Une équipe de scientifiques des États-Unis et d’Allemagne a récemment étudié l’évolution du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) dans un ensemble représentatif de séquences provenant des États-Unis collectées entre 2020 et 2021. Les résultats révèlent que le génome viral a accumulé plusieurs mutations au fil du temps avec seulement une perte occasionnelle de mutation. Les principales forces motrices de ces variations génétiques comprennent une infection généralisée et des événements de grande diffusion. L’étude est actuellement disponible sur le bioRxiv* serveur de pré-impression.
Sommaire
Fond
Moins d’un an après son émergence, le SRAS-CoV-2, l’agent pathogène causal de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), a infecté 110 millions de personnes et fait 2,4 millions de morts dans le monde. Le SARS-CoV-2 est un virus à enveloppe simple brin de sens positif du Famille des Coronaviridae. Parmi les différentes protéines présentes sur l’enveloppe virale, la glycoprotéine de pointe est le composant le plus immunogène en raison de son implication directe dans les processus de reconnaissance virale et d’entrée. Toute modification des séquences d’acides aminés des cadres de lecture ouverts viraux (ORF), qui codent pour des protéines virales essentielles, peut conduire au développement de nouveaux variants viraux. Par rapport à d’autres virus à ARN, les mutations se produisent moins fréquemment dans le SRAS-CoV-2 en raison de la présence de la capacité de relecture d’exoribonucléase 3′-5 ‘. Cependant, les preuves suggèrent que la plupart des substitutions de nucléotides uniques observées dans le SRAS-CoV-2 sont probablement causées par des désaminases d’édition d’ARN, qui ciblent généralement les bases adénine et cytosine pour provoquer des mutations de transition. En outre, plusieurs mutations de recombinaison via la commutation de brins de matrice ont été documentées dans SARS-CoV-2.
Dans la présente étude, les scientifiques ont étudié l’incidence des mutations du SRAS-CoV-2 apparues en 2020 aux États-Unis et ont dérivé un ensemble de signatures mutationnelles représentant des variantes virales distinctes. Sur la base des signatures mutationnelles, ils ont cherché à identifier de nouvelles variantes ou de nouvelles mutations dans les variantes précédentes qui ont été introduites à partir de différentes régions du monde. Ils ont étudié un ensemble représentatif de séquences qui couvrent tout le génome du SRAS-CoV-2 aux États-Unis.
Observations importantes
Pour l’analyse, les scientifiques ont collecté plus de 8000 séquences complètes de SRAS-CoV-2 de patients COVID-19 entre janvier 2020 et janvier 2021. Ils ont identifié plusieurs variantes distinctes du SRAS-CoV-2, y compris la souche originale de Wuhan et ses sous-variables portant des mutations mineures; et deux variétés de la souche européenne avec la mutation D614G. La souche européenne a rapidement acquis de multiples mutations qui ont finalement abouti à une nouvelle variante dominante locale, la s48. Ils ont observé qu’au lieu d’un événement de recombinaison, ces mutations résultaient en fait de l’acquisition de substitutions de nucléotides uniques dont la fréquence augmentait rapidement en raison d’événements de superétalement.
Surtout, ils ont observé que les principales variantes américaines accumulaient un nombre croissant de mutations au fil du temps, indiquant le fait que l’émergence de nouvelles mutations peut augmenter avec une transmission virale incontrôlée et que les variantes nouvellement émergées peuvent influencer l’efficacité des anticorps thérapeutiques et des vaccins. Plus précisément, ils ont observé qu’en 2020, plus de 20 mutations de substitution d’acides aminés se sont produites dans la protéine de pointe, et beaucoup de ces mutations restent encore dans la population à une faible fréquence. Cela indique que ces mutations de substitution s’accumulent de plus en plus au fil du temps avec une perte minimale de la population par dérive génétique.
Les scientifiques ont mentionné que ces variantes de pointes de basse fréquence pourraient éventuellement devenir les variantes dominantes en raison du nombre croissant d’événements de superétalement aux États-Unis. En atteignant un niveau de haute fréquence en raison d’événements de super-propagation, ces variants peuvent subir une sélection positive dans l’évolution virale, conduisant à l’émergence de variantes capables d’échapper aux réponses immunitaires de l’hôte. De telles variantes pourraient apparaître chez les personnes recevant des doses de vaccin inadéquates.
Parmi les variantes de pointe distinctes, les scientifiques ont identifié un nouveau variant B1.375 contenant la mutation de délétion H69 / V70. Ils ont considéré B1.375 comme une variante préoccupante car la délétion H69 / V70 peut augmenter la possibilité d’acquisition de nouvelles mutations présentant une pertinence clinique. De plus, ils ont identifié certains variants sans pic contenant des mutations dans ORF1a et 1b, influençant potentiellement la gravité de la maladie et la transmissibilité virale.
Pour établir des signatures mutationnelles distinctes, ils ont analysé un certain nombre de mutations silencieuses qui ne modifient que la séquence d’ADN ou d’ARN sans altérer le résidu d’acide aminé (mutations synonymes). Leur analyse a révélé que les mutations les plus fréquentes étaient les transitions C-vers-U et U-vers-C. Ils pensent que les événements de modification de l’ARN par les enzymes d’édition de l’ARN sont principalement responsables de ces mutations.
Importance de l’étude
L’étude met en évidence que les événements de super-étalement sont potentiellement responsables de la génération de nouvelles variantes de pointe à haute fréquence à partir du réservoir préexistant de variantes à basse fréquence. Par conséquent, des mesures strictes doivent être prises pour éviter de tels événements.
*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.