Elles sont nécessaires à la construction, à l’entretien et au fonctionnement des structures des organismes. Celles-ci lui fournissent à leur tour la fonctionnalité nécessaire pour gagner et protéger.

Les organismes, quel que soit leur niveau d’évolution, sont des structures hautement improbables et donc précieuses. Ils constituent à tout le moins une ressource. En effet, une partie de l’énergie et des éléments de base nécessaires à leur construction peut être gagnée par d’autres à mesure que les organismes meurent ou sont tués. C’est la dynamique prédateur-proie qui opère à tous les niveaux de la vie, des bactéries et de leurs phages jusqu’à la consommation humaine, végétarienne ou non. À un niveau plus avancé, les structures de l’organisme exploité ne sont pas détruites, mais au moins en partie réorientées vers les objectifs de l’organisme exploité, vers son gain de ressources et sa protection. Il existe en effet un large éventail de situations de ce type, notamment l’endosymbiose au niveau des micro-organismes, l’élevage d’animaux par l’homme, le microbiome des animaux supérieurs, y compris l’homme, et les maladies virales des plantes et des animaux. Ces exemples couvrent aussi bien l’exploitation à grande échelle que l’exploitation à petite échelle et vice versa, et ils vont de l’avantage mutuel au préjudice unilatéral.

L’évolution est fondamentale et inévitable, et elle ne se limite pas à la biologie.

Ces besoins d’obtention de ressources et de protection sont fondamentaux pour tous les systèmes en évolution. Ils existaient déjà pour les premiers systèmes de réaction chimique sur le chemin de la vie, bien avant que la vie biologique n’ait réellement commencé. Et ils continuent à commander au plus haut niveau actuel de l’évolution au-delà du domaine purement biologique, celui de l’évolution culturelle de l’humanité. Les connaissances et les capacités opérationnelles acquises par les individus et les groupes en sont des exemples. Celles-ci sont à nouveau soumises aux mêmes mécanismes d’attaque, de consommation et d’exploitation que ceux des systèmes biologiques, et elles sont finalement protégées en tant que propriété intellectuelle.

coévolution de la vie et de son environnement

Au fil de la vie, les systèmes correspondants d’obtention de ressources et de protection sont devenus de plus en plus compliqués, la mécanique de l’évolution conduisant à plusieurs couches hiérarchiques mais étroitement intégrées. Bien entendu, cette évolution ne s’est pas produite de manière isolée.

L’évolution de la vie était fortement liée à l’environnement spécifique non vivant. Celui-ci comprend la géochimie, les formes de terrain et les sols, les masses d’eau et l’atmosphère. Les différents aspects de l’environnement non vivant suivent tous leurs lois spécifiques, comme la cinétique des réactions chimiques ou la dynamique des fluides. En outre, ces aspects sont également modifiés par l’action des diverses formes de vie. Ces modifications vont de la composition, par exemple la concentration d’oxygène dans notre environnement, aux structures et fonctionnalités, par exemple les paysages des régions végétalisées.

L’autre déterminant du développement de la vie est sa propre dynamique, l’émergence, la croissance, la compétition, la coopération, la migration et la disparition éventuelle des différentes espèces. La vie est en effet un système autocatalytique complexe, auto-organisé et auto-amplifié. En outre, elle évolue, créant des lignes et des niveaux toujours nouveaux.

Ni la vie ni l’environnement non vivant ne peuvent être compris sans l’autre.

Apparemment, la forme et la fonction de tout organisme actuellement vivant ne peuvent être comprises qu’à la lumière de sa coévolution avec son environnement non vivant et vivant.

le point de vue de la reine rouge

Évolution et coévolution sont des mots doux pour des situations en fait assez sinistres. En effet, notre être même est basé sur la lutte pour l’existence des espèces et des êtres précédents, telle que popularisée par Charles Darwin mais en fait beaucoup plus ancienne. On parle aussi souvent de course aux armements, pour les ressources et la protection, ou de opinion de la Reine Rouge.

“Maintenant, ici, vous voyez, il faut tout ce que vous pouvez courir, pour rester au même endroit. Si vous voulez aller ailleurs, vous devez courir au moins deux fois plus vite que cela !”

