Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur, les chercheurs ont réalisé une étude génomique des cas confirmés de virus Monkeypox (MPXV) diagnostiqués en Espagne entre le 18 mai et le 14 juillet 2022.
Sommaire
Arrière plan
Dans l’épidémie actuelle, le nombre de transmissions disséminées du MPXV est resté constamment faible et il semble se transmettre de personne à personne (PTP) après l’apparition d’une éruption principalement localisée. Si ce dernier mode est responsable de la transmission du MPXV, cela devrait également se refléter au niveau génomique. Jusqu’à présent, toutes les études génomiques se sont concentrées sur la description de l’histoire évolutive du MPXV et sur le suivi de son introduction dans le virus dans les pays occidentaux.
Ces études ont révélé que le cluster MPXV 2022 divergeait des MPXV 2016-2019 associés par une moyenne de 50 polymorphismes mononucléotidiques (SNP), avec environ 24 mutations non synonymes, ~ 18 mutations synonymes et quelques différences intergéniques. Ils ont attribué le biais mutationnel principalement à l’action des enzymes catalytiques de type 3 (APOBEC3) éditant l’ARNm de l’apolipoprotéine B. De plus, ils ont décrit des variations génétiques du MPXV, y compris la suppression de gènes immunomodulateurs. Jusqu’à présent, l’hôte exerçait une pression sélective et la perte de gènes d’interaction virus-hôte a entraîné l’évolution du MPXV.
Des études évolutives rétrospectives ont mis en évidence les stratégies adaptatives uniques de MPXV ; cependant, ces études n’ont pas réussi à résoudre les régions génomiques avec de nombreuses répétitions, en particulier les régions de faible complexité (LCR). Les LCR ne sont pas localisés au hasard dans le génome et pourraient être associés à des changements adaptatifs liés aux différences de transmissibilité du MPXV. Ils ont différents niveaux de complexité, tels que des répétitions dinucléotidiques, trinucléotidiques ou palindromiques plus complexes. Des études antérieures ont montré que les accordéons génomiques sont une voie rapide pour adapter les poxvirus lors de passages en série. Il est urgent d’étudier ces caractéristiques génomiques dans le contexte de l’adaptation évolutive du MPXV.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué les effets des LCR, y compris toutes les courtes répétitions en tandem (STR) et les homopolymères, les modifications du génome du MPXV. Ils ont comparé la distribution des LCR entre différents groupes fonctionnels majeurs dans le génome du MPXV. De plus, les chercheurs ont évalué les niveaux de variations intra-hôte et inter-hôte du LCR.
L’équipe a d’abord obtenu un génome de haute qualité à partir d’un fluide vésiculaire non passé d’un cas MPXV en Espagne. Ensuite, ils ont utilisé une réaction en chaîne par polymérase (PCR) imbriquée MPXV classique validée ciblant le gène du récepteur de la transferrine (TFN) pour confirmer la présence de MPXV dans les écouvillons de lésions cutanées. Ensuite, ils ont combiné trois technologies de séquençage, NovaSeq, MiSeq et le séquençage des nanopores, pour lire le génome complet.
Résultats de l’étude
Seuls deux échantillons génomiques, 353R et 349R, ont produit des lectures virales de haute qualité pour une comparaison de fréquence d’allèles dans la plupart des zones LCR. Alors que LCR8 et LCR9 n’ont montré aucune variation, LCR7 et LCR10/11 ont montré une variation intra-hôte considérable et des différences dans l’allèle prépondérant entre les échantillons. Sur la base de l’hétérozygotie de l’ensemble du génome, l’ampleur et l’échelle des variations étaient significativement plus élevées dans la LCR que dans les SNP, et la même chose s’est produite à l’intérieur de l’hôte.
Quatre échantillons appartenaient à B.1.1, défini par une mutation d’acide aminé dans OPG094 R194H. Ils ont identifié un échantillon comme B.1.3, défini par la mutation d’acide aminé R84K correspondant à la position G190,660A et les échantillons restants appartenaient à B1- Clade IIb. Parmi le clade IIb, les souches B1 présentaient systématiquement 16 répétitions. La souche A.1 était polymorphe, les souches A.2 présentaient 23, 25 et 26 répétitions, tandis que les souches plus anciennes de la lignée A présentaient 32, 43, 53 et 71 répétitions. Bien que les chercheurs aient détecté des grappes supplémentaires parmi les isolats espagnols définis par quelques changements de SNP ; cependant, ils ont identifié un lien épidémiologique dans un seul cas.
Étant donné que les résultats de l’étude actuelle ont montré une relation limitée entre les changements de SNP et l’épidémiologie du virus, un effet de convergence potentiel s’est probablement produit pour cette classe de virus, ce qui demande un changement d’orientation dans leurs études d’épidémiologie génomique. Les chercheurs ont identifié 21 LCR, 13 STR et huit homopolymères. La comparaison du degré de diversité parmi les 21 LCR identifiés avec la variabilité des SNP a montré huit zones de LCR (1/4, 2, 3, 5, 6, 7, 10/11, 21) avec des signes évidents de variations intra-hôte et inter-échantillons .
Cinq LCR ont été co-localisés dans deux zones du génome du MPXV, avec les LCR 5, 6 et 7 au cœur du génome du MPXV. Les LCR 3 et 21 étaient localisés dans la zone immunomodulatrice et les trois autres LCR se trouvaient à l’intérieur de la région putative traduite des gènes MPXV OPG153 (A26L), OPG204 (B16R) et OPG208 (B19R). Les changements dans le nombre de répétitions observés dans LCR3 et LCR21 ont suivi le même schéma en étendant la région N-terminale d’un cadre de lecture ouvert (ORF) immunomodulateur. Compte tenu de l’étirement répétitif inhabituellement long de LCR3, le Clade IIb MPXV pourrait nécessiter de grandes quantités de tyrosine : acide ribonucléique traductionnel (ARNt) pour traduire le gène OPG208. Il s’agit peut-être d’une autre méthode potentielle employée par les séquences virales répétées en tandem pour s’adapter à un nouvel environnement via la modulation de l’expression d’ORF.
Les chercheurs ont noté que les changements associés à LCR21/OPG204 étaient subtils. Ils n’ont pas observé de changements dans le nombre de répétitions mais dans les mutations. Ainsi, la plupart des virus de Clade IIb présentaient plusieurs départs alternatifs suivis d’un acide aminé lysine, toujours codé par le codon le plus rare. La région de variabilité la plus intrigante observée dans l’ORF impliquait le gène OPG153, qui est un facteur important dans la transmission et la virulence de l’OPXV. Par exemple, c’est le gène central qui a été le plus « perdu » au cours de l’évolution du poxvirus. La zone de répétition LCR7, située dans le domaine central d’OPG153, code pour une région non structurée d’acide polyaspartique (poly-D), qui est conservée parmi les OPXV ; cependant, sa longueur est très variable. Fait intéressant, les souches MPXV du clade IIa ont un poly-D étendu de 21 acides aminés.
conclusion
Les découvertes d’étude ont augmenté le concept des accordéons de génome dans l’évolution de MPXV. L’étude a démontré que les LCR du génome, qui ne sont actuellement pas résolus au cours des études génomiques, pourraient être cruciaux pour faire face aux changements de gamme d’hôtes ou de virulence et contenir des informations importantes sur la transmission. Ainsi, il est nécessaire d’établir une nouvelle approche standardisée pour générer et analyser les données de séquençage qui priorisent ces régions. Des études plus fonctionnelles sont nécessaires de toute urgence pour compléter cette étude génomique comparative.
*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.
