Dans une récente étude publiée sur bioRxiv*, les chercheurs ont effectué une analyse de la variance moléculaire (AMOVA) dans 59 haplotypes du gène du récepteur de l’interféron (IFN)-alpha (α) /bêta (β) (IFNAR), partant du virus du monkeypox (MPX) (MPXV), du virus du camelpox , le virus de la buffalopox, le virus de l’ectromélie, le virus du cowpox, le virus du rabbitpox, le virus de la variole (VARV) et le virus de la vaccine.
Sommaire
Arrière plan
Au fil du temps, les Orthopoxvirus ont acquis des caractéristiques évolutives pour s’adapter et limiter les réponses immunologiques de l’hôte. Les stratégies d’évasion immunitaire utilisées par les virus pourraient avoir un impact sur les vaccinations contre la variole par le biais de mécanismes qui affaiblissent les actions effectrices pour l’inhibition antivirale et confèrent des caractéristiques immunorégulatrices.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont effectué une analyse de la variance moléculaire à l’aide de 59 haplotypes du gène IFNAR obtenus à partir de la base de données NCBI (centre national d’information sur la biotechnologie) pour améliorer la compréhension des aspects évolutifs du gène IFN et de son comportement probable dans MPX.
Les haplotypes des gènes IFNAR du MPXV, du virus camelpox, du virus buffalopox, du virus cowpox, du virus rabbitpox, du virus ectromélie, du VARV et du virus de la vaccine ont été extraits de la base de données NCBI le 6 août 2022. Les séquences virales ont été analysées à l’aide d’analyses structurales génétiques pour évaluer variance, diversité haplotypique, inadéquation génétique, incompatibilité, distance génétique, expansion démographique et spatiale, diversité moléculaire et temps de divergence évolutive.
Des tests analytiques de spectre (SFS) ont été effectués pour estimer les paramètres démographiques du spectre de fréquences, et des analyses de simulation ont été effectuées. Les indices de diversité moléculaire ont été calculés sur la base des différences de séquence, et les estimateurs thêta ont été utilisés pour l’estimation de l’homozygotie basée sur l’équilibre entre les mutations et la dérive génétique.
La méthode de Jukes et Singer a été utilisée pour estimer les différences d’haplotypes, et les méthodes de Kimura et Tamura ont été utilisées pour estimer les fréquences d’haplotypes. La méthode Tajima et Nei a été utilisée pour évaluer les différences de nucléotides dans les haplotypes et les taux de transitions, transversions et mutations d’insertion-délétion. Un arbre de réseau couvrant minimum (MSN) a été utilisé pour calculer les distances entre les unités taxonomiques opérationnelles (OTU) des matrices de distance d’haplotypes appariés.
La modélisation de probabilité maximale a été utilisée pour reconstruire la phase gamétique des génotypes multilocaux, et des analyses de variance moléculaire locus par locus ont été effectuées. Des tests de neutralité tels que le test d’homozygotie d’Ewens-Watterson, le test d’Ewens-Watterson-Slatkin, le test de neutralité sélective Tajima et le test de neutralité sélective FS FU ont été effectués.
Résultats
Huit groupes distincts d’orthopoxvirus ont été détectés avec des variations et des degrés de structuration variables, étant généralement plus grands (avec plus de mutations d’insertion-délétion) pour le virus Cowpox. Les tests Tajima et FS FU ont montré des désaccords entre les estimations de π et φ, ce qui indique qu’il n’y a pas d’expansion de la population de tous les virus à l’exception du virus de la cowpox.
Une divergence génomique élevée due à des mutations et à une structuration étendue a été observée parmi cinq groupes (cowpox, camelpox, MPX, variola et vaccine) qui pourrait être due à une perte d’haplotype intermédiaire entre les générations, probablement associée à l’absence de flux de gènes. Les niveaux de structuration ont indiqué un schéma de divergence génétique discontinu entre les groupes étudiés, compte tenu de l’existence potentielle de plusieurs stades de mutations, en particulier dans le cowpox.
Les mutations du gène IFNAR dans les cinq groupes étaient fortement fixées (FST valeur 76 %) basée sur la dérive génétique et l’effet fondateur accompagnant le comportement de perte et/ou de dispersion d’haplotypes intermédiaires entre les générations virales. Les valeurs de distance génétique indiquaient un modèle continu de divergence élevée pour les groupes d’étude.
De plus, les différences entre 59 haplotypes étaient reflétées par le nombre élevé de variations et de hiérarchies inter-haplotypes dans toutes les composantes de la covariance : par les différences inter- et intra- au niveau du groupe et de l’individu. Les analyses AMOVA et de distance génétique ont montré des résultats significatifs pour les groupes de virus testés avec des composantes de variation intergroupe et intragroupe de 25% et 8%, respectivement, indiquant une divergence évolutive élevée entre les groupes. Aucune similitude significative n’a été trouvée pour le temps de divergence évolutive génétique parmi toutes les populations.
Les estimateurs thêta n’ont pas montré d’uniformité dans les résultats pour toutes les méthodes, ce qui n’indique aucune conservation IFNAR parmi les virus étudiés. Les polymorphismes d’haplotypes dénotaient de grandes variations (mutations silencieuses et rapides) et une diversité génétique dans les produits des protéines des orthopoxvirus étudiés, augmentant la difficulté de développer des cibles moléculaires pour le développement de médicaments et de vaccins. Les résultats ont indiqué que le gène IFNAR peut ne pas supprimer efficacement les infections virales.
Moins de diversités moléculaires ont été observées pour le virus de l’ectromélie, le virus de la variole du lapin et le virus de la buffalopox. Les variations de Tau et les analyses d’incompatibilité ont montré une divergence significative, en particulier entre les groupes de virus MPXV, cowpox et camelpox, en fonction de la taille des populations ancestrales et des taux de mutation non constants.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré une grande diversité d’haplotypes, avec une augmentation des mutations d’insertion-délétion, des transversions et des transitions, pour cinq groupes viraux avec des expansions marginales des populations virales. Les estimateurs ont indiqué un manque de conservation du gène IFNAR (et de son produit protéique) parmi les virus, ce qui sous-tend l’utilisation de thérapies à base d’anticorps neutralisants et le développement de nouveaux médicaments qui pourraient fonctionner comme des adjuvants efficaces pour le gène IFNAR.
*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.