La première analyse complète et à grande échelle disponible sur le serveur de préimpression bioRxiv * a tenté d'identifier les signatures génomiques spécifiques des souches du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) au sein et entre les hôtes individuels – révélant des événements de recombinaison, des profils géographiques spécifiques, ainsi que des souches multiples et / ou des surinfections caractéristiques de la maladie du coronavirus (Pandémie de covid19.
La pandémie actuelle de COVID-19 a révélé un besoin urgent de données précises sur l'évolution et l'historique de la transmission pour éclairer la gestion des épidémies en temps réel, élaborer des stratégies d'atténuation appropriées et mettre en œuvre des politiques de santé publique. Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire de mieux comprendre le SRAS-CoV-2.
SARS-CoV-2 – Micrographie électronique à transmission de particules de virus SARS-CoV-2, isolée d'un patient. Image capturée et rehaussée de couleurs au NIAID Integrated Research Facility (IRF) à Fort Detrick, Maryland. Crédits: NIAID
Contrairement à une myriade d'études qui ont caractérisé les génomes viraux sur la base de séquences consensuelles, les chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont décidé d'étudier l'hétérogénéité des échantillons individuels et de partager les signatures mutationnelles entre les échantillons.
Sommaire
Évaluation de la diversité virale
Ce groupe de chercheurs a analysé un total de 621 échantillons de séquençage en vrac SARS-CoV-2 du National Center for Biotechnology (NCBI) Information Sequence Read Archive pour identifier les signatures / souches génomiques virales présentes dans et entre les patients COVID-19.
Ils ont également développé des algorithmes pour déconvolver les échantillons de séquençage en vrac dans l'ensemble de découverte et pour finalement trouver la proportion des souches inférées dans chaque échantillon d'archive de lecture de séquence, qui a ensuite été validée par rapport à 7 540 bases de données GISAID de séquences consensus.
GISAID est une collaboration public-privé qui permet le partage rapide des données de séquençage génétique liées à COVID-19 dans une base de données librement accessible. Actuellement, cette base de données contient plus de 2 600 séquences génomiques SARS-CoV-2 modélisées en temps réel, ce qui aide de manière significative à détecter les mutations virales et à suivre ses mouvements mondiaux.
Après une analyse phylogénétique détaillée des souches présumées, l'approche de déconvolution a permis un examen approfondi de la diversité virale mondiale en dessous du niveau consensuel – localisant à son tour des hôtes avec des souches provenant de clades distincts, ainsi que de nombreux exemples de recombinaison. Des études sur la mutation et l'immunogénicité ont aidé à compléter le tableau.
« Il est essentiel d'évaluer la diversité virale en dessous du niveau de consensus, car des variantes mineures peuvent avoir un impact sur les modèles de virulence et l'efficacité de transmission de personne à personne », expliquent les auteurs de l'étude sur leur approche méthodologique.
Regroupement géographique et individuel
En résumé, cette étude a montré des preuves de la diversité virale intra-hôte à travers les clades phylogénétiques, les infections multi-souches et les surinfections, les cas putatifs d'événements de recombinaison, ainsi que les profils de souches distinctifs dans le temps et les emplacements géographiques.
Plus précisément, un effort d'analyse phylogénétique a regroupé les souches analysées en quatre clades distincts, tandis que l'analyse spatio-temporelle a révélé que le clade 3 est apparu le plus récemment. De plus, l'analyse épidémiologique séparée a montré que le Clade 3 a un nombre de reproduction moyen plus élevé que les autres clades, étant le plus répandu dans les pays européens et nord-américains.
Le nombre de reproduction représente un concept clé en épidémiologie des maladies infectieuses et indique la propension d'un agent infectieux spécifique à la propagation d'une épidémie. Fondamentalement, plus la valeur d'un numéro de reproduction est élevée, plus il est difficile de contrôler l'épidémie – ce qui peut expliquer pourquoi Clade 3 a eu un tel succès en Europe et aux États-Unis.
Ces résultats ont des implications primordiales pour comprendre à la fois la mutabilité et la transmissibilité de souches spécifiques du SRAS-CoV-2. De plus, la valeur pratique de l'examen de la composition virale des patients COVID-19 (en dessous du niveau consensuel) est la possibilité d'un suivi méticuleux des contacts.
Futures pistes de recherche
Les algorithmes présentés dans cette étude peuvent être appliqués pour analyser la diversité virale du SRAS-CoV-2 au niveau des organes mais aussi pour corréler les souches identifiées avec des mesures de résultats telles que la gravité de la maladie, la morbidité et la mortalité afin d'obtenir plus d'informations sur le COVID -19 pathogenèse.
Une avenue de recherche passionnante sera d'étudier si la présence de souches spécifiques au sein d'un hôte entraîne des résultats défavorables. De plus, les souches liées à chaque hôte infecté peuvent améliorer la reconstruction de l'historique de transmission en utilisant des techniques qui prennent en charge les infections à souches multiples et plusieurs échantillons par hôte.
Le résultat final peut être une méthode de traçage des contacts quelque peu précise. « Nos résultats et algorithmes faciliteront des analyses évolutives plus détaillées et le suivi des contacts qui tiennent spécifiquement compte de la diversité virale intra-hôte dans la pandémie COVID-19 en cours ainsi que les pandémies futures », concluent les auteurs de l'étude.
*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, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.
