Les variants du SRAS-CoV-2 apparaissent rapidement chez les hôtes non humains, risque potentiel de réinfection humaine

La maladie à coronavirus, causée par le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2), est apparue pour la première fois en décembre 2019 dans la ville de Wuhan, en Chine. Les scientifiques pensent que le virus est passé d’un hôte animal intermédiaire à l’homme.

À ce jour, le virus a rendu malade plus de 117 millions de personnes et tué plus de 2,61 millions dans le monde. Il est donc crucial de déterminer comment le virus se propage et évolue pour développer des vaccins et des thérapies.

Des chercheurs de l’Université d’État du Colorado et de l’École de médecine vétérinaire de l’Université de Pennsylvanie ont découvert que les variantes du SRAS-CoV-2 émergent rapidement chez les animaux hôtes, ce qui fait allusion au risque potentiel de réinfection humaine.

L’étude, publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv *, souligne la nécessité d’étudier l’évolution et la pathogenèse virales chez les hôtes humains et animaux. Cela pourrait aider à prévenir de futures épidémies qui pourraient imiter l’ampleur de la pandémie actuelle de COVID-19.

Contexte de l’étude

Au fil des ans, les événements de transmission interspécifique ou les retombées, qui mettent les agents pathogènes au défi de survivre dans de nouveaux environnements hôtes, se traduisent par des adaptations espèces-espèces.

L’épidémie de syndrome respiratoire aigu sévère en 2002, le syndrome respiratoire du Moyen-Orient en Arabie saoudite en 2012 et la pandémie actuelle de COVID-19 sont tous issus d’un événement de contagion. Bien que les chauves-souris soient probablement le réservoir des coronavirus, les hôtes intermédiaires comprennent les civettes, les chameaux et les pangolins, entre autres.

Les événements de transmission interspécifique sont rares et, dans les milieux naturels, ils ne parviennent généralement pas à provoquer une propagation épidémique. Contrairement à la plupart des espèces, les humains se déplacent dans le monde entier et entrent régulièrement en contact avec des animaux domestiques et péridomestiques. Ainsi, lorsqu’un nouveau virus se propage à travers les populations humaines, cela peut entraîner des retombées sur un large éventail d’animaux de compagnie et d’animaux sauvages, ce qui s’est produit pendant la pandémie actuelle de coronavirus. Étant donné que des zoonoses inversées ont été signalées chez des animaux comme les chats et les chiens provenant de ménages où des personnes sont infectées par le SRAS-CoV-2, le risque de transmission du virus aux animaux est plausible.

L’étude

L’étude visait à évaluer l’évolution du SRAS-CoV-2 au cours de trois cycles d’expansion de la souche USA-WA1 / 2020 dans des cellules Vero E6, suivis de changements survenant lors de l’infection expérimentale primaire chez quatre hôtes mammifères.

Les chercheurs ont comparé des variantes de l’inoculum de SARS-CoV-2 développé par culture cellulaire et du virus récupéré de quatre espèces après exposition au virus. Ils ont également comparé les proportions de variantes, les insertions et les délétions se produisant dans les génomes du SRAS-CoV-2 obtenus à partir de chiens, chats, hamsters et furets.

L’évolution virale du SRAS-CoV-2 diffère selon les espèces, les régions génétiques et les individus. (A) Chaque point indique le nombre de variantes uniques détectées à une fréquence ≥ 3% dans les génomes du SRAS-CoV-2 récupérés à partir d’animaux individuels. Il n’y a pas de différence significative dans le nombre de variantes uniques détectées dans différentes espèces (ANOVA, p = 0,22). (B) L’analyse de la distribution des variantes au sein des espèces révèle que la majorité des variantes ont été détectées chez un seul individu au sein de chaque espèce. Le sous-graphique (a) montre la distribution pour toutes les variantes, tandis que (b) illustre uniquement les variantes ne se produisant pas dans l’inoculum P3 à> 3%. (C) Les variants sont distribués à travers les gènes viraux en relation avec la longueur de chaque gène en proportion de la longueur totale du génome (modèle linéaire, R2 = 0,69, p <0,0001). La protéine de pointe contenait une proportion nettement plus élevée de toutes les variantes par rapport à sa part de longueur du génome. L'ombrage gris représente l'intervalle de confiance à 95% pour la pente de la droite de régression. (D) Les «résidus préoccupants» du variant de protéine de pointe du SRAS-CoV-2 se trouvent dans le domaine N terminal (NTD), le domaine de liaison au récepteur (RBD) et le site de clivage de la furine 670. Le bleu indique NTD, le jaune indique RBD. Le site de clivage de la furine et le résidu 686 adjacent sont dans la boucle indiquée, qui n'a pas été résolue dans cette structure.

L’équipe a trouvé cinq chances dans les gènes nsp12, S, N et M proches de la fixation dans l’inoculum. Pourtant, il est revenu aux séquences de type sauvage dans l’acide ribonucléique (ARN) récupéré des animaux environ un à trois jours après l’exposition.

Les chercheurs ont détecté 14 variantes d’urgence dans les virus récupérés chez les animaux, y compris des substitutions aux positions de pointe N501, H69 et D614. La vitesse de sélection in vitro et in vivo du SARS-CoV-02 montre des résidus ayant une importance fonctionnelle lors du changement d’hôte.

«Les agents pathogènes subissent une forte pression sélective pour se propager dans l’environnement de l’hôte, tandis que les défenses de l’hôte sont alignées pour empêcher la réplication des agents pathogènes», a expliqué l’équipe.

«Cette course aux armements hôte-pathogène entraîne des résultats variés qui peuvent conduire à une augmentation ou une diminution de la virulence et de la transmission», ont-ils ajouté.

Par conséquent, les résultats de l’étude illustrent le potentiel des hôtes des réservoirs de retombées à accélérer l’évolution. De plus, les résultats mettent en évidence la plasticité de l’adaptation virale dans les modèles animaux.

Les résultats peuvent guider les scientifiques pour prévenir de futures épidémies qui pourraient survenir chez les animaux et atteindre les humains.

À ce jour, la maladie à coronavirus continue de faire des ravages à travers le monde. Les États-Unis restent le pays avec le plus grand nombre de cas, atteignant plus de 29 millions, suivis de l’Inde, avec plus de 11,24 millions de cas, et du Brésil, avec plus de 11,12 millions de cas.

*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 / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.