La reine rouge à Alice, dans “Through the Looking-Glass, and What Alice Found There” de Lewis Carroll, 1871

Et, bien sûr, ce ne sont pas seulement les espèces et les êtres précédents qui ont lutté pour l’existence, c’est aussi nous. Elle se manifeste à toutes les échelles, de nos affrontements quotidiens dans la compétition aux batailles de domination des grandes entreprises technologiques, ou à celle des nations et des cultures, jusqu’à la grande question de l’humanité : trouverons-nous un bon moyen de survivre sur cette planète aux ressources limitées ?

Il existe un moyen souvent cité pour sortir de cette lutte : la coopération. Mais ce n’est qu’une solution apparente, car elle transfère la lutte de l’individu au groupe qui coopère. En effet, à notre connaissance, l’évolution est une loi aussi fondamentale que celle de la conservation de l’énergie et les tentatives pour s’y soustraire sont aussi futiles que l’était le perpetuum mobile.

Stratégies d’évolution

La lutte pour l’existence, avec ses deux principales contraintes – gagner des ressources et protéger son existence – conduit à un large éventail d’approches qui les équilibrent de différentes manières. Les deux stratégies extrêmes sont : devenir grand et compliqué ou devenir petit et simple.

devenir grand et compliqué

Le fait de devenir grand et compliqué conduit finalement à des organismes très sophistiqués avec une hiérarchie complexe de niveaux en forte interaction, depuis la machinerie biomoléculaire jusqu’aux organismes entiers, en passant par les organes. Ces organismes assurent un large éventail de fonctions allant de la digestion des aliments à des capacités cognitives et opérationnelles exquises, en passant par une protection multicouche. Le prix à payer est une forte demande de diverses ressources essentielles, donc de faibles densités de population, et un faible taux de reproduction en raison du coût élevé de la construction et de l’entretien de structures complexes.

devenir petit et simple

Devenir petit et simple suit l’approche contrastée visant à minimiser la demande de ressources, tant en quantité qu’en diversité. Cela permet d’avoir des populations beaucoup plus importantes avec des densités plus élevées et des temps de reproduction beaucoup plus courts.

Il y a environ 5 000 fois plus de bactéries dans le corps humain que sur la planète Terre et elles peuvent se reproduire environ 1 000 000 de fois plus vite qu’un humain.

À l’extrême limite de la vie, il y a les bactéries, des organismes unicellulaires qui sont dotés d’une machinerie biomoléculaire complète et qui peuvent donc vivre seuls. On les trouve partout dans notre environnement, dans les sols, dans l’océan, à des centaines de mètres de profondeur dans les sédiments, dans les biofilms boueux, mais aussi dans l’éponge de cuisine. Lorsque nous pensons à eux près de nous, nous les considérons généralement comme des intrus menaçants. Cependant, les bactéries ne sont pas seulement présentes dans l’environnement, mais elles occupent également les plantes et les animaux, y compris les humains. En effet, parmi les cellules complètes de notre corps, environ 90% sont des bactéries et seulement 10% appartiennent à notre organisme proprement dit. Elles se trouvent principalement dans l’intestin, mais aussi sur notre peau, et elles sont généralement bénéfiques, voire essentielles, pour le fonctionnement de notre corps.

Les virus vont encore plus loin dans la réduction. Ils ne contiennent plus la machinerie biomoléculaire nécessaire à leur reproduction, mais simplement les informations sur la manière de le faire. Ils ont donc besoin d’un hôte doté d’une telle machinerie, injectent leurs informations et redirigent en conséquence le fonctionnement de la machinerie.

Les virus ne peuvent évidemment pas exister sans une vie supérieure, même seulement une vie bactérienne. Il en va de même pour de nombreuses espèces bactériennes qui ne peuvent exister que dans un hôte approprié. En retour, elles assurent souvent des fonctions essentielles qui vont de la digestion de divers aliments à la protection contre les agents pathogènes. Naturellement, les deux stratégies extrêmes restent donc fortement couplées puisqu’elles coévoluent dans une danse sans fin au sein du corps d’un hôte ainsi que dans l’échange avec son environnement. C’est la base des interactions symbiotiques bénéfiques et des interactions pathogènes nuisibles à toutes les échelles de la vie.

des interactions de même taille

La séparation en taille ne reflète qu’une seule paire de stratégies évolutionnaires extrêmes et il existe tout un continuum entre elles. Sur la voie médiane, des organismes de taille à peu près identique interagissent, là encore selon des modes différents qui vont de la coopération à la prédation. Si les formes spécifiques d’interactions de même taille et de taille différente sont nécessairement différentes, elles restent largement analogues, avec les mêmes contraintes de conduite et les mêmes conséquences de la poursuite de l’évolution.

ce n’est pas seulement de la biologie

Comme l’évolution est fondamentale et inévitable, les différentes stratégies ne se limitent pas à la biologie. En effet, au plus haut niveau actuel de l’évolution, la culture de l’humanité, nous reconnaissons facilement les hôtes et les agents pathogènes, les coopérateurs et les parasites, ou les proies et les prédateurs, à la fois individuellement et de concert. On en trouve facilement des exemples sous diverses facettes. Il est éclairant de les suivre un peu, dans les structures sociales, dans l’économie, dans les codes informatiques, dans l’art, et jusqu’au domaine spirituel.

défense contre les infections – notre système immunitaire

Outre la prédation, les agents pathogènes sous forme de virus, de bactéries et de champignons constituent une part importante de “l’attaque-stress” de la vie. La prédation et l’infection sont structurellement très similaires, tout comme leurs conséquences sur l’évolution.

La vie et ses agents pathogènes étant en constante évolution, tous les organismes disposent de puissantes défenses contre leurs agents pathogènes, de peur d’être exterminés. Ces défenses sont collectivement appelées système immunitaire. Il prend le relais de la défense une fois que les agents pathogènes ont franchi les barrières physiques d’un organisme.

L’humanité possède le système immunitaire le plus avancé. Il est constitué de trois couches intimement entrelacées qui ont émergé l’une après l’autre au cours de l’évolution :

• Le système immunitaire inné est la couche la plus profonde et est présent dans toutes les formes de vie. Il est déjà actif chez les nouveau-nés, est doté d’un nombre limité de récepteurs qui reconnaissent les modèles moléculaires associés aux agents pathogènes, et est lié à la physiologie de l’organisme, provoquant par exemple des inflammations.
• Le système immunitaire adaptatif est la couche suivante et il n’a évolué que chez les vertébrés. Il est vide à la naissance, mais il a la capacité de développer des défenses contre les nouvelles infections, “d’apprendre” certaines de leurs caractéristiques et de conserver une “mémoire” de la défense éventuellement réussie. Cela permet une défense rapide et efficace contre des infections similaires ultérieures, souvent jusqu’à l’immunité.
• Le système immunitaire culturel, un terme qui n’est pas encore bien établi, est la couche qui émerge chez les espèces sociales, des fourmis aux humains. Lorsqu’une maladie infectieuse est détectée par quelques individus, des mesures sont prises par des groupes spécialisés, parfois même par toute la population, pour la combattre. Par rapport aux systèmes innés et adaptatifs, les mécanismes sont ici plus variés, allant de la réorganisation de la société à des vaccinations sophistiquées.

systèmes immunitaires individuels

Le système immunitaire inné et le système immunitaire adaptatif sont tous deux intrinsèques aux individus et n’agissent que pour eux. Le fonctionnement des deux systèmes est similaire dans la mesure où les récepteurs détectent des modèles biomoléculaires caractéristiques des cellules attaquées ou des agents pathogènes. Cette détection est plutôt peu spécifique pour le système immunitaire inné, mais devient beaucoup plus spécifique lorsque le système immunitaire adaptatif est activé, et encore plus si des infections répétées par le même agent pathogène ou des agents similaires se produisent.

La détection déclenche une cascade d’actions qui vont de la modification des processus physiologiques comme le flux sanguin, à l’amplification des signaux détectables pour améliorer la réponse, en passant par le recrutement et l’attraction d’agents tueurs et l’activation du système immunitaire adaptatif. La mise à mort et l’élimination des agents pathogènes sont assurées par une diversité de cellules spécialisées au moyen de procédures complexes et autorégulées, avec plusieurs niveaux d’interventions toujours plus fortes. En effet, plus l’infection persiste, plus la cascade d’actions s’approfondit et s’élargit.

reconnaissance

La détection repose sur la distinction entre “soi” et “non-soi”, ici au niveau biomoléculaire. Il s’agit apparemment d’un élément clé de tout système immunitaire. L’incapacité à reconnaître un agent malin empêche les mécanismes de défense de s’installer. D’autre part, l’incapacité à reconnaître les cellules qui appartiennent au propre corps entraîne des attaques contre celles-ci et peut aboutir à des maladies auto-immunes graves.

