Une équipe de scientifiques des États-Unis a récemment étudié les signatures mutationnelles dans le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la protéine de pointe du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2). Les résultats révèlent que la fréquence de la mutation L452R dans la région du pic a augmenté depuis novembre 2020. La mutation L452R, qui devrait augmenter l’infectivité virale et la puissance d’évasion immunitaire de l’hôte, s’est associée à une variante virale qui a récemment causé des épidémies en Californie. L’étude est actuellement disponible sur le bioRxiv* serveur de pré-impression.
Sommaire
Fond
Le SRAS-CoV-2, l’agent pathogène causal de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), est un virus à ARN enveloppé du Famille des Coronaviridae. Outre la souche originale de Wuhan qui est apparue en décembre 2019, de nombreuses variantes distinctes du SRAS-CoV-2 contenant plusieurs mutations de pointe apparaissent continuellement tout au long de la pandémie. La majorité de ces variants contiennent des mutations dans la RBD de la protéine de pointe et sont donc considérés comme des «variants préoccupants» en raison de leur capacité à augmenter l’infectivité virale, la virulence et la puissance d’évasion immunitaire.
De deux domaines (S1 et S2) de la glycoprotéine de pointe du SRAS-CoV-2, S1 interagit avec le récepteur de l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) de la cellule hôte via le RBD. Ceci est suivi par la dissociation protéolytique des domaines S1 et S2 et la fusion subséquente de l’enveloppe virale avec la membrane de la cellule hôte. Parce que la RBD est significativement impliquée dans la reconnaissance et l’entrée virales, tout changement structurel dans cette région dû à une mutation peut influencer la transmissibilité et la virulence virales. De plus, les anticorps développés contre la RBD se sont avérés avoir une puissance maximale dans la neutralisation du SARS-CoV-2.
Dans la présente étude, les scientifiques ont analysé les altérations génétiques dans la région des 414-583 acides aminés du domaine du pic S1, qui couvre partiellement la RBD. En utilisant les méthodes de réaction en chaîne par polymérase (PCR) et de séquençage de Sanger, ils ont analysé un total de 570 échantillons de nasopharynx collectés auprès de patients COVID-19 entre avril 2020 et février 2021, dans différentes régions des États-Unis.
Distribution de mutations silencieuses (triangles verts) et d’acides aminés (triangles rouges) dans la région 414-583 de la protéine Spike. Rouge foncé – domaine de liaison au récepteur (RBD); Vert – domaine C-terminal 1 (CTD1) de la région de pic S1; Bleu – résidus d’épitope de crête de liaison au récepteur; Jaune – 443-450 résidus d’épitope de boucle; Noir – 570-572 résidus de boucle.
Observations importantes
Les scientifiques ont identifié la substitution d’acides aminés L452R dans la région du pic comme la mutation dominante dans les échantillons collectés depuis novembre 2020. Plus précisément, ils ont observé que deux variantes indépendantes du SARS-CoV-2 (CAL.20C et CAL.20A) contenant une mutation du pic L452R sont apparues récemment dans l’état de Californie. Parmi ces variantes, CAL.20C (clade 20C; lignée B.1.429) est considérée comme la variante prédominante en Californie depuis novembre 2020. Cependant, la variante CAL.20A (clade 20A; lignée B.1.232) identifiée dans cette étude a est apparu beaucoup plus récemment que CAL.20C et circule principalement en Californie. Sur la base de l’analyse phylogénétique, les scientifiques ont indiqué que la mutation L452R est le principal moteur de l’émergence des deux variantes. Une telle augmentation de la fréquence de mutation L452R dans les variantes récentes du SRAS-CoV-2 indique directement son implication cruciale dans l’évolution adaptative virale due à une sélection positive.
Contrairement à CAL.20C, aucune expansion clonale massive n’a été observée pour CAL.20A. Selon les résultats de l’étude, CAL.20C contient deux mutations de pointe supplémentaires avec L452R, qui sont absentes de CAL.20A. Les scientifiques pensent que ces mutations supplémentaires peuvent être responsables de l’augmentation des avantages adaptatifs de L452R, et pour cette raison, CAL.20A n’a pas pu atteindre le même taux d’expansion que CAL.20C.
Les scientifiques ont examiné les bases de données Nextstrain et GISAID et ont découvert qu’en dehors de deux variantes californiennes, la mutation L452R est présente dans plus de 400 génomes du SRAS-CoV-2 isolés dans plus de 20 pays. Cela indique une forte sélection positive pour la mutation L452R. Fait intéressant, ils ont trouvé un variant CAL.20A d’un gorille au zoo de San Diego, qui contient deux mutations supplémentaires dans la protéine non structurelle 2 (NSP2).
Sur la base de la littérature disponible, les scientifiques ont mentionné que la substitution du résidu de leucine hydrophobe à la position 452 par un résidu d’arginine polaire hautement hydrophile (mutation L452R) pourrait fortement favoriser l’interaction entre le virus et la cellule hôte, ce qui à son tour peut augmenter considérablement le virus. transmissibilité et infectivité. De plus, une telle substitution d’acides aminés devrait réduire la capacité de neutralisation du virus des anticorps ciblant spécifiquement le pic RBD.
Importance de l’étude
L’étude démontre l’importance de la mutation L452R dans l’évolution adaptative virale. Une forte sélection positive pour la mutation L452R n’a été particulièrement observée que récemment, indiquant que l’évolution adaptative virale pourrait avoir eu lieu en réponse à des mesures de confinement étendues ou à l’augmentation de l’immunité au niveau de la population contre les souches virales d’origine.
*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.
