Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur, les chercheurs ont analysé les séquences génomiques du virus Monkeypox (MPXV) obtenues auprès de 18 patients ayant contracté une infection au MPXV entre juin et juillet 2022.
Sommaire
Arrière plan
Le MPXV possède un génome d’acide désoxyribonucléique (ADN) double brin et appartient à la Poxviridae famille et genre de virus orthopoxvirus. L’Organisation mondiale de la santé (OMS) a reconnu trois clades viraux nommés un à trois englobant les virus provenant de l’épidémie de 2017-2018 (Nigéria) et ceux impliqués dans l’épidémie multipays actuelle de 2022.
Jusqu’en 2022, toutes les infections humaines au MPXV importées d’Afrique subsaharienne se sont produites de manière sporadique dans des pays non endémiques. Des études phylogénétiques antérieures basées sur des génomes MPXV diffusés au Portugal et en France en 2022 ont révélé que ces virus appartiennent au clade III et ont probablement une origine unique. De plus, les caractéristiques épidémiologiques et cliniques de l’épidémie actuelle indiquent qu’elle est sexuellement transmissible.
De plus, ces virus comprennent une lignée nommée B.1, qui a émergé en Europe entre novembre 2021 et mai 2022. La lignée B.1 avait divergé de sa lignée ancestrale A.1 d’environ 50 substitutions de nucléotides, soit près de 10 fois plus que prévu.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont utilisé les technologies de séquençage du génome (NGS) Illumina et Nanopore de nouvelle génération pour effectuer des analyses métagénomiques de l’ADN d’échantillons cliniques d’individus infectés par le MPXV. Ils ont obtenu des génomes de MPXV à partir de lésions cutanées génitales et d’écouvillonnage rectal de 18 patients infectés par MPXV.
Les chercheurs ont délibéré NGS pour les échantillons cliniques avec une valeur de seuil de cycle (CJ) de la réaction quantitative en chaîne de la transcriptase inverse-polymérase (qRT-PCR) ≤25. Ensuite, ils ont procédé à des analyses métagénomiques de toutes les analyses NGS. En outre, ils ont cartographié les lectures NGS brutes par rapport au génome MPXV GenBank Accession no. ON563414.3, un génome de MPXV d’une longueur de 197 205 paires de bases extrait d’un échantillon de patient dans le Massachusetts, aux États-Unis, en mai 2022. L’outil Nextclade v1.6.0 utilise ces échantillons de génome comme génome de référence B.1.
Pour les analyses phylogénétiques, l’équipe a récupéré les génomes de MPXV déposés dans la base de données de l’initiative mondiale sur le partage de toutes les données sur la grippe (GISAID) jusqu’au 22 août 2022. Ils ont identifié des mutations communes avec celles obtenues dans la présente étude. Les numéros d’accès GenBank 412 NC_063383 et ON563414 ont été ajoutés pour enraciner l’arbre phylogénétique. L’Agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé (ANSM) a autorisé la NGS des génomes MPXV.
Résultats de l’étude
Les chercheurs ont testé 307 patients pour la présence de MPXV par qPCR en temps réel entre mai et juillet 2022 en utilisant des lésions cutanées et des échantillons fécaux et nasopharyngés. Plus précisément, ils ont obtenu 11 échantillons de lésions cutanées, dont cinq localisés sur le pénis, six du rectum et un du nasopharynx.
Le nombre moyen de lectures NSG brutes cartographiées sur le génome GenBank Accession no. ON563414.3 était de 44 615 par échantillon, avec une profondeur de séquençage moyenne et une couverture génomique moyenne de 48 ± 41 lectures et de 98,0 ± 2,8 %, respectivement. L’équipe a observé que les 18 génomes MPXV obtenus dans la présente étude appartenaient à la lignée B.1 du clade III selon la classification de l’OMS, avec deux appartenant à la sous-lignée B.1.1. Par rapport au génome MPXV de référence ON563414.3, six des 18 génomes étaient génétiquement identiques, tandis que 12 abritaient au moins une mutation, et l’identité moyenne des nucléotides entre ces génomes était de 99,8 ± 0,2 %, par calculs de comparaison par paires. Ces 18 génomes avaient en moyenne 3,3 ± 2,2 mutations par rapport à ON563414.3.
Sur les 36 mutations différentes au total présentes dans au moins un des 18 génomes, 22 n’étaient pas synonymes tandis que 14 étaient synonymes. Les 22 mutations non synonymes étaient imbriquées dans 20 gènes dispersés le long du génome du MPXV. Ces 20 gènes codés –
i) deux sous-unités de polymérase d’acide ribonucléique (ARN);
ii) deux sous-unités de facteur de transcription précoce et un facteur de transcription intermédiaire et un facteur de transcription tardif ;
iii) une protéine de type phospholipase D ; et
iv) quatre protéines contenant des répétitions d’ankyrine.
En d’autres termes, ces mutations non synonymes ont entraîné des changements d’acides aminés dans les protéines virales cruciales pour la réplication et la morphogenèse du virion, et les interactions virus-hôte. Les études futures devraient étudier plus avant l’impact de ces mutations sur la fonction de ces protéines et le cycle de réplication du MPXV.
Une autre observation clé était un taux de mutation plus élevé que prévu sur la base d’une évaluation précédente des orthopoxvirus, qui suggérait que le MPXV pourrait accélérer son évolution. Selon les auteurs, un nombre plus élevé de mutations entre 66 et 73 acides aminés dans les génomes MPXV par rapport au génome NC_063383.1 obtenu à partir de 304 spécimens humains collectés au Nigeria en août 2018 pourrait être dû à l’action de l’édition de l’ARNm de l’apolipoprotéine B famille des polypeptides catalytiques enzymatiques (APOBEC3).
Curieusement, les chercheurs ont également détecté des lectures NGS identifiant des séquences de S. aureus et S. pyogènes dans la plupart des échantillons cliniques positifs au virus MPX provenant de lésions cutanées. Ces deux bactéries provoquent des surinfections dans les cas de MPXV ; cependant, davantage de données sont nécessaires pour établir la prévalence de ces deux bactéries en association avec les lésions du virus MPX.
L’OMS recommande de surveiller strictement les lésions cutanées à la recherche d’une surinfection associée à une cellulite ou à un abcès. En outre, ils recommandent un traitement de surinfection avec des antibiotiques actifs contre les bactéries sensibles à la méthicilline. S. aureus et S. pyogènes. De même, les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis recommandent un traitement antibiotique pour les personnes souffrant d’infections cutanées bactériennes secondaires. Néanmoins, lors de l’épidémie de MPXV de 2022, les surinfections bactériennes des lésions cutanées ont entraîné une morbidité importante. Ainsi, il justifie une surveillance étroite pour une administration rapide d’antibiotiques dans de tels cas.
conclusion
L’étude met en évidence la nécessité d’une surveillance étroite de plusieurs aspects de l’évolution génétique et des schémas mutationnels des clades MPXV qui ont émergé dans les pays non endémiques avec l’épidémie de 2022 et se sont propagés dans le monde. Par exemple, des études devraient étudier le rôle des pertes de gènes dans la transmissibilité et la réplication du MPXV et celui des enzymes APOBEC3 dans l’augmentation du taux de mutation observé dans les génomes du MPXV.
Notamment, l’expression et l’activité désaminase des enzymes APOBEC3 se modifient au cours de diverses infections et cancers. Plus important encore, il est nécessaire de détecter les agents bactériens des surinfections cutanées parallèlement au séquençage et à la caractérisation des génomes MPXV.
*Avis important
bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique/les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
