Une récente Virus examen donne un aperçu de la façon dont le génome du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère a changé au cours de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19). À cette fin, les chercheurs ont analysé tous les génomes du SRAS-CoV-2 accessibles au public, 97 437 sélectionnés au hasard pour une analyse plus approfondie.
Étude: La montée et la chute des variantes du SRAS-CoV-2 et la diversification continue d’Omicron. Crédit d’image : CI Photos / Shutterstock.com
Sommaire
Arrière plan
Le SARS-CoV-2, l’agent pathogène responsable du COVID-19, a accumulé de multiples mutations depuis sa première identification en décembre 2019. Ces mutations ont donné lieu à des variants du SARS-CoV-2 plus transmissibles et résistants, dont plusieurs ont été classés par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) en tant que variantes préoccupantes (COV).
La variante SARS-CoV-2 Omicron a été détectée pour la première fois en Afrique du Sud le 9 novembre 2021, et a ensuite été déclarée COV par l’OMS le 26 novembre 2021. La protéine de pointe Omicron se compose de 26 à 32 mutations par rapport à la protéine virale précédemment séquencée. isole.
Depuis sa détection initiale, Omicron a évolué en cinq sous-lignées distinctes, dont BA.1, BA.2, BA.3, BA.4 et BA.5. Bon nombre de ces sous-variantes d’Omicron ont été responsables des récentes vagues de réinfections et d’infections révolutionnaires liées au vaccin.
Les mutations virales peuvent être classées comme synonymes ou non synonymes. Alors que les mutations synonymes n’ont pas d’impact sur la séquence protéique, les mutations non synonymes provoquent des modifications du protéome viral. Malgré l’apparente neutralité des mutations synonymes, leur capacité à s’accumuler au fil du temps peut conduire à des profils d’expression protéique altérés.
Mutations généralisées du SRAS-CoV-2
Les 97 437 séquences de protéines SARS-CoV-2 analysées dans la présente étude ont identifié des mutations non synonymes dans 26 séquences différentes. Par conséquent, les chercheurs étaient particulièrement intéressés à évaluer si les mutations acquises dans les protéines SARS-CoV-2 associées à la réplication affectaient les processus de réplication virale. Celles-ci comprenaient la protéine non spécifique 7 (Nsp7), Nsp8, Nsp12, Nsp13 et Nsp14, qui étaient associées à la réplication du variant Omicron et ont été analysées pour les mutations acquises.
La mutation P314L dans Nsp12, une ARN polymérase dépendante de l’acide ribonucléique (ARN), a été identifiée dans près de 98 % des séquences de protéines SARS-CoV-2 analysées. Cependant, cette mutation n’était pas unique parmi les sous-lignées Omicron; ainsi, il ne semble pas responsable de l’augmentation du nombre de mutations dans ces nouveaux variants viraux.
D’autres mutations couramment identifiées comprenaient R392C dans Nsp13, qui est une ARN-hélicase, ainsi que I42V dans Nsp14, qui est une protéine exoribonucléase 3′-5′. Cependant, les deux mutations n’étaient pas situées près du site actif de l’une ou l’autre des protéines, indiquant ainsi qu’elles n’ont pas non plus contribué de manière significative à l’évolution des sous-variants d’Omicron.
Une analyse plus approfondie a démontré que les protéines structurelles de la pointe, de l’enveloppe, de la membrane et de la nucléocapside du SRAS-CoV-2, ainsi que les protéines accessoires, y compris le cadre de lecture ouvert 7a (ORF7a), ORF7b, ORF9 et ORF9b, ont évolué plus rapidement par rapport à aux protéines non structurelles.
Comment Omicron a-t-il évolué ?
Bien que les mécanismes par lesquels Omicron ait émergé restent flous, on soupçonne que cette variante a évolué chez des patients immunodéprimés. L’évolution du SRAS-CoV-2 chez ces patients pourrait être due à la faiblesse de leur système immunitaire, incapable d’éliminer le virus mais suffisamment puissant pour permettre la prolifération de variantes d’aptitude accrue.
L’émergence de la variante Omicron peut s’être produite en raison d’une forte sélection purificatrice sur NSP1-16 et d’une forte sélection diversifiante sur les protéines structurelles et accessoires du SARS-CoV-2. Une autre raison possible pourrait être qu’Omicron représente une version recombinante de la souche ancestrale du SRAS-CoV-2 et une souche hypermutée qui n’a pas encore été identifiée.
Néanmoins, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer si chacun de ces scénarios est, en fait, responsable de l’émergence de la variante Omicron.
Relation phylogénétique des variants SARS-CoV-2 nommés. Les variantes préoccupantes (VOC) sont représentées par un nœud coloré. L’arbre phylogénétique a été adapté à partir des données fournies par NextStrain, CoVariants (c’est-à-dire covariants.org) et Pangolin (c’est-à-dire cov-lineages.org)
Perspectives d’avenir
Actuellement, le diagnostic de COVID-19 est principalement basé sur la détection de la présence de la protéine ou du gène de la nucléocapside par des tests d’antigène et de réaction en chaîne par polymérase (PCR), respectivement. Si la protéine de nucléocapside continue d’accumuler des mutations, le diagnostic de COVID-19 à l’avenir pourrait être compromis.
Les mutations de la protéine de pointe, qui reste la principale cible des vaccins et thérapeutiques actuels contre la COVID-19, affecteront également de manière significative l’immunité induite par le vaccin et naturelle. Ainsi, de nouveaux vaccins constitués de la protéine de pointe de différentes variantes du SRAS-CoV-2 pourraient améliorer la durabilité des réponses immunitaires après la vaccination.
Malgré la distribution généralisée des vaccins, les cas de COVID-19 continuent d’augmenter, en particulier depuis que de nouvelles sous-variantes d’Omicron ont été identifiées. Ainsi, une surveillance virale adéquate grâce aux diagnostics des patients et à l’échantillonnage des eaux usées est impérative pour atténuer la menace des nouvelles variantes du SRAS-CoV-2.
Les auteurs concluent : « Il n’y a pas de solution facile à cette situation, mais à mesure que les infections augmentent et que le suivi diminue, nous errons aveuglément dans un avenir incertain et nous risquons davantage d’être pris au dépourvu par un rôle malchanceux des dés de l’évolution. , ce qui peut entraîner une nouvelle variante avec des résultats cliniques distincts. »