Soit dit en passant, si la reconnaissance se fait ici au niveau biomoléculaire, elle est structurellement analogue à notre reconnaissance visuelle, voire à celle qui s’effectue par le son, l’odorat ou le toucher. Il est inspirant de suivre un peu cette analogie. En ce qui concerne les systèmes culturels, elle s’étend encore plus loin, à la reconnaissance des idées et des concepts.

système immunitaire culturel

Le système immunitaire culturel est un conglomérat diversifié, tant en termes de types d’attaques qu’il traite que de spécificités des défenses. Les attaques peuvent être regroupées grosso modo en deux catégories :

1. contre les individus, en particulier les maladies infectieuses virales et bactériennes, et
2. envers la société dans son ensemble et sa culture.

Les attaques du second type comprennent les vieux défis comme l’émergence d’idées révolutionnaires ou l’invasion de cultures étrangères. De nouveaux défis surgissent avec nos développements technologiques, allant des virus informatiques stupides aux interférences coordonnées à grande échelle et sophistiquées avec tout ce qui va des décisions d’achat aux choix politiques.

Notre système immunitaire culturel est en pleine et rapide évolution. Il ne se contente pas d’utiliser une “infrastructure” donnée pour apprendre, comme le fait notre système immunitaire adaptatif individuel, mais il coévolue avec notre culture, avec ses capacités technologiques et avec ses constructions sociales. Ainsi, “l’infrastructure” per se évolue. En même temps, elle est étroitement intégrée aux systèmes individuels, tant pour la détection d’une attaque que pour la défense proprement dite, comme le montre l’illustration suivante.

accent sur le fonctionnement du système immunitaire culturel

Pour simplifier les choses, l’accent sera mis sur les attaques du premier type, à l’encontre des individus. Les attaques du second type et le mécanisme de défense sont structurellement assez similaires, bien que les aspects spécifiques soient très différents. Soit dit en passant, cette similitude est le résultat naturel de l’évolution autonome sous-jacente qui est sur le point de créer une nouvelle couche d’individualité.

Comme pour le système immunitaire individuel, la défense du système culturel consiste à nouveau en deux cascades d’actions simultanées et coordonnées :

1. La restructuration sociale, comme l’isolement des personnes infectées et l’augmentation de la distance physique entre les personnes sensibles, facilite le ralentissement rapide de la propagation de l’agent pathogène au sein de la population et permet de concentrer les ressources. Cela est analogue aux modifications physiologiques d’un corps.
2. La lutte contre les agents pathogènes réduit directement ou indirectement la population de l’agent pathogène et peut même, à terme, l’éliminer. Les attaques directes contre l’agent pathogène se font par le biais des antibiotiques, les attaques indirectes par l’amorçage et le soutien du système immunitaire adaptatif des individus. Ce système se charge ensuite de trouver, de tuer et d’éliminer les agents pathogènes.

Les deux cascades sont déclenchées par la détection d’une attaque, généralement lorsqu’un nombre suffisant de personnes tombent malades ou même meurent avec des symptômes constants. Par exemple, la défense contre COVID-19 s’est mise en place après que 7 cas inhabituels de pneumonie aient été signalés en 3 jours dans un hôpital de Wuhan, en Chine.

restructuration sociale

D’un point de vue abstrait, les maladies contagieuses sont des processus de contact. L’agent pathogène est transmis d’une personne infectée à une personne sensible lors d’un contact. Avec une certaine probabilité, qui dépend de la force du système immunitaire, cette personne est alors également infectée et poursuit la transmission.

Le contact nécessaire à la transmission peut devoir être très intensif, comme dans le cas du VIH, ou il peut se faire par des porteurs qui peuvent traverser de grandes distances, comme pour la maladie du sommeil, ou il peut même se faire par des porteurs microscopiques à courte distance comme la goutte d’eau émise lors d’un éternuement, comme pour la grippe normale. Les détails du contact sont un déterminant important de la propagation de la maladie d’une personne infectée à son voisinage. Un autre facteur déterminant indépendant de la propagation de la maladie est le comportement de déplacement des personnes infectées, qu’il s’agisse de marcher jusqu’à la maison du voisin ou de faire le tour du monde à la machine.

mécanique des processus de contact

Les procédures de contact sont bien comprises, même si les détails sont très compliqués, comme indiqué ci-dessus. Il existe deux facteurs clés qui déterminent si une infection se transforme en pandémie :

