Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de préimpression, les chercheurs ont caractérisé la sous-variante Omicron BQ.1.1 du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SRAS-CoV-2).
Sommaire
Arrière plan
SARS-CoV-2 Omicron BA.1 a rapidement supplanté la variante Delta, et peu de temps après, Omicron BA.2 était la variante prédominante. Après cela, de nombreux descendants de BA.2 ont émergé, dont BA.2.75 et BA.5. Bien que BA.2.75 et BA.5 aient divergé de BA.2, ils sont phylogénétiquement indépendants et des études récentes rapportent des schémas évolutifs similaires dans les pointes des sous-variantes BA.2.75 et BA.5.
Auparavant, les auteurs ont signalé une augmentation de la pathogénicité des sous-variantes BA.2.75 et BA.5 dans un modèle de hamster par rapport à la sous-variante BA.2, ce qui suggère que les sous-variantes ont évolué pour améliorer la pathogénicité intrinsèque. Malgré l’émergence de plusieurs nouvelles sous-variantes après BA.5, elles n’ont pas réussi à surpasser BA.5.
Au lieu de cela, les sous-variantes émergentes semblent être en évolution convergente, acquérant des substitutions d’acides aminés au même site. La sous-variante BQ.1.1, descendante de BA.5, abrite cinq substitutions convergentes (R346T, K444T, L452R, N460K et F486V) et a été classée comme variante sous surveillance par l’Organisation mondiale de la santé (OMS).
L’étude et les conclusions
Dans la présente étude, les chercheurs ont exploré les caractéristiques évolutives sous-jacentes à l’évolution convergente des lignées SARS-CoV-2 Omicron. Tout d’abord, ils ont construit des arbres phylogénétiques pour les sous-variantes d’Omicron afin d’identifier où les substitutions convergentes se sont produites. Le résidu L452 avait la fréquence de substitution la plus élevée dans la lignée BA.2. De plus, les événements de substitution étaient relativement plus fréquents dans les lignées plus récentes que BA.1/2.
Ensuite, les auteurs ont modélisé la relation entre les substitutions de pointes et la dynamique épidémique virale pour évaluer l’impact des substitutions sur l’aptitude virale. Ils ont analysé un ensemble de données de plus de 300 000 séquences Omicron collectées entre le 1er mars 2022 et le 15 octobre 2022, qui comprenait 254 haplotypes de pointe. Les cinq substitutions convergentes ont affecté positivement le nombre effectif de reproduction (Re).
De plus, l’haplotype de pointe correspondant à la sous-variante BQ.1.1 avait le R le plus élevée. Des recherches plus poussées ont indiqué que la valeur adaptative virale augmentait indépendamment dans plusieurs lignées Omicron au cours de la diversification BA.5. L’analyse a également suggéré que BQ.1.1 augmentait son aptitude en acquérant en série les substitutions K444T, N460K et R346T.
Les chercheurs ont examiné la résistance immunitaire du SRAS-CoV-2 Omicron BQ.1.1 à l’aide de pseudovirus et ont observé que BA.5 et BQ.1.1 étaient nettement résistants à la neutralisation par les sérums d’infection percée Omicron BA.2. Notamment, BQ.1.1 a montré une résistance accrue de 2,7 fois aux sérums d’infection percée par rapport à BA.5. De même, BQ.1.1 était 5,6 fois plus résistant aux sérums d’infection BA.5 que BA.5.
Les sérums de hamsters infectés par BA.2, BA.2.75 ou BA.5 présentaient une activité antivirale élevée contre le variant infectant mais manquaient de réactivité croisée contre d’autres variants. Le test d’affichage de surface de levure (YSD) a montré que la constante de dissociation (Kré) du domaine de liaison au récepteur (RBD) du pic BQ.1.1 à l’enzyme de conversion de l’angiotensine humaine 2 (hACE2) était significativement inférieur à celui du pic RBD BA.5, ce qui implique une plus grande affinité du pic BQ.1.1 pour hACE2 que BA.5 pic.
Les substitutions N460K et R346T dans le pic BQ.1.1 ont été impliquées dans l’affinité de liaison considérablement améliorée. De plus, le pseudovirus BQ.1.1 a montré une infectivité plus élevée que le pseudovirus BA.2 ou BA.5. Les substitutions R346T et N460K du pic BQ.1.1 étaient responsables de l’infectivité accrue. Des hamsters syriens ont été infectés par des isolats cliniques de Delta, BA.5 ou BQ.1.1.
La fonction pulmonaire des hamsters a été déterminée sur la base du rapport entre le temps et le débit expiratoire maximal par rapport au temps expiratoire total (Rpef) et à la pause améliorée (Penh). L’infection Delta a provoqué des changements significatifs dans ces paramètres que l’infection BA.5, suggérant que Delta était plus pathogène que BA.5.
Le Rpef et le Penh des hamsters infectés par BQ.1.1 étaient significativement supérieurs et inférieurs à ceux des animaux infectés par BA.5, respectivement. Cela signifiait que la pathogénicité de BQ.1.1 était comparable ou même inférieure à celle de BA.5. La charge d’ARN viral dans les poumons des hamsters infectés par BA.5 était similaire à celle des hamsters infectés par Delta ou Omicron BQ.1.1.
Enfin, les auteurs ont examiné la pathogénicité intrinsèque du SRAS-CoV-2 Omicron BQ.1.1 en analysant le poumon droit de hamsters infectés et en notant cinq caractéristiques/paramètres histopathologiques – 1) bronchite/bronchiolite, 2) hémorragie avec œdème congestif, 3) alvéolaire dommages, 4) l’hyperplasie des pneumocytes de type II et 5) la zone d’hyperplasie.
Les hamsters infectés par Delta avaient un score histopathologique cumulatif significativement plus élevé que les animaux infectés par BA.5. En revanche, les scores globaux étaient comparables entre les hamsters infectés par BA.5 et BQ.1.1, bien que les animaux infectés par BQ.1.1 aient présenté une bronchite/bronchiolite accrue et davantage de pneumocytes de type II.
conclusion
Pour résumer, les auteurs ont découvert l’évolution convergente des variantes sub-Omicron, soulignant les substitutions fréquentes sur cinq sites de la protéine de pointe virale qui ont amélioré la forme virale et Re. SARS-CoV-2 Omicron BQ.1.1, qui abrite les cinq substitutions convergentes, a montré le R le plus élevée. Le sous-variant BQ.1.1 était également très résistant à la neutralisation par les sérums d’infection percée BA.2 ou BA.5 et a montré une affinité de liaison élevée pour hACE2 et une plus grande fusogénicité que BA.5.
*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.
