L’épidémie rapide du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) est responsable de millions d’infections et de décès dans le monde. L’émergence de ce virus à ARN a été signalée pour la première fois en 2019 à Wuhan, en Chine, et en très peu de temps, elle s’est propagée dans 220 pays et territoires à travers le monde.
Le développement de vaccins et de thérapies a réduit le taux de mortalité. Cependant, l’émergence continue de variantes du SRAS-CoV-2 a remis en question l’efficacité des vaccins disponibles.
Certaines de ces variantes, connues sous le nom de variantes préoccupantes (VoC), ont un taux de transmission beaucoup plus élevé et une mortalité accrue que la souche originale du SRAS-CoV-2. Par conséquent, il est impératif d’évaluer l’efficacité des vaccins disponibles contre les souches circulantes du SRAS-CoV-2. En outre, le suivi des variantes génétiques en constante évolution est également essentiel pour prévenir de futures épidémies.
Suivi de l’évolution de la transmissibilité et de la virulence du SARS-CoV-2
L’évolution de la transmissibilité et de la virulence du SRAS-CoV-2 s’est produite en raison de mutations fonctionnelles. Ces mutations aident les virus à s’adapter aux changements de l’hôte. Par exemple, en raison de ces mutations, le virus peut échapper au système immunitaire de l’hôte. Par conséquent, l’évaluation des changements dans les séquences génétiques est vitale pour déterminer la distance évolutive et la stabilité des variantes du SRAS-CoV-2 à partir de la séquence de la souche d’origine isolée à Wuhan.
En raison de la disponibilité des séquences du génome entier du virus dans des référentiels publics, tels que l’Initiative mondiale sur le partage de toutes les données sur la grippe (GISAID), et la collection d’outils open source pour la visualisation instantanée de la génétique derrière l’épidémie de virus, Par exemple, NextStrain, les scientifiques ont pu suivre le chemin évolutif de ce virus.
L’outil d’attribution phylogénétique des lignées d’épidémies mondiales nommées (PANGOLIN) est largement utilisé pour retracer la lignée des nouvelles variantes émergentes. Dans le scénario actuel, suivre l’évolution et attribuer des lignées aux variantes du SRAS-CoV-2 a été difficile en raison des mutations fréquentes. Une carte détaillée des mutations, avec leur rôle potentiel, peut aider à développer des thérapies et des vaccins pour lutter contre la souche circulante. Cela pourrait également aider à prévenir et à se préparer aux futures vagues dues à la transmission du SARS-CoV-2 VoC.
Une nouvelle étude publiée dans la revue mBio a développé un catalogue comprenant les mutations génomiques du SARS-CoV-2 les plus importantes enregistrées entre décembre 2019 et novembre 2020. Les auteurs de cette étude ont également mis en évidence l’impact possible de ces mutations sur la stabilité des candidats protéiques sur la base desquels les vaccins et les thérapeutiques ont été conçus.
Cartographie des mutations et de leurs conséquences
Les chercheurs de cette étude ont développé un arbre phylogénétique comprenant 513 génomes qui ont été volontairement sélectionnés pour refléter la diversité génomique du virus couvrant toutes les lignées PANGOLIN. Ils ont trouvé un total de 61 lignées et sous-lignées du SRAS-Cov-2 circulant simultanément dans de nombreux pays du monde.
La cartographie des mutations des 513 génomes a montré un total de 106 substitutions d’acides aminés. Cette étude a révélé 36 mutations dans >5% des séquences du génome avec 12 substitutions majeures qui ont été considérées comme des mutations définissant la lignée. Dans 8,6% des génomes, L84S dans ORF8 est apparu et a été considéré comme la première mutation significative. La substitution d’acides aminés dans 13,3% des génomes s’est avérée être L37F dans ORF3a, et dans 1,4% des génomes était G251V dans nsp6.
Fin janvier 2020, les mutations prédominantes définissant la lignée dans l’ensemble des données étaient D614G et P323L. Ces deux mutations ont été trouvées dans nsp12 du SARS-CoV-2. Les séquences avec ces mutations ont été désignées comme la lignée B.1. Plusieurs autres mutations ont été signalées au fur et à mesure de la progression de la pandémie. Les substitutions d’acides aminés trouvées à T428I et G15S dans ORF1a ont été désignées comme la sous-lignée C.1 et C.2, tandis que la substitution S477N dans la protéine de pointe (S) et I120F dans nsp2 sont connues pour être la sous-lignée D.2.
La présente étude a analysé les conséquences structurelles après les 11 mutations définissant le clade. Parmi ces mutations, trois se sont avérées stabiliser les structures protéiques respectives, tandis que six mutations étaient déstabilisantes. Les chercheurs ont retracé 4 170 mutations faux-sens dans la protéine de pointe, dont 683 sur le seul domaine RBD. Les auteurs de la présente étude ont révélé un équilibre intrigant de mutations stabilisantes et déstabilisantes. Un tel équilibre pourrait être à l’origine de l’évolution du SARS-CoV-2 sans perdre sa pathogénicité.
Importance de l’étude
Cette étude met en évidence l’importance de la surveillance génomique persistante, de la cartographie des mutations et du catalogage des mutations potentielles pendant les périodes de pré-vaccination et de post-vaccination. Cela devrait aider à développer, sur le plan épidémiologique, les meilleurs programmes de vaccination. Le suivi de l’évolution du virus a révélé une faible variation globale des séquences du SRAS-CoV-2 par rapport aux autres virus à ARN. Cela pourrait être dû au faible taux de mutation pour le manque d’anticorps neutralisants ou à la pression sélective. Cependant, une augmentation des programmes de vaccination et l’utilisation d’anticorps monoclonaux thérapeutiques vont remettre en cause la population virale. Cela conduira à des mutations structurelles rapides pour leur survie. Ces mutations doivent être surveillées pour éviter de futures épidémies.