1. La densité des personnes sensibles dans la zone de contact détermine si la maladie peut se propager. Si la densité est supérieure au seuil dit de percolation, la maladie se propagera dans tout le domaine par simple contact. Elle n’infectera pas tout le monde, mais seulement une certaine fraction du domaine. Cette fraction dépend de la structure des contacts physiques entre les personnes sensibles et de la mesure dans laquelle le seuil de percolation est dépassé.
   La densité des personnes sensibles dépend de la densité totale de la population et de l’immunité, qui peut être inhérente, acquise par des infections antérieures ou par des vaccinations.
2. Le comportement de voyage des personnes infectées, les distances parcourues et les fréquences, sont généralement le principal facteur de la rapidité de propagation d’une maladie. En voyageant, les agents pathogènes sont transportés beaucoup plus rapidement que par de simples contacts et, surtout, par-delà des barrières qui seraient autrement insurmontables. Pensons par exemple à une personne infectée qui prend le train d’une ville à l’autre, peut-être en passant par les Alpes, ou qui prend l’avion pour traverser l’Atlantique. Les voyages entraînent l’émergence de centres d’infection, apparemment à l’improviste.

Ces deux facteurs déterminent si une pandémie se développe et à quelle vitesse elle se propage. Ils ne disent rien sur sa gravité, comme le nombre de victimes ou l’impact économique. Ils sont déterminés par d’autres facteurs et processus.

réaction immédiate

Une réaction apparente pour stopper une maladie infectieuse est d’isoler les personnes infectées. Cela fonctionne si toutes les personnes présentent des symptômes clairs avant de devenir contagieuses. Cependant, de nombreuses maladies sont telles qu’une personne devient contagieuse avant l’apparition des symptômes, ou bien il se peut qu’il n’y ait pas de symptômes clairs du tout. Le COVID-19 en est l’exemple le plus frappant.

La compréhension des déterminants du déroulement d’une pandémie permet de prendre des contre-mesures immédiates plus efficaces, mais coûteuses : (i) augmenter la distance physique au-delà de la zone de contact pour empêcher la propagation locale, (ii) arrêter de voyager pour empêcher le pathogène de se propager vers des endroits plus éloignés, et (iii) imposer cette mesure à toutes les personnes sensibles. C’est ce dernier point qui pousse le coût de la mesure à des sommets invisibles, du moins dans les cultures structurées comme celles que nous connaissons actuellement. Parce qu’au début d’une nouvelle maladie, on ne sait pas qui est susceptible et qui ne l’est pas, il faut “enfermer” toute la population. Cela, dans les limites de notre culture actuelle, conduit à un arrêt à grande échelle de l’économie, avec toutes ses conséquences désastreuses, y compris, en fin de compte, des pertes de vies humaines collatérales.

Dans l’idéal, un tel verrouillage ne doit être imposé que pendant la durée de vie de l’agent pathogène. Ce délai peut être assez court, pour COVID-19 par exemple quelques semaines. En pratique, cependant, cette période est beaucoup plus longue. L’une des raisons est que les populations sont suffisamment diverses et individualistes pour rendre un confinement complet presque impossible. Une raison plus fondamentale est que l’humanité dépend d’un ensemble de ressources essentielles pour survivre, au moins l’eau et la nourriture. Ces ressources nécessitent à leur tour au moins de l’électricité et des systèmes de production, de transport et d’élimination des déchets. De ce fait, une main-d’œuvre importante doit rester active et en contact entre elle et avec une grande partie de la population.

après le choc

L’ouverture d’une société après la réaction de choc immédiate et le rétablissement de son état antérieur n’est possible qu’après que la deuxième cascade – la lutte contre les agents pathogènes – a pris le dessus et commence à produire des antimicrobiens ou des vaccins efficaces. Cela peut ne prendre que quelques mois, voire quelques années.

Le retour à l’état antérieur à la pandémie est impossible sans moyens efficaces de lutte contre les agents pathogènes.

Sans moyens efficaces de lutte, l’ouverture de la société est un équilibre délicat entre le maintien de la densité des personnes sensibles en dessous du seuil de percolation et la maximisation de la production économique et de la liberté individuelle. Cet équilibre ne peut pas conduire au status quo ante. De toute évidence, car sinon la pandémie n’aurait jamais commencé.

lutte contre les agents pathogènes

Nous ne pouvons pas serrer les agents pathogènes entre nos doigts, nous ne pouvons les combattre que par une action à leur échelle. Notre action doit donc être transférée, de l’échelle de notre culture à l’échelle des agents pathogènes, de nos sciences, technologies, industries, économies, sociologies aux processus biomoléculaires chez les individus.

