La pandémie de COVID-19 a provoqué des crises de santé publique et socio-économiques sans précédent dans le monde entier. L’agent causal, le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), se propage principalement par le système respiratoire et, comme de nombreux autres virus, continue d’évoluer en de nouvelles variantes virales aux caractéristiques distinctes.
L’émergence de nouvelles variantes plus infectieuses du SRAS-CoV-2 pose de graves risques dans la lutte contre la pandémie de COVID-19 en cours. Par conséquent, comprendre l’évolution du virus et l’origine des variantes est essentiel pour contrôler efficacement la transmission virale ainsi que la pandémie mondiale.
Sommaire
Utilisation d’une approche de réseau phylogénétique pour analyser l’origine du variant B.1.1.7
À ce jour, l’étude de l’évolution du virus a été dominée par l’analyse des arbres phylogénétiques. Cependant, cette méthode ne répond pas adéquatement à un certain nombre de questions importantes.
Des chercheurs américains ont récemment utilisé l’approche du réseau phylogénétique pour analyser l’origine du VOC202012/01 (alpha) ou de la variante PANGO Lineage B.1.1.7, qui a été signalée pour la première fois au Royaume-Uni en 2020 et s’est rapidement propagée à d’autres pays. Cette étude est publiée sur le bioRxiv* serveur de préimpression pendant que le papier est soumis à une évaluation par les pairs.
La variante alpha a été classée comme variante préoccupante et a entraîné une augmentation des cas de COVID-19 et des décès dans de nombreux pays. Des études montrent que le variant classé dans la lignée PANGO B.1.1.7 est plus infectieux que d’autres souches du virus en circulation chez l’homme. L’émergence et la propagation rapide de cette variante et d’autres ont un impact négatif sur la lutte contre la pandémie de COVID-19, tant en ce qui concerne la détection que l’efficacité des vaccins actuellement disponibles.
Ainsi, mieux comprendre comment la variante britannique pourrait fournir des informations essentielles sur les processus derrière la formation de nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 et aider à concevoir de meilleures stratégies pour contrôler la pandémie.
Les résultats montrent que le variant alpha pourrait être le résultat d’une recombinaison de variants circulant auparavant
Les multiples analyses de réseau ont utilisé différentes méthodes et ont révélé de manière cohérente que la variante B.1.1.7 résultait de la recombinaison de souches virales préexistantes et non de mutations progressives dans un ordre linéaire, comme on le suppose généralement. Cela met en évidence un mécanisme clé mais largement ignoré dans l’évolution du SRAS-CoV-2 jusqu’à présent.
On soupçonne également que d’autres variantes récemment apparues, telles que celles signalées pour la première fois en Afrique du Sud, en Inde et au Brésil, pourraient également être le résultat de la recombinaison de variantes existantes.
Analyse de réseau avec le programme PopART. Notez la séquence du génome de référence (EPI_ISL_402124) à une extrémité du réseau tandis que la séquence variante VOC202012/01 (EPI_ISL_601443) à l’autre extrémité du réseau avec une origine possible recombinante.
Cette nouvelle recherche démontre les avantages compétitifs de l’analyse du réseau phylogénétique par rapport à l’analyse de l’arbre phylogénétique dans l’étude évolutive du virus SARS-CoV-2 et de ses variantes.
Bien que les analyses d’arbres phylogénétiques soient relativement faciles à mener avec des approches bien établies résultant en des résultats plus simples à comprendre, malheureusement, l’approche n’est pas adaptée pour étudier l’évolution des virus du SRAS-CoV-2 pour les raisons suivantes.
Pour commencer, la construction d’arbres phylogénétiques place toutes les séquences existantes aux extrémités de l’arbre et empêche artificiellement toute séquence existante d’être l’ancêtre d’une autre séquence. Parce que les souches du virus SARS-CoV-2 ont une histoire évolutive très courte, certaines séquences ancestrales qui ont donné naissance à d’autres séquences pourraient encore être en circulation dans les populations humaines et pourraient avoir été échantillonnées par les chercheurs.
Deuxièmement, les arbres phylogénétiques bifurquants excluent la possibilité qu’une séquence ancestrale donne naissance à plus de deux lignées descendantes.
Cette dernière possibilité pourrait bien avoir été présente dans l’évolution des virus SARS-CoV-2.
Enfin, les arbres phylogénétiques ne supposent aucune recombinaison entre ou parmi les séquences ancestrales.
Plusieurs virus à ARN, dont le VIH, les poliovirus, les bromoviridés, la grippe, les virus de l’encéphalite équine occidentale et les coronavirus, peuvent se recombiner par commutation de modèle.
À la lumière de ce qui précède, l’analyse du réseau phylogénétique serait beaucoup plus appropriée pour étudier l’évolution des virus SARS-CoV-2.
Les résultats illustrent la puissance de l’analyse des réseaux phylogénétiques dans l’étude de l’évolution des virus
L’étude a démontré que la variante alpha signalée pour la première fois au Royaume-Uni pourrait être le résultat d’une recombinaison de variantes du virus circulant auparavant.
L’approche d’analyse de réseau phylogénétique est actuellement utilisée pour analyser l’origine d’autres variantes, y compris celles qui ont émergé au Brésil et en Inde.
L’origine recombinante de la variante alpha souligne l’importance de parvenir à un contrôle local et mondial de la pandémie le plus rapidement possible, car la propagation rapide et continue du virus dans n’importe quelle population facilite l’émergence de nouvelles variantes.
De plus, ces variantes peuvent avoir des capacités d’évasion immunitaire et déclencher de nouvelles vagues d’épidémies, ce qui pourrait rendre impossible l’élimination complète du virus SARS-CoV-2 de la population humaine.
Les résultats de l’étude illustrent la puissance et l’application de l’analyse de réseau phylogénétique dans l’étude de l’évolution du virus.
Selon les auteurs, l’analyse du réseau phylogénétique peut être utilisée pour étudier les processus évolutifs entraînant l’émergence de nouvelles variantes du SRAS-CoV-2 et de plusieurs autres virus.
De nouvelles méthodes de production et de distribution de vaccins peuvent aider à accélérer la production et la livraison mondiales de vaccins COVID-19 efficaces contre les variantes récemment apparues et émergentes du SRAS-CoV-2.
« Notre étude a également démontré la puissance de l’analyse de réseau phylogénétique et ses avantages concurrentiels par rapport à l’analyse d’arbres phylogénétiques dans des situations telles que l’étude évolutive des virus SARS-CoV-2. »
*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/le comportement lié à la santé, ou traités comme des informations établies.
