La pandémie de maladie à coronavirus (COVID-19), causée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), est loin d’être terminée car les pays signalent une augmentation des cas, y compris ceux causés par des variantes émergentes. À ce jour, il y a plus de 195 millions de cas dans le monde, avec plus de 4,18 millions de décès.
En réponse aux infections en cours par le SRAS-CoV-2 au Royaume-Uni, le consortium COVID-19 Genomics UK (COG-UK) a été formé pour séquencer rapidement les génomes du SRAS-CoV-2 dans le cadre d’une stratégie de surveillance génomique à l’échelle nationale.
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Le nouveau logiciel de bioinformatique et l’approche de cloud computing développés à l’Université de Birmingham ont été identifiés comme le système de séquençage COVID-19 le plus sophistiqué au monde. Appelé CLIMB-COVID, l’outil de séquençage a été conçu pour relever l’énorme défi du séquençage des génomes du SRAS-CoV-2.
Dans un nouvel article de recherche, publié dans la revue Biologie du génome, les scientifiques ont discuté du développement et du déploiement de CLIMB-COVID, une structure numérique globale pour relever le défi de la collecte et de l’intégration à la fois des données de séquençage génomique et des métadonnées associées aux échantillons produites sur le réseau COG-UK. Cela comprend un réseau d’universités, de centres de séquençage régionaux, d’institutions universitaires et des quatre agences de santé publique du Royaume-Uni.
« Construire ce type de système de séquençage décentralisé n’a pas été possible auparavant car l’infrastructure logicielle n’était pas disponible. En concevant ce système, nous avons montré comment le séquençage génétique peut être utilisé comme un outil essentiel dans toute réponse de santé publique », a déclaré le Dr. Samuel Nicholls, auteur principal de l’article, a déclaré.
L’ESCALADE-COVID
La première version de CLIMB-COVID a été développée par une équipe de scientifiques de l’Université de Birmingham et de l’Université de Cardiff en moins d’un mois. Il a aidé à traiter les données de séquençage de plus de 675 000 génomes de coronavirus, y compris la détection et le suivi des variantes Alpha et Delta.
Le modèle a trois fonctions principales. Premièrement, il produit des données en connectant un réseau de sites de séquençage régionaux à un réseau d’organisations d’échantillonnage pour établir un réseau pour le séquençage du génome du SRAS-CoV-2.
Ensuite, le modèle collecte des données en fournissant un système pour transférer des données de séquençage, des génomes de consensus et des échantillons de métadonnées. Enfin, il vise à intégrer les données dans un jeu de données unique en combinant les séquences collectées et les métadonnées.
La nouvelle plate-forme fonctionne en distribuant un réseau démocratisé pour le séquençage du génome du SRAS-CoV-2, fournissant une interface unifiée pour le transfert, le stockage et le partage de séquences.
L’infrastructure cloud fournit également la capacité de calcul et de stockage nécessaire pour étudier et analyser les grands ensembles de données génomiques produits par le consortium, ainsi que pour répondre aux besoins de recherche nationaux et internationaux.
Cela signifie que les responsables de la santé et les autres membres de l’équipe d’intervention COVID-19 peuvent surveiller les séquences du génome, trouver des mutations potentielles et l’émergence de variantes.
« L’établissement du principe du partage automatisé et rapide des données dès le début de la réponse à la pandémie a signifié que le Royaume-Uni est devenu une source fiable de données de surveillance et sur laquelle d’autres pays se sont appuyés pour suivre la dynamique de la lignée SARS-CoV-2 », ont expliqué les chercheurs.
Surveillance des séquences du génome
Les scientifiques doivent effectuer une surveillance du séquençage du génome pour surveiller l’émergence de nouvelles variantes. Ces variantes peuvent affecter les efforts de vaccination à travers le monde, car certaines peuvent échapper à la protection contre le COVID-19 contre l’infection naturelle ou la vaccination.
À ce jour, le COG-UK a produit plus de 550 000 séquences publiques, contribué à plus de 20 rapports au gouvernement et compte 50 publications universitaires. Il a également soutenu des centaines d’enquêtes sur des épidémies à travers le Royaume-Uni
« Le système CLIMB-COVID est open source. Cela signifie que n’importe qui dans le monde peut accéder à notre code informatique et à toutes les données génomiques et peut voir comment nous travaillons », a déclaré le Dr Nicholls. En conséquence, les scientifiques pensent qu’il s’agit du système de séquençage COVid-19 le plus sophistiqué au monde.
« Nous n’avons jamais vu un effort aussi coordonné et soutenu pour générer des données de surveillance génomique en temps réel à cette échelle et à ce rythme et c’est pourquoi le Royaume-Uni est le leader mondial du séquençage génomique du SRAS-CoV-2 », a-t-il ajouté.