La technologie qui nous permet de combattre les agents pathogènes agit comme une extension de notre système immunitaire individuel. Cette extension s’appuie sur d’immenses institutions de recherche avec leurs bases de connaissances, sur les industries pharmaceutiques, sur les systèmes de soins de santé opérationnels et, enfin, sur le tissu social qui permet des campagnes coordonnées. Bien que ce système ne fonctionne apparemment plus au niveau biomoléculaire et cellulaire, il y livre toujours ses produits finaux.

Les avantages d’un tel système technologique sont évidents : la défense contre une infection ne doit plus être “apprise” individuellement par chaque personne mais, une fois acquise, la “connaissance” peut être transférée directement et rapidement à tous. Comme toujours, il y a des coûts, et ils se situent ici dans deux domaines. Tout d’abord, il y a le coût économique externe de l’ensemble de l’opération, qui est toutefois compensé par la productivité plus élevée de la population, les individus étant moins susceptibles de tomber malades. Deuxièmement, il y a le coût potentiel de la détérioration des systèmes immunitaires adaptatifs individuels, qui sont servis avec des “connaissances” toutes faites et uniformes. Ce coût ne se matérialise toutefois que si le sous-système culturel se dégrade, soit en raison d’une éruption socioculturelle, soit parce que notre science perd la course aux armements contre les mondes microbien et viral.

antimicrobiens – combat direct

Il existe des médicaments capables de tuer un large éventail de micro-organismes, d’eucaryotes, de bactéries et de champignons. Ce n’est pas le cas pour les virus, car aucun de nos médicaments actuels ne peut les détruire. Cependant, pour une série de virus, nous disposons de médicaments qui peuvent inhiber leur réplication, et donc les rendre inefficaces.

L’avantage d’un tel arsenal de médicaments est qu’il peut être déployé très rapidement, idéalement dès l’identification de l’agent pathogène, par analogie avec le système immunitaire inné de l’individu. Toutefois, ces médicaments sont difficiles à trouver et à développer. Il faut des années et des ressources importantes pour en trouver un contre une maladie particulière. Pire encore, une fois qu’un tel médicament est déployé avec succès, on constate souvent que les agents pathogènes cibles évoluent rapidement hors de portée de la voie d’attaque spécifique. Cette résistance aux antimicrobiens, qui est principalement due à la surutilisation de médicaments bon marché et pratiques, est sur le point de devenir un défi majeur pour notre société.

vaccination – lutte indirecte

L’idée sous-jacente est de mettre un corps sain en contact avec l’agent infectieux de manière à ce que le système immunitaire adaptatif puisse “apprendre” sans que le reste de l’organisme ne soit dépassé. Les premiers rapports sur ces efforts remontent à 1550 en Chine, lorsque du pus provenant d’une pustule de variole a été transféré sous la peau d’une personne saine. Il est évident que cette soi-disant inoculation est très dangereuse. Vers 1800, la première véritable vaccination a été faite en Angleterre en inoculant la variole à un garçon en bonne santé et en reconnaissant qu’il était alors immunisé contre la variole, plus mortelle.

Aujourd’hui, contrairement à ces premières explorations, nous connaissons les agents responsables des maladies – bactéries et virus – et comprenons assez bien leur mécanisme biomoléculaire. Par conséquent, les vaccins sont devenus de plus en plus sophistiqués afin d’optimiser “l’apprentissage” à un “coût” minimal pour l’organisme. Aujourd’hui, les vaccins contiennent les agents infectieux sous une forme dysfonctionnelle – reconnaissables pour “l’apprentissage” mais ne pouvant plus se répliquer – ou même seulement certaines protéines ou toxines liées aux agents infectieux qui sont capables “d’éduquer” le système.

la reine rouge, encore

Les trois parties de notre système immunitaire actuel – le sous-système inné, le sous-système adaptatif et le sous-système culturel – sont dans une course aux armements continue avec les domaines microbien et viral. C’est également le cas pour toutes les autres formes de vie, avec leurs sous-systèmes, peut-être moins nombreux.

