L’analyse a indiqué que le nombre de mutations dans le domaine de liaison au récepteur (RBD) du syndrome respiratoire aigu sévère du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) double tous les 72 jours.
Alors que la pandémie de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) continue d’infecter plus de personnes, le SRAS-CoV-2 évolue également. Plusieurs nouvelles variantes du virus ont maintenant été découvertes, certaines plus infectieuses que les souches d’origine. Cela suggère que le virus est déjà dans une race évolutive avec ses hôtes humains.
Dans une étude publiée sur le bioRxiv * preprint server, les chercheurs ont analysé cette évolution du virus en se basant sur la théorie de l’écologie évolutive. En utilisant les génomes de virus disponibles dans la base de données de l’Initiative mondiale sur le partage des données sur la grippe aviaire (GISAID), les chercheurs ont axé leur enquête sur les mutations dans le domaine de liaison au récepteur (RBD) sur la protéine de pointe du SRAS-CoV-2.
L’équipe a utilisé son système de suivi des mutations du virus COVID-19, qui suit toutes les mutations d’un isolat du génome. À l’aide de simulations de Monte Carlo, ils ont estimé le nombre de mutations par humain infecté
Le nombre total de copies de virus dans le monde est un facteur du nombre de personnes infectées et du nombre de copies produites par personne infectée. Mais, comme les tests ne révèlent pas tous les vrais cas infectés, les chercheurs ont utilisé un modèle qui utilise les décès signalés par COVID-19 pour estimer le nombre réel d’infections dans le monde. Le modèle estime qu’au 1er mars 2021, le nombre d’infections est supérieur à 384 millions. En utilisant cela, ils ont estimé à environ 1017 à 1021 des copies du virus ont été produites dans le monde entier.
Analyse des mutations RBD
Le nombre de mutations RBD augmente avec le nombre de copies de virus produites, car chaque fois qu’il y a transcription du génome, il y a un risque de mutations. En analysant les variantes de RBD détectées jusqu’à présent, l’équipe estime que le temps de doublement des mutants est d’environ 72 jours.
Les variants RBD ont également des mutations dans d’autres parties du génome viral, ce qui conduit à environ 90 744 variants uniques avec au moins une mutation dans la RBD. Cependant, le nombre total de variants de SRAS-CoV-2 est beaucoup plus élevé car il existe également des mutations dans des régions autres que la RBD.
La modélisation a suggéré que les mutations RBD détectées représentent environ 85% du total des variantes, ce qui peut ne pas être très précis car il est basé sur les échantillons isolés, ce qui pourrait avoir un biais. Sur la base du modèle, il semble qu’une nouvelle mutation se produit pour 600 000 infections humaines.
En utilisant environ 2 millions d’infections quotidiennes au 15 février 2021, cela donne environ trois nouvelles variantes efficaces produites chaque jour.
Certaines de ces variantes, identifiées il y a plusieurs mois, sont désormais observées dans la population en plus grand nombre. L’une de ces variantes réussies est la souche B.1.1.7. Ici, un acide aminé muté spécifique semble apparaître plusieurs fois indépendamment. Cette variante a divergé plus et plus rapidement que d’autres dans la région RBD. Dans l’arbre évolutif, la branche avec cette variante a conduit à des branches lourdes, l’une d’entre elles se diversifiant rapidement au cours des derniers mois. En outre, les variantes B.1.351 et P.1 sont également sélectionnées dans l’arbre évolutif du virus.
Sélection forte dans les mutations du SRAS-CoV-2
Bien que le rôle des changements de la biodiversité affectant la transmission d’agents pathogènes des animaux aux humains ait été discuté, moins d’attention a été accordée à la façon dont une grande population humaine connectée à l’échelle mondiale accélère l’évolution du SRAS-CoV-2. Le nombre de mutations RBD uniques doublant tous les 72 jours, cette vitesse risque de dépasser les défenses humaines.
Bien que les mêmes variations puissent survenir dans des endroits indépendants, le processus évolutif du SRAS-CoV-2 n’est pas aléatoire et il y a une forte sélection. Ces processus de sélection éliminent les branches moins infectieuses et les branches avec des souches plus infectieuses deviennent plus lourdes. Ceci est démontré par les nouvelles souches B.1.1.7, B.1.351 et P.1, qui semblent être plus infectieuses que la souche d’origine.
La présence d’un grand nombre d’hôtes humains disponibles permet également un autre mécanisme de diversification du virus, le réassortiment. Ce processus implique un échange de segments génétiques entre différents segments de virus qui ont infecté la même cellule, contribuant à une diversification rapide.
L’analyse prédit que des souches plus infectieuses deviendront dominantes, accélérant le taux d’évolution du virus et remettant en question notre capacité à contenir la pandémie. Selon la théorie de la reine rouge, nous devons courir plus vite juste pour suivre le rythme du virus, et encore plus vite si nous devons le surmonter.
*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.