À la base de cette course se trouve l’évolution rapide des microorganismes et des virus, dont on se souvient qu’ils se reproduisent environ 1’000’000 fois plus vite que l’homme. Ils ont un autre avantage important en leur faveur : le transfert horizontal de gènes, qui est l’échange direct d’éléments génétiques pendant la vie des organismes. Il est fonctionnellement analogue au sous-système immunitaire culturel de l’humanité, en ce sens que certains aspects “appris” par un organisme, par exemple la survie en présence d’un antibiotique particulier, peuvent être directement transférés à un autre. La course n’est donc pas dirigée contre un grand nombre d’agents infectieux, chacun ayant des capacités assez modérées. Elle s’oppose à une population qui explore en parallèle un grand nombre de voies différentes et qui partage rapidement celles qui sont couronnées de succès.

la plus grande menace…

En rappelant les facteurs clés qui permettent aux infections de se transformer en pandémies – la densité des personnes sensibles dans la zone de contact et le comportement de voyage des personnes infectées – on constate que les pandémies ne sont pas des accidents ou des phénomènes transitoires, pas dans l’état actuel de la culture humaine. Elles sont les conséquences inévitables (i) de la croissance démographique de l’humanité, (ii) de sa concentration croissante dans les grandes villes et (iii) de l’augmentation des déplacements de personnes et des expéditions de marchandises.

Les pandémies ne sont ni des accidents ni des phénomènes transitoires. Elles sont une conséquence inévitable de notre culture actuelle.

Si les pandémies sont inévitables, qu’en est-il de leur cause, les infections par de nouveaux agents pathogènes ?

Un aspect fondamental de la vie est que toutes les formes diverses, des bactéries unicellulaires aux humains, sont compatibles au niveau biomoléculaire. Elles utilisent toutes le même code pour stocker et transmettre leurs informations et le même mécanisme pour réarranger la matière en fonction de ces informations. Dans un sens, elles peuvent toutes communiquer entre elles.

Toutes les formes de vie peuvent se “parler” entre elles.

Comme les agents pathogènes biologiques agissent au niveau de la machinerie biomoléculaire, ils ne se transmettent pas seulement au sein d’une espèce mais, en principe, à travers toutes les formes de vie. Il existe maintenant des barrières qui visent à empêcher cela et elles sont très efficaces. C’est pourquoi les humains ne sont pas affectés par la plupart des virus et des bactéries du monde animal, et vice versa. Toutefois, il arrive que des mutations ou des recombinaisons avec des maladies humaines existantes permettent aux agents pathogènes de surmonter les barrières et de se propager dans le domaine humain. Ces maladies sont appelées zoonoses. Des exemples notoires sont la grippe espagnole de 1918, la grippe porcine de 2009, le virus Ebola, le VIH et, récemment, le COVID-19. La plupart des maladies humaines ont en effet pour origine les animaux. Certaines se sont ensuite transformées en maladies purement humaines, par exemple le VIH, et il existe également une rétroinfection du domaine animal, comme cela s’est produit avec le virus H1N1 après la grippe porcine de 2009.

À mesure que la population humaine augmente, et plus encore sa consommation de ressources naturelles et, par conséquent, son occupation des terres, le contact entre l’homme et le monde animal devrait également s’intensifier. Il s’ensuit une exposition accrue au réservoir viral et bactérien des animaux et donc, éventuellement, un taux d’infection plus élevé.

Dans l’état et la structure actuels de notre culture, les pandémies ne sont plus des catastrophes isolées et surprenantes, mais deviendront des événements récurrents, bien qu’encore catastrophiques.

…et des pistes pour l’avenir

Les pandémies étant inévitables dans notre culture actuelle, il y a deux façons de progresser qui seront équilibrées, soit par des décisions conscientes, soit par des processus évolutifs. L’une consiste à augmenter la densité des personnes immunisées, l’autre à augmenter la distance physique au-delà de la zone de contact.

la densité des personnes immunisées

L’immunité d’une population peut augmenter au niveau individuel grâce au système immunitaire adaptatif ou au niveau sociétal grâce aux vaccinations. En conséquence, la course aux armements se situe au niveau de l’individu ou de la culture, le succès et l’échec déterminant la survie, la sélection et l’évolution du niveau respectif.

Le fait de s’appuyer sur le système immunitaire adaptatif des individus est souvent appelé immunité de troupeau. C’est à la fois la solution naturelle et la plus robuste, malheureusement aussi celle qui a le coût le plus élevé en termes de vies humaines. Elle laisse l’agent pathogène se propager dans la population jusqu’à ce qu’une fraction suffisante soit infectée et devienne immunisée. Une fois que la densité de personnes sensibles tombe en dessous du seuil de percolation, la pandémie s’arrête, même si la maladie continue d’exister localement. Le contrôle de cette situation, par un verrouillage partiel, vise à maintenir le taux de symptômes graves si bas que le système de santé peut y faire face. L’immunité collective a deux sortes de coûts : les vies prises par la maladie pour atteindre et maintenir l’immunité et la durée pendant laquelle le verrouillage doit être imposé avec ses impacts sur, entre autres, l’état économique et psychologique de la société.

L’utilisation des estimations actuelles des paramètres de COVID-19 donne une idée de l’ampleur de ce coût. Pour l’Europe, avec une population de quelque 750 millions d’habitants, en supposant une fraction d’immunité nécessaire de 60 % et un taux de mortalité plutôt conservateur de 1 %, on s’attend à un nombre de décès supplémentaires de 4,5 millions de personnes au cours de la période de transition. En outre, toujours pour l’Europe, en supposant que le système de santé puisse absorber quelque 100 000 nouvelles infections par jour, ce qu’il ne peut pas faire aujourd’hui, le contrôle devrait rester en place pendant plus de 10 ans. De sombres perspectives. Et elles supposent que l’immunité finisse par se manifester, que l’agent pathogène ne subisse pas de mutations importantes et qu’aucune autre pandémie ne s’installe.

La vaccination, si et quand elle sera disponible, changera la donne. Elle réduit le taux de décès supplémentaires ainsi que la durée des périodes de confinement. Elle exige également une évolution continue des capacités technologiques d’une culture pour suivre le rythme de celle du domaine de l’agent pathogène.

restructuration sociétale et culturelle

Le coût imposé à notre culture par les pandémies récurrentes est d’une ampleur telle qu’il ne suffit pas de simplement ajuster la densité des personnes immunisées après chaque flambée. Cela est vrai même si notre système immunitaire culturel serait capable de faire face à chaque nouvelle vague dans un délai d’un à deux ans. Il faut donc s’attaquer à la cause fondamentale.

Le coupable fondamental est la taille de la population humaine, la structure actuelle de son tissu social et son entrelacement avec le reste du règne animal.

Apparemment, les sociétés humaines devront se restructurer et avec elles leurs cultures. L’une des étapes consiste à réduire les primo-infections en démêlant le domaine humain et celui des autres animaux en respectant leur espace de vie. Une étape plus importante et plus robuste est la distanciation physique au-delà de la zone de contact. Il ne s’agit pas d’une “distanciation sociale” comme on l’appelle souvent. En effet, la distanciation physique doit se faire sans compromettre le contact social et notre tissu social, qui est au cœur même de l’humanité.

Heureusement, notre technologie est à un point où de nombreux outils sont déjà disponibles, du moins dans une certaine mesure. Il s’agit notamment des réseaux de communication et de coopération, dont la production et la distribution sont en grande partie robotisées, mais aussi des filtres et des masques qui réduisent la portée des contacts au moins localement et dans le temps. Ce qu’il faut maintenant faire, c’est repenser nombre de nos activités principales et, à terme, restructurer les sociétés et les cultures en conséquence, et dans leur ensemble. Comment travailler, enseigner et célébrer, par exemple ? Quel contact physique est nécessaire ? Qu’est-ce qu’un contact social, une poignée de main, un “comme” sur une plateforme quelconque, une vague dans un contact vidéo,…, ou une poignée de main avec un avatar physique ? Comment notre socialisation va-t-elle évoluer en cours de route ? Tout cela va affecter notre essence même puisque les humains sont des êtres sociaux, intellectuels et spirituels mais aussi, et surtout, physiques. Une poignée de main est importante.

Une telle restructuration conduira inévitablement à de nouvelles cultures, peut-être même à une transition évolutive. Il n’est pas du tout évident de savoir laquelle des organisations sociétales ou des courants technologiques actuels prospérera et finira par l’emporter, si tant est qu’il y en ait. Ce qui est clair, en revanche, c’est que notre culture sera différente de celle d’aujourd’hui et que ce sera une étape importante dans l’évolution de l’humanité. C’est en effet ainsi que fonctionne l’évolution, la reine rouge, même au-delà du domaine biologique.

Ce qui est différent aujourd’hui, c’est que nous, à la fois sujets et objets de l’évolution, comprenons et avons la capacité de concevoir et de décider, dans une certaine mesure